高中信息技术选修1教学设计：过程与函数的程序实现路径

高中信息技术选修1教学设计：过程与函数的程序实现路径一、教学背景与设计理念本课选自粤教版高中信息技术选修1《算法与程序设计》第二章第五节第二课时。学生此前已完成顺序结构、选择结构、循环结构的学习，掌握了变量的定义与基本输入输出语句，能够编写简单的顺序程序。过程与函数是模块化程序设计思想的核心载体，是学生从“能写程序”走向“会设计程序”的关键转折点。新课标对选修1的要求强调“通过算法与程序设计的实践，经历分析问题、设计算法、编写程序、调试运行的完整过程，理解模块化程序设计的基本思想”。本课设计遵循“任务驱动—问题链引导—迁移应用”的路径，将抽象的模块化概念具象化为可操作、可验证的程序体验活动。让学生在解决真实问题的过程中，自然生成对过程与函数本质的理解，而非机械记忆语法规则。考虑到高二学生已具备一定的逻辑思维基础，但在抽象建模能力上仍显薄弱，本课采用“半成品补全”与“对比实验”双策略：一方面降低上手门槛，让学生专注于核心逻辑的补写；另一方面通过功能相同但写法不同的代码片段对比，促使学生主动思考模块化带来的价值。二、学情分析与目标定位授课对象为高二年级选修信息技术的学生。经过前期学习，学生能熟练使用VB或Python实现单循环、双循环的嵌套问题，能读懂包含列表（数组）操作的简单程序。但在面对稍复杂的问题时，学生的代码往往冗长重复，变量管理混乱，排错困难。极少有学生意识到“把重复代码提取出来封装成块”能够极大提升效率与可读性。本课的三维教学目标设定为：知识与技能：掌握过程与函数的定义语法、调用方式；理解形参、实参的对应关系；了解函数返回值与过程无返回值的区别；能正确区分按值传递与按引用传递的执行效果。过程与方法：通过“求组合数”任务的逐步拆解，体验将大问题分解为子问题的分析过程；通过调试运行观察变量变化，建立程序执行的动态跟踪观念。情感态度与价值观：感受模块化思想在团队协作与大型软件开发中的基础性作用；养成规范编写代码、注释清晰的良好习惯；体会抽象封装带来的简洁之美。教学重点：过程与函数的定义及调用方法，参数传递的两种方式。教学难点：形参与实参的本质联系，按值传递与按引用传递的执行差异。三、教学方法与资源准备教学方法：任务驱动法、对比教学法、问题链引导法。教学环境：计算机网络教室，学生机安装VB6.0或Thonny（Python），教师机安装多媒体广播系统。准备两份预写代码文件：一份为“完整版”程序，一份为“挖空版”程序，供不同层次学生选择。教学资源：导学案一份，内含本课的知识结构图、三个递进任务及评价量表。微视频两个，分别演示过程的调用过程与函数的返回机制，时长均控制在三分钟以内。四、教学过程实施（一）情境导入唤醒经验上课伊始，教师在大屏幕展示一段代码。该程序的功能是计算五个学生的平均分，但实现方式是重复书写五段极其相似的累加与除法代码。教师请学生快速指出这段代码有什么问题。学生很快会发现代码冗长、修改困难。例如想增加一个学生的成绩，需要整体复制修改。教师顺势追问：如果是一百个学生呢？一千个学生？此时有学生提出可以用循环，教师肯定后继续引导：循环解决的是重复执行同类操作，但如果这段操作非常复杂，包含几十行代码，循环体内部仍然臃肿不堪，有没有更好的组织方式？这时教师展示同一功能的第二版代码，核心逻辑被封装为一个名为“计算平均分”的程序块，主程序仅需依次调用五次。两相对比，简洁与混乱一目了然。教师板书课题并指出：今天要掌握的工具，就是实现这种封装的核心语法——过程与函数。设计意图：用直观可见的代码对比制造认知冲突，让学生先感受到“痛”，再主动寻求“解药”。避免从语法定义入手带来的枯燥感。（二）初识过程手写第一个子程序教师打开VB开发环境，现场演示一个最简过程。该过程的功能是在窗体上打印一行分隔线，十个减号组成。教师先写出完整代码：SubPrintLine()Print""EndSub随后教师在主程序中调用两次：PrivateSubForm_Click()CallPrintLinePrint"欢迎学习过程与函数"CallPrintLineEndSub学生观察运行结果：点击窗体后，上下各出现一行分隔线。