陈继陈  南京师范大学附属中学树人学校信息科技教师，二级教师；曾获江苏省南京市鼓楼区青年教师基本功竞赛一等奖；主持区级课题“基于App Inventor的编程课例开发与教学实践的研究”；连续四年指导学生参与“中国妇基会一三星探知未来科技女性培养计划”，并连年培养出“全国科技女性领袖”及其团队。

内容分析

本课基于苏教版初中信息技术八年级教材第四章“算法与程序技术”和第五章“程序中的循环”中的内容，带领学生初步领略Python编程过程中使用顺序结构、分支结构与循环结构解决问题的一般方法。

学情分析
本课教学对象为八年级学生。针对未接触过编程的学生，教师授课时不能使用过于晦涩的课例，而要引导学生将解决生活中实际问题的步骤和方法与编程过程相对应，再尝试使用计算思维解决问题。第一次就能熟练使用Python语言是不现实的，因此，学生可以借助模块化编程，理解各命令的含义，并尝试通过编程自行解决预设的问题。

教学目标 
知识与技能 了解计算机解决问题的一般过程；掌握海龟库中“画笔”相关命令的使用方法（移动与绘制几何图形）；提取重复执行多次的顺序语句，推导总结出循环结构；能够借助顺序结构和循环结构绘制目标图形。 

过程与方法 经历教师讲授、学生实践与师生总结，学生体验了利用程序解决问题的一般过程，并在模仿教师操作的基础上，学会个性化地设计目标程序。 

情感态度与价值观 学生在层层递进的导学任务中感受解决问题的过程，提高对编程学习的兴趣，初步培养计算思维。

教学重点与难点
教学重点 基本程序结构（顺序、循环），海龟库的使用。
教学难点 计算机解决问题的一般过程。

教学过程
一、创设“一日小摊”情境

在进入课程之前，教师请学生畅想这样一个场景：假如现在的你是一个射击小摊的摊主，想要通过摆摊获得盈利，你需要考虑下面几个问题。

1.为获得盈利，奖品的成本应该增加还是减少？2.为吸引游客，我们应该让游客都打不到标靶，还是基本都能打到标靶？3.要给予参与游戏的游客一些奖励，我们应该不论射击结果如何都给小礼品，还是把获得大礼品的概率降低，小礼品的概率升高？

通过思考这三个问题，学生将一步步得出结论：若要帮助射击小摊盈利，则需要将成本尽量降低、客流量尽量提高；将奖品分级、分类，调整不同种类奖品获得的概率，在吸引顾客游玩的基础上，保证自己能获得的利润。分析过“摊主”的需求后，学生将在教师引导下，对射击小摊的游戏核心——“标靶”部分展开进一步设计。

教师通过PPT，向学生展示以下4个问题，并请学生回答自己的选择。

1.为了让大部分游客都能击中靶子，标靶的大小应该偏大还是偏小（如图1）？

图1

2.为了降低游客获得大礼品的概率，靶心应该设置得大还是小（如图2）？

3.为了增加游客获得小礼品的概率，能够击中的部分应该设置得多还是少（如图3）？

4.设计好标靶后，我们是直接营业，还是先测试再营业？

教师结合实际情境，将这个抽象的过程具象为便于学生理解的内容，带领学生一步步完成前期的分析。接下来，师生将利用海龟编辑器，一起绘制初步设计好的标靶。

二、绘制正方形

1.绘制正方形的一条边

师：想象一只放在纸上的笔——这就是海龟库中的“画笔”命令。如果要使这只“画笔”画出痕迹，我们就需要让它在白纸上移动。那么，海龟库中哪一条命令可以使画笔移动呢？

教师从海龟库中拖出“画笔”命令，点击“运行”按钮，程序即可绘制出一条长度为100的短线，也就是规定标靶大小的正方形外框的一条边。同时，与“画笔”积木块对应的Python指令【__Pen.forward(100)】也会显示在界面右侧，供学生参考。

在演示“画笔”的移动命令后，教师向学生提问：在海龟编辑器中，画笔的默认方向是向右移动，这也代表着它从原点（0,0）开始，沿着x轴的正方向进行了移动。那么，现在画笔的坐标是多少？

