走进编程

第一单元走进编程学习目标1.知识与技能（1）了解利用计算机解决问题的基本过程，即经历分析问题、确定算法、编程求解，从而认识算法和程序设计在其中的地位和作用。

（2）初步掌握使用自然语言、流程图或伪代码等描述算法的方法。

（3）了解顺序、选择、循环三种基本结构及其重要作用，掌握计算机程序的基本概念，能解释计算机程序执行的基本过程。

（4）了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及Java程序开发环境等基本知识。

2.过程与方法（1）学会分析哪些问题需要编写计算机程序来解决，并初步经历计算机解决问题的基本过程。

（2）通过观看演示程序、解析一个完整程序的实践等环节，逐步探索使用计算机解决实际问题的过程与方法。

3.情感态度与价值观（1）体验程序设计的内涵及魅力，产生对程序设计的求知欲，形成积极主动地学习算法与程序设计的态度。

（2）逐步养成严谨、科学的程序设计思想。

（3）能遵守与程序设计相关的伦理道德与法律法规，负责任地使用信息技术。

体系结构本单元分为四节。

首先，结合实例，经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程，认识算法和程序设计在其中的地位和作用。

其次，在经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程后，能通过模仿、探究等方式，了解顺序、选择、循环三种基本结构及其重要作用，掌握计算机程序的基本概念，能解释计算机程序执行的基本过程。

在此过程中，了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。

本单元的体系结构如表1-1所示。

教学建议本单元教学为5学时，建议学时分配为：第一节1学时，第二节2学时，第三节1学时，第四节1学时。

根据教学内容的不同可适当采用不同的教学方法。

第一节解决问题的一般方法[教材分析]本节中，首先从解决问题的一般方法出发，通过带领学生对于若干问题的分析，帮助学生了解使用计算机解决问题的三种方法，即使用计算机现有的工具软件解决、编程解决以及利用人工智能技术解决，从而引出算法的思想与程序设计的概念。

学生经过学习，能够确定哪些问题需要编写计算机程序解决，并通过经历计算机解决问题的基本过程，理解程序设计的含义。

[活动建议]建议这一节采用教师讲解与学生观察、讨论相结合的方式组织教学。

（1）首先教师可以从一些学生比较感兴趣的问题以及相应解决方法开始，然后由学生两人一组提出可能适合用计算机解决的问题，教师归纳。

（2）教师分析计算机作为解决问题的工具，目前能够解决三类问题，强调通过程序解决的问题一般包括计算性、逻辑性和二者结合型等。

（3）教师引导学生讨论解决问题的步骤方案，即将第一个环节学生提到的可通过设计程序解决的典型问题（或教材中“谁最高”）方案化。

（4）学生通过运行光盘中的小程序，在教师的引导下最终理解程序设计的含义，同时使学生形成这样一种意识，即选择什么样的程序设计语言来解决问题并不是最重要的，关键是把握算法与程序设计的思想。

[评价建议]评价方式：教师观察评价。

评价要点：学生讨论的参与程度如何，提出问题的有效性以及问题的讨论结果如何。

第二节解决问题的算法设计[教材分析]本节中，通过一个生活中的实例，即计程车计费问题，从提出问题入手，带领学生分析该问题，学习如何设计算法并使用自然语言、伪代码和流程图等方法描述算法。

通过知识回顾的方式，强调面向过程的三种结构（顺序结构、分支结构、循环结构），实现与信息技术基础模块相关知识的衔接。

[活动建议]（1）在第一节中学生已经提出一些需要编程解决的问题，教师可以从此引入，或使用教材中的例子，另外还可以使用学生身边的问题（如各种不同的手机卡，在计费相似的条件下，选择哪一种手机卡合适？）（2）教师组织学生将以往所学的数学解题过程迁移过来，研究讨论分析问题的过程，最后使得学生能够给出问题解决的算法描述。

（3）教师可通过几个程序使学生了解算法的特征，即可执行性、确定性、有穷性。

（4）了解表示算法的工具有自然语言、伪代码、流程图、结构化流程图，这是本节学习的重点，其中除自然语言外，建议使得学生掌握另一种描述算法的工具，对其他的方法有所了解。

在这一节中，建议教师要与学生一起复习程序设计的三种基本结构，即在基础模块第四单元第三节中涉及到的内容，使学生学会使用某一种描述算法的工具来描述，如使用伪代码或框图。

