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本节课从明7暗7拍手游戏导入课堂,引出随机数的概念,同时让同学体验逐一判断选择的游戏过程。再通过投针实验计算π近似值的数学小故事说明随机数的作用,进入本节课题:应用抛豆子的概率问题计算圆周率的近似值。接着让同学运行资源包中的程序文件:产生随机数.py,提醒同学自主完成任务一。接下来,通过讨论分析,使同学明白产生一组随机数x,y与坐标系内产生随机点的关系,进而理解随机坐标点与正方形区域内抛豆子随机落地的关系。最后确定,通过随机数x,y表示的随机坐标点pn(xn,yn)来模拟抛豆子随机落地的数量n。建立坐标系这一数学模型以后,鼓励学生编写python程序应用画图随机点模拟这一过程,实现随机坐标点模拟抛豆子随机落地的过程图像。显然,这个程序是有难度的,学生经过一番思考讨论后,我提醒同学直接运行资源包里的程序:产生随机数xy并画图.py,提醒学生观察随机坐标点画出的动态图像,接着和学生一起分析程序代码及流程图,讲解重点语句的功能,并完成任务二流程图的填空。

接下来提出课堂任务三,用python程序模拟明7暗7游戏,引导学生回忆游戏过程,特别是第二轮从随机抽取一张扑克牌开始的,完成流程图的填空,使学生体会循环、判断、计数的程序功能及其实现方法,最后引导各个小组讨论合作完成程序的完善和调试。这一环节的作用,主要使同学理解逐一遍历,同时完成判断和计数的思维过程,为本节课的主要目标:理解“应用随机数投点计算π近似值”的算法,打下基础。另外,为了让同学复习掌握相关的python语法知识。

“头脑风暴”环节是本节课的难点,也是重点。先提出问题:如何判定随机坐标点是否在扇形区域内?组织学生展开讨论,从为什么是扇形区域展开思考讨论,提问各个小组,探究问题解决的出路,逐步建立完整的数学模型:平面坐标系下应用勾股定理。从而确定判断条件,为算法的确定与理解解决最后一个瓶颈。接着趁热打铁,引导学生完成投点算法自然语言的描述排序(任务四),并一鼓作气对照算法的自然语言描述完成流程图的填空(任务五)。

下面就是代码处理了,也是本节课的重点之一,要求各个小组成员之间交流合作完成任务六。完善程序代码,调试运行并完成表格3、4的填空,提出疑问,启发同学进一步的思考:为什么连续三次输入1000,得到的π近似值相差很远?引导同学对应用随机投点计算π近似值的算法优劣提出自己的疑问。

完成任务六以后,提出本节课的拓展任务:结合“产生随机数xy并画图”和“投点计算π近似值”算法思想,编写程序画出扇形区域内和以外区域的坐标点,模拟出程序运行过程中随机投放点的可视化图像。启发同学思考,并灵活应用python相关的海龟库画点函数语句,在循环结构内嵌套双分支判断结构,实现活学活用解决实际问题的教学目的。

在教学设计时,我注意到课堂上应用到的五个程序:1. 产生随机数xy.py、2. 产生随机数xy并画图.py、3. 明7暗7游戏.py、4. 学生练习计算圆周率.py、5. 圆周率近似值随机点可视化.py,其程序结构基本是相似的,均是给定确定循环次数的fou循环结构,不同的是后三个又加上了判断分支结构。因此,算法的讲解重点落在了坐标系和勾股定理的数学模型建立上面了,主要目的是启发学生应用计算机解决问题的方法形成解决实际问题的思路和方法,以及提高动手操作能力。


教学流程各个环节关系示意图

在本节课中学生问题解决的思维过程是层层递进的,各个教学环节相互联系又有内在的逻辑关系,整体设计自然流畅,各环节过渡自然,符合培养学生计算思维和解决实际问题能力提升的基本要求,目标明确,准确把握学生基础、学生认知规律,重难点清晰。在课堂教学中比较好的做到了学生主体作用和教师主导作用的有机结合,努力体现课改精神。

        由于高一很多的学生在整个初三年级没有开展信息技术课程的学习,特别是对于程序设计课程很长时间没有应用算法代码解决实际问题,所以,个别学生代码处理能力稍弱,表现在运算符与数学上的运算符相混淆,比如平方运算符写成数学上的、中英文输入法错误等,对于这一问题在课堂上我有点不知所措。另外,在教学各个环节过渡和总结阶段,语言不够精炼,致使启发性的问题链对于引导学生深入思考和组织小组讨论合作的效果不尽如人意,这方面的不足需要进一步加强提高。

张旭臣 发表于 2023-04-26 13:23
讲师信息
张旭臣 郑州市第九中学
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    优点:
    问题解决的思维过程是层层递进的,各个教学环节相互联系又有内在的逻辑联系,整体设计自然流畅,各环节过渡自然,符合培养学生计算思维和解决实际问题能力提升的基本要求,目标明确,准确把握学生基础、学生认知规律,重难点突出。
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