面向核心素养的高中信息技术教学问题链设计

当前，在信息技术程序设计教学中，普遍存在重实践、轻理论，重代码、轻思维的现象，与新课标中要求学生能够运用计算思维的方法对问题进行抽象建模、提取特征、构造算法、编制程序解决问题的目标相去甚远。教师可以通过设计问题链的方式进行有效的课堂提问，引导学生深度思考，激发学生的高阶思维和创造性思维。思维总是从提问开始的，思维的培养并非一蹴而就，而是一个系统的认知过程。“善问”是一种能力，只有“善问”才会有轻松愉快的课堂氛围，才会发展学生的学科思维。可是目前的高中信息技术课堂，教师普遍存在提问随意性大、缺乏问题的整体设计、提问效率不高等问题。一节课中肯定会有多个问题，教师需要对这些问题进行整体设计，建立内在的逻辑结构，促进学生深度思考，这其实就产生了问题链。一、问题链是什么问题链是教师依据教学目标和教学内容，结合学生已有的知识和经验，针对学生学习过程中可能出现的困惑，设计出一组有主题、有层次、相对独立而又关联的问题群。设计问题链的目的是通过环环相扣、层层递进、螺旋上升的问题群，将问题与教学目标紧紧连在一起，让学生明确学习方向、深入思考，在解决问题的过程中训练思维能力，发展高阶思维，培养其学科核心素养。依据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中的“内容要求”和“学业要求”。“程序设计基础知识”单元要求能从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法;掌握一种程序设计语言的基本知识，通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，掌握程序调试与运行的方法。本文将以“一个核心问题—几个主要问题—多个递进问题”三级问题序列为设计思路，设计“程序设计基础知识”单元教学问题链，帮助学生建立合理的知识结构，了解顺序结构、选择结构和循环结构的特点，培养学生利用python程序设计语言解决实际问题的基本能力。“一个核心问题”是指这个单元将围绕哪个项目驱动问题开展活动，重心在单元整体设计。因为单元是教学的基本单位，学校的课程开发与课堂转型必须从单元整体设计做起，基于学科核心素养的单元整体设计是一线教师的基本功。“几个主要问题”是指在这个核心问题下，每节课的重难点问题，重心在课时具体规划。“多个递进问题”是指在几个主要问题下，每节课通过哪些具体问题层层递进去突破重难点，解决实际问题，重心在课堂的有效落实。二、《一天的等待》案例呈现问题来源于海明威的小说《一天的等待》，小主人公是一位九岁的男孩，当他听到医生说他的体温达到102度时，非常担心自己会死去，因为他得知人一般发烧到40度就要活不成了。这是怎么回事呢？问题原因是小男孩不了解华氏和摄氏温度的换算方法，误以为自己快要发烧烧“死”了。小说形象、具体、细致地刻画了在一天的等待死亡过程中，小男孩所表现出来的不畏死神的勇气。一个核心问题：如何解决温度转换实际问题？几个主要问题：1.计算机解决问题的一般过程是什么？如何利用python程序解决小男孩的温度转换问题？2.程序的循环结构有什么特点？如何利用python程序打印指定范围的华氏、摄氏温度对应表？3.程序的选择结构又有什么特点？如何利用python程序打印医务人员使用的指定范围的华氏、摄氏温度对应表？若输入错误，需给予提示。4.综合应用，如何计算天天向上的力量？多个递进问题：1.计算机解决问题的一般过程是什么？如何利用python程序解决小男孩的温度转换问题？（1）思考，如果让你来帮助小男孩解决这个问题，你该如何做，第一步，第二步……总结解决问题的过程通常包括哪些阶段。（2）类比学习，计算机解决问题的一般过程是什么？（3）如何用python编写程序，帮助小男孩解决问题？（4）若将第一条语句改为：f=input（“请输入一个华氏温度”），运行程序，会发生什么？为什么？（5）若将第二条语句改为：c=5*（f-32）//9，运行程序，会发生什么？为什么？（6）如何使用python编写程序，计算并打印100、101、102和103所对应的摄氏温度，结果保留2位小数。2.程序的循环结构有什么特点？如何利用python程序打印指定范围的华氏、摄氏温度对应表？（1）课前复习，上节课课堂练习中输出语句%8.0f，%10.2f是什么意思？程序中哪几行代码是重复编写，有更简便的方法吗？（2）如何用python编写程序打印指定范围的华氏、摄氏温度对应表？间隔为10，其中下限和上限由用户输入。（3）为什么下限和上限一般都是由用户自己输入，好处在哪里？（4）这个程序中，哪一个变量是循环控制变量？它的初值、终值是多少？它是如何有规律地变化的？循环做了多少次？（5）这个程序中，for循环的循环体里有几行代码？靠什么来区分？（6）如何用python编写程序打印九九乘法表？3.程序的选择结构有什么特点？如何利用python程序打印医务人员使用的指定范围的华氏、摄氏温度对应表？若输入错误，需给予提示。（1）课前复习，如果输入的下限a=101，上限b=0，结果会怎样？（2）如何避免这样的输入错误，需要用到程序设计中的什么结构？（3）人体体温计的合理范围是华氏90度到110度（包含90和110），如何用python编写程序打印医务人员使用的指定范圍的华氏、摄氏温度对应表，间隔为1。若输入的上下限超出人体体温合理范围，则给予提示。（4）在编写程序时，有些同学写的判断条件不太一样，这两种判断条件都对吗？（5）如果输入3次机会，程序怎么改，需要加什么结构的语句？（6）如何用python实现对高一某个男生体重指数等级的完整评定？即根据输入的身高和体重值，显示对应的等级：正常、低体重、超重或肥胖。4.综合应用，如何计算天天向上的力量？（1）锲而舍之，朽木不折;锲而不舍，金石可镂。一年365天，每天进步或退步1‰，尝试编程计算一年累计进步和退步了多少？（2）如何使用算术运算符中的指数运算符、pow（