[评价建议]评价方式：教师评价。

评价要点：学生是否能够用表示算法的工具描述三种基本结构，以及能否应用该方法解决具体问题。

第三节算法的程序实现[教材分析]本节中，以面向对象的程序设计语言Java为例，实现第二节中计程车计费的程序设计。

通过详细介绍完成程序的一般流程（编辑、编译、调试、运行），使学生经历一个完整的通过编程实现问题求解的过程。

在此过程中，介绍Java程序开发环境的一些基本知识、编辑软件TextPad的使用等。

[活动建议]（1）教师可指导学生直接打开光盘中的TextBill程序（即计程车计费问题），然后运行，使学生对程序有直观的了解。

之后学生需要独自完成第17页中的程序。

可直接利用“记事本”或“TextPad”工具软件录入第17页中的程序代码，经过编译、调试、再编译、再调试，最后运行程序，看看结果。

两人一组进行讨论，并试着修改其中能看懂的代码，看看运行后的变化，经历探究的过程。

经历“运行→感受→修改→感悟”之后，学生对程序有一个感性认识。

在此过程中，教师要适当引导学生，使学生达成这样的认识：●当面临一个任务后，可从多个渠道获取相关程序，并阅读、修改、调试和运行，最后使之成为自己需要的程序。

●逐步养成不断积累相关程序的意识。

●在编写第一个程序的时候，就要培养规范书写程序的习惯，例如添加注释、直观的变量命名、语句缩进等良好的程序写作风格。

（2）使学生由感性认识上升到理性认识，理解编写一个程序的流程是：学生通过本节的学习，需要初步了解Java程序的编译和运行的机理。

知道Java的程序包括Application和Applet。

（3）学生在前面的教学环节中对程序的调试有了一定的认识，教师可组织学生讨论程序设计中可能出现的错误类型，并及时归纳总结。

提示学生注意，编写Java程序的首要工作就是要创建一个公共的类（public class），并且类的名称与所使用的文件名必须严格一致，即字母的大小写要匹配。

否则，编译的时候系统会提示错误，这是大多数学生容易忽略的地方。

（4）关于程序文档，学生应了解它的作用，并注意在以后的程序设计中添加相应的注释以方便自己和他人阅读。

教师在教学中也要注意培养学生这样一种能力，即通过阅读相关软件的帮助文件进行学习和操作。

另外，对学有余力的学生可安排以下两段含有错误的小程序进行修改和调试，使其对Java 的语法有更深入的了解。

提示学生使用高级语言进行程序设计时，要注意以下三个问题：●语法。

每种计算机语言都有自己的语法规则，这些规则是非常严格的。

在进行编译时系统会按语法规则严格检查程序，如有不符合语法规则的地方，计算机会显示语法有错信息。

●语义。

即某一语法成分的含义。

例如，C语言中用“int”定义整型变量，用“char”定义字符型变量，用“while”语句实现循环，用“!＝”表示不等运算，用“*”表示乘法等。

在使用时必须正确了解每一种语法成分的正确含义。

●语用。

即正确使用语言。

要善于利用语法规则中的有关规定和语法成分的含义，有效地组成程序以达到特定的目的。

[背景材料]程序与程序设计语言程序并不是计算机程序设计中独有的概念，在日常生活中我们也常见到这个词，例如一个会议的日程、一场演出的节目单等，这些程序都由一项一项活动组成，有序地完成每一项活动也就实现了程序的目标。

计算机程序是指为了让计算机解决某一特定问题，用某一种程序设计语言设计编写的指令序列。

计算机一步一步执行这个指令序列，就完成了我们希望它做的事情，而且整个指令序列执行过程中基本不需要人来干预。

程序设计语言是一组用来定义计算机程序的语法规则。

它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。

一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。

但需要提示学生的是要注意程序语法规则是严格的，如果指令中出现错误将改变程序的原意，从而引起计算机报错或产生错误的动作。

[评价建议]评价方式：记录学生上机操作情况及程序完成情况。

评价要点：学生是否能够调通程序，能否对程序进行简单的修改，是否将编写的程序存入电子学习档案袋中。

第四节程序设计语言简介[教材分析]本节中，首先介绍计算机程序设计语言的发展历程，以及常用高级程序语言的特点，继而提出选择合适的程序设计语言的原则。

由于人们对于网络应用程序的要求越来越高，特别是需要能在不同的操作系统上运行的应用程序，而Java的出现正迎合了这种跨平台应用程序的需求，由于Java众多特性使得它成为当今最具活力且最具有网络应用优势的编程语言。

这也正是本教材选择Java作为编程示例语言的原因。

[活动建议]（1）教师可以通过自己设计的教学软件向学生讲解程序语言的变迁，使学生能够有一个直观的了解。

（2）学生自主学习高级语言的发展历程，了解“非结构化程序设计语言→结构化程序设计语言→面向对象的程序设计”变化的深层次原因，在学习编程之初形成一种正确的意识。

（3）教师组织学生讨论如何恰当地选择某一种程序设计语言，即选择程序设计语言的原则是什么。

（4）教师指导学生通过浏览编程类的网站，了解不同程序设计语言的特点和主要功能。

并将获取的信息简单加工成文档，存入电子学习档案袋中，以“定稿”的形式发布，同学之间共享。

（5）教师指导学生从因特网或其他渠道获取一些Java的小程序，并试着阅读分析，再修改、调试、运行，从而加深对Java的理解。

[背景材料]机器语言和汇编语言机器语言不同种类的机器系统有不同的命令集(即所谓‚指令系统‛)，例如某系列的单片机，其指令系统由30余条指令构成。

每条指令由14位(bit)构成，这些位是二进制码的0和1，例如下列各条指令(机器码)：1100000000000000000001100110110000000000010000001000011010100000000100早先的技术人员就是用这样的二进制码来编写程序的。

这样的程序代码，看起来像天书，很令人费解，但它完全能指挥单片机的运作。

我们知道，单片机实际上是一种复杂的数字逻辑电路。

要数字电路运作，必须相应输入高、低电平，对正逻辑而言，高电平为1，低电平为0。

上述指令顺序在不同的数位上出现的0和1，经译码后，即可完成各种不同的操作，从而逐步完成单片机所要执行的任务。

这种由0、1组成的指令称为机器语言。

实际上，这种由二进制码构成的指令集不但难读懂，而且用来编程也有困难。

因为程序往往不一定是从头到尾顺序执行的，有时还需中途转移到其他单元执行一段程序后再返回来。