洪登胜
山东省平度第一中学 邮编266700
教学背景分析
教学内容：本课“算法的控制结构”是浙教版必修1《数据与计算》的内容，主要介绍了算法三要素之一的控制结构(顺序结构、分支结构、循环结构)。教材用贴近生活的实例引出算法的顺序、分支和循环结构的基本概念，在结合实例讲解基本控制结构的特点和注意事项。
学生情况：高一学生对事物的思考、分析、综合能力都达到了一定水平，在教师有效引导下，有能力进行自我探究。他们已经学习了一些算法的知识，接触过一些程序案例，对编程实践有足够的兴趣。
教学目标
理解三种算法控制结构的概念、特点及适用情形
能选择合适的控制结构，正确地设计、描述日常生活实例中的算法。
掌握利用平台进行编程和调试运行的方法，培养学生的逻辑思维能力，促进学生对计算机解决问题方法的理解。
在老师的指导下，与同学共同探究问题、解决问题，体验自主学习、协助学习的乐趣，引导学生关注自身的成长，树立为自己的人生拼搏的理想和信念。
教学重点、难点
教学重点：理解三种算法控制结构的概念、特点及适用情形；使用实验平台进行编程和调试运行。
教学难点：循环结构的算法理解与设计
教学理念和教学方法
教学理念：教材提供的案例本身带有比较深的技术背景，而且学生在生活中能接触到的机会并不是很多，理解并实现相关算法有一定的困难。另一方面，很多同学对网络游戏非常感兴趣，而我校人工智能实验平台基本架构就是机器人噜噜在虚拟世界里逐步“修炼”技能，完成“使命”，将课本案例更换成机器人噜噜根据函数完成行走、转弯、判断、采集等动作，从而实现学生对算法的顺序、分支、循环三种基本控制结构的认知，学生在整个学习过程种将会保持足够的兴趣支撑。同时，进一步让学生意识到沉迷网络游戏就是在游戏制作者制定的规则里转圈圈，对此要保持清醒的认识。
教学方法：利用实验平台提供的“可视化”环境，将教学内容巧妙的转换成游戏对象完成函数的动态过程，以新颖的任务驱动学生去编程实现算法，用生动的角色行为展示算法实现的结果。
教学过程
1.创设情景
播放视频片段（机器人噜噜在游戏地图完成“行走”、“判断”、“转弯”、“收集能量”等动作），引入本课。
学生观看视频；思考、回答问题。
师：我们喜欢玩游戏，多是因为在虚拟的游戏世界里，可以带领游戏角色经历“修炼”、“打怪”、“升级”的过程，从而得到“基本需要得到满足，潜能要求被实现”的心理满足。大家有没有想过游戏是怎么开发，角色的动作又是怎样设定的？
2.新课讲授
教师活动：展示课件，提问“积木的拼搭过程”
师：即使复杂的积木作品，都是由最基本的积木块(基本结构)组合构成。无论内容怎样复杂、功能如何强大的算法，也都有最基本的结构组合而成，这些基本的结构称为算法的控制结构。算法的控制结构有三种，即顺序结构、分支结构和循环结构。
3.让噜噜学会行走——顺序结构
教师活动：展示噜噜行走动态过程，邀请学生参与。
学生演示行走过程。
师：如同一个人从呱呱坠地，咿呀学语，到蹒跚学步，游戏世界的噜噜也需要一步一步学会走路，才能开启它的游戏人生。算法中各个步骤按照先后顺序一步一步执行，具有这种特点的算法称为顺序结构，有如下特征:每个步骤按照算法中出现的顺序依次执行；每个步骤必行会被执行依次，而且只执行一次。
教师活动：利用平台演示实验1-1。
结论：在实验平台上运用“go()”函数让噜噜学会行走，每执行一次该函数，噜噜向前走一步。
go()
go()
go()
...
教师活动：展示噜噜的技能库
噜噜行走：go()
噜噜右转：turn_right()函数
噜噜左转：turn_left()函数
噜噜收集能量块：collect ()函数
学生活动：完成任务一：具备了基本生存技能（行走、转弯和收集能量块）的噜噜开始行走江湖，根据提示完成实验1-3。
师：如同我们的人生不会一帆风顺，挫折难免，需要我们思考并作出判断和选择，游戏世界里的噜噜也需要学会“思考”、“判断”、“选择”等技能才能更好的生存下去。这种先进行判断，再根据判断结果分别执行不同处理的控制结构就称为分支结构(也称选择结构)
分支结构的算法执行时具有下列特点：首先进行条件判断，根据条件满足与否来决定执行哪个分支；在一个分支结构中，必有一个分支被执行，其他分支则被忽略。
教师活动：利用平台演示实验4-1。
结论：在实验平台上运用“is_left_obstacle”函数判断左侧是否有障碍，有障碍则右转，没障碍则左转。
if is_left_obstacle():
turn_right()
else:
turn_left()
go()
collect()
教师活动：展示噜噜的技能库
噜噜行走：go()
噜噜右转：turn_right()函数
噜噜左转：turn_left()函数
噜噜收集能量块：collect ()函数
噜噜思考判断左侧是否有障碍：is_left_obstacle()函数
学生活动：完成任务二，噜噜学会了新技能，可以判断周围的环境选择行走的方向，根据提示完成实验4-2。
师：人生经历磨炼、奋斗，量的积累带来质的飞跃，我们的人生将会迎来收获的季节。游戏世界的噜噜也发现有一段路它每走两步就有能量块可以收集。算法执行过程中，在条件控制下，某些步骤需要重复执行(循环)的控制结构称为循环结构。循环结构的算法执行时具有下列特点：先判断循环条件，满足条件则进入循环，执行循环体；循环在条件控制下进行，不满足条件时退出循环，是有穷的。
教师活动：利用平台演示实验3-1。
结论：在实验平台上运用“range()”函数实现让噜噜重复执行由多个动作组成的组合动作。
for i in range(4):
go()
collect()
range()函数可创建一个整数列表
0、1、2、3
range(1,4)创建一个整数列表
1、2、3
教师活动：展示噜噜的技能库
噜噜行走：go()
噜噜右转：turn_right()函数
噜噜左转：turn_left()函数
噜噜收集能量块：collect ()函数
噜噜思考判断左侧是否有障碍：is_left_obstacle()函数
噜噜重复组合动作：range()函数。
学生活动：完成任务三，噜噜学会新技能，可以重复由行走、转弯、收集构成的组合动作，根据提示完成实验3-3。
闯关挑战
教师：在虚拟世界里，噜噜遇到的问题越来越复杂，仔细观察实验3-6中噜噜所处的环境，找出规律，确定算法，让噜噜快速找到并收集能量块。
教学反思
信息技术的教学过程不仅是传授知识、形成技能的过程，也是开启学生智慧与思考的过程，更是人文素养和科学文化浸润与陶冶的过程。另外，新课程改革提倡培养学生利用信息技术解决问题的能力，这就要求学习过程的“情景化”，从真实情境中获取知识，再适当去掉情境，获得抽象的技术思想和方法，学生能够利用所学知识解决情境中的问题。如何创设不同情境，在课堂教学中渗透人文素养，引导学生体验科学真理，继承科学精神,已成为一个重要且关键的问题。本节课为实现人文素养的渗透，将教学内容与游戏角色噜噜的训练进行巧妙地结合，让游戏角色的“生存”、“成长”、“发展”契合算法控制结构的“顺序”、“选择”、“循环”三种结构的特点，暗喻人生历程的不同阶段，在每一位学生心底种下“人生需要奋斗”的种子。