）内置函数、for循环等方法进行计算？（3）什么是算法？为什么要学习算法？（4）这个程序中，哪些地方体现了算法的有穷性、确定性、输入、输出和可行性这些算法特征？（5）常用算法的描述方法有哪些，各自又有什么优缺点？（6）有个科学猜想的节目内容：如果有一张足够大的纸，其厚度为0.1毫米，对折一次纸的厚度增加1倍。假设这张纸连续对折始终是可能的，对折多少次后，纸的厚度可以超过珠穆朗玛峰的高度（8844.43米）？尝试选用一种方法对该问题进行描述。三、设计单元评价体系信息技术课程评价方式主要有过程性评估和总结性评价。过程性评价侧重于对学生学习过程进行评估，例如，在学习中表现出的小组合作能力、前期知识、信息意识、计算思维和信息社会责任感以及数字化学习与创新能力的强弱;总结性评估侧重对学生学习结果的评估，内容指向本项目学业质量水平及学科核心素养水平目标的达成。单元过程性评估，如表1所示。表1单元过程性评估[项目评价表内容描述评价项目完成情况对问题能够进行具体分析，具有较清晰明确的解决思路□5□4□3□2□1在问题的解决中，可以对任务进行分解□5□4□3□2□1算法的描述中，流程图清晰、完整□5□4□3□2□1最终的算法是正确、可执行的□5□4□3□2□1合作学习情况组员具有强烈的学习热情，能够积极参与到小组项目活动中，活动过程井然有序□5□4□3□2□1在问题解决过程中，小组成员有明确的分工，有充分的交流和分享，协作效率高□5□4□3□2□1组员能够对学习资源进行自主学习和合作学习□5□4□3□2□1在遇到问题时，组员可以共同商量，一起研究解决办法□5□4□3□2□1]评价中的分数针对前面的描述，非常符合，5分;比较符合，4分;一般，3分;比较不符合，2分;非常不符合，1分。总结性评估，如学习单所示。学习单一、单选题1.人们利用计算机解决问题的基本过程（

）①编程调试②分析问题③设计方案④解决问题⑤提出问题A.②③⑤④①B.②③④⑤①C.②⑤①③④D.⑤②③①④2.在以下运算符中，优先级最低的运算符（

）A.*B.！C.+D.=3.以下变量名合理的是（

）A.9aB.a-1C.VallD._a*4.有以下程序段：sum=1foriinrange（1，5）sum=sum*iprint（sum，i）程序的運行结果是（

）A.245

B.1205

C.244

D.12045.以下有关算法的描述中，正确的是（

）A.算法是有关一个问题的计算方法B.算法只是概括解决问题的思路，具体步骤应该在编写程序时完成C.算法必须在有限时间和有限空间内通过有限步骤完成D.因为算法由程序实现，所以设计算法时无须考虑计算机能否理解和执行二、简述题小明在自动售货机选择了一种价值5元的饮料，在收款口放入了10元，自动售货机接受货币后，在商品出口给出了小明选择的饮料，并返回5元。请尝试画出这个自动售货机后台算法执行流程。水平1：能画出简单的顺序结构流程，即选择物品—给钱—出商品。水平2：能够加入对金额的判断和找钱的过程，能够用流程图实现。水平3：在算法设计过程中加入自己的创意和设计，如对情境的判断、童锁的设置、纸币的防伪等，并用流程图实现。四、思考与展望教育家苏霍姆林斯基说：“获取知识——这就意味着发现真理，解答疑问。你要尽量使你的学生