学生很容易得出：画笔坐标（0,100）。

教师再问：如果需要让正方形外框的大小符合我们的设计，应该把画笔移动的长度改为多少？更改后，画笔的坐标又是多少？学生此时可以按照自己的设计更改画笔移动长度，并回答更改后的画笔坐标，将移动命令与已知的“坐标系”相关知识联系到一起，建立起具体的概念。

绘制第二条边之前，教师先向学生展示一个位于坐标系内的正方形（如图4）。

图4

学生通过观察该正方形很快会发现，画笔现在正位于正方形的一个顶点。此时，教师向学生提问：画笔向哪个方向移动，才能绘制出正方形的第二条边呢？海龟库中哪一条命令可以使画笔的方向发生改变？

有了第一阶段的经验和教师的引导，学生很快就能在海龟库中寻找到“画笔”的旋转命令，以及对应的Python指令【__Pen.right(90)】，反馈给教师进行展示。
在教师展示的同时，也有学生会提出“向左”旋转的问题。此时，教师可以请学生上台尝试操作，或提示学生在稍后的任务阶段自行尝试。

2.将绘制、转向这两个命令重复四次

教师继续向学生提问：调整好画笔的朝向后，我们应该使用什么命令绘制出第二条边呢？绘制完后，画笔的坐标是多少？再接下来，我们要将画笔向什么方向旋转？移动和旋转这两条命令一共要重复几次？……学生跟随教师布置的任务，动手利用“画笔”命令绘制图形，同时也对三大基础结构之一的“顺序结构”产生较为具体的认知。

在绘制过程中，学生发现绘制正方形的程序重复度很高，是由“向前移动”与“向右旋转”两条命令重复四次形成的。此时，教师可以启发学生在“控制”模块中自行寻找能够帮助简化命令的程序语句“重复执行”（如图5），并在展示反馈作品的环节中请学生分享自己的发现，教师辅以适当讲解，实现学生间的互助互学。

图5

对应的Python指令：

for __count in range(4):
__Pen.forward(100)
__Pen.right(90)

三、绘制靶心

在学生基本完成正方形的绘制任务后，教师再次展示通过第一阶段的分析后设计好的“靶心”例图（如图6），请学生们观察，并回答以下问题：“移动”命令能否画出一个圆点？如果不能，那么海龟库中的什么命令可以使“画笔”绘制出一个圆点呢？

图6

结合第二阶段的经验与自由操作过程中对海龟库的观察，学生立刻就能找到与问题描述相符的命令，以及对应的Python指令【__Pen.dot(100)】。

教师演示后，学生会发现画面上出现的圆点位置并不是预期绘制的位置。此时，教师启发学生结合已知坐标系知识，将画笔的位置变化为坐标。学生小组讨论：若要在正方形中心画下一个圆点，该点的x和y应该是多少？学生通过思考将找到以下命令以及对应的Python指令【__Pen.goto(100,100)】。

教师带领学生找到相应命令后，布置“绘制点”相关任务，在结合坐标系知识反复绘制练习的同时，引导学生思考“落笔”“抬笔”与其余绘制命令之间的关系，并进一步美化绘制出的图形。最后，教师挑选出优秀学生作品进行展示与分享。 

除此以外，教师可以向理解能力较好、课堂任务完成度较高的学生提出挑战任务，规定标靶大小、靶心位置等数据，鼓励学生自行设计符合需求的、其他样式的标靶（如图7），并尝试对程序进行简化。

图7

教学反思

本课设计的最初目的是让编程基础较差的学生学习简单的Python命令，理解顺序结构的一般概念，并能够借助平台工具解决一些实际问题，所以本课的问题设计门槛较低。通过构建“射击小摊”情境，学生代入“摊主”身份分析需求、设计目标，随后在教师引导下将目标解构。通过观察、寻找，从海龟库中选出符合要求的简单命令进行组合，在反复练习中逐步熟练操作、理解程序，并在能力范围内敢于尝试设计新的内容。而对于基础较好的学生，可预留更多时间给他们探索、讨论、设计，进一步发挥学生的自主学习能力。