教师此时引导学生留意两个细节：过程名后的括号是空的，表示不需要外界传入任何数据；过程的代码只有被调用时才执行，按F5运行程序本身不会自动执行过程中的语句。接着教师提出问题链中的第一个核心问题：假设我现在需要一个打印一行星号的过程，并且星号的个数可以随意指定，应该怎么做？学生思考后认为需要把个数告诉过程。教师顺势引出参数的概念：在过程名后面的括号里写上“个数”这个变量，这个过程就变成了一个可以接受外部指令的通用工具。教师修改代码：SubPrintLine(ByValnAsInteger)DimiAsIntegerFori=1TonPrint"";NextiPrintEndSub主程序中调用：CallPrintLine(5)，再调用CallPrintLine(10)。学生观察输出效果，总结规律：同一个过程可以产生不同长度的线条，关键在于调用时传入的数值不同。此时教师给出形参、实参的准确定义：定义过程中写的是形参，相当于公式中的自变量；调用过程中实际写入的数值称实参，是自变量在这一次计算中的具体赋值。为了检验理解，教师展示一组易混淆的代码，让学生判断错误原因。SubTest(ByValaAsInteger,ByValbAsInteger)Printa+bEndSub调用语句为：CallTest(2)。学生通过错误提示认识到形参与实参的数量必须一致。随后教师追问：如果调用CallTest(2,3,4)呢？学生很快得出同样结论。本环节以约十二分钟完成为宜。教师需巡视课堂，确保每个学生都能正确录入并运行代码，遇到语法错误能够对照报错提示定位到具体行。（三）深入函数感受返回值的力量教师出示任务二：求两个整数中的较大者。学生已有实现经验的他们会立即用If语句编写主程序代码。教师说：如果这个“找最大”的操作在程序里要使用五次，每次都要把If语句写一遍，是不是又回到了导入环节的痛点？学生意识到需要封装。但此前的过程PrintLine只管执行操作，不返回任何结果。现在“找最大”这个操作完成后，主程序希望得到一个数值，以便继续参与后续运算。于是教师引入函数概念：函数与过程的差别在于，函数会向调用者返回一个结果，而过程不会。教师板书对比表格：项目|过程Sub|函数Function||定义关键字|Sub...EndSub|Function...EndFunction返回值|无|有，赋值给函数名调用方式|Call或直接写名称|作为表达式的一部分使用适用场景|执行一系列动作|计算并返回一个值教师现场编写求最大值的函数：FunctionMax(ByValxAsInteger,ByValyAsInteger)AsIntegerIfx>yThenMax=xElseMax=yEndIfEndFunction主程序中调用：DimmAsIntegerm=Max(12,8)+100Printm学生最惊讶的地方在于“Max=x”这一行。教师强调：函数名在函数体内充当一个特殊变量，当函数执行完毕时，这个变量的最终值就是函数的返回结果。在Python语言中，这一机制表达为return语句。两种语言的差异比较在此处自然呈现。教师接着给出一个融合前面知识点的综合任务：计算组合数C(n,k)=n!/(k!(nk)!)。学生已经学过循环求阶乘，但需要连续编写三段几乎相同的循环代码。教师引导：把求阶乘封装成一个函数Fact(n)，主程序只需调用三次Fact并做乘除运算。学生分组完成，教师投影展示优秀学生代码。典型代码呈现如下：FunctionFact(ByValnumAsInteger)AsLongDimiAsIntegerDimresAsLongres=1Fori=1Tonumres=resiNextiFact=resEndFunctionPrivateSubForm_Click()DimnAsInteger,kAsIntegerDimcAsLongn=10k=3c=Fact(n)/(Fact(k)Fact(nk))Print"C(";n;",";k;")=";cEndSub此时教师要求全体学生估算程序输出结果，再运行验证，强化逻辑推理能力。此环节耗时约十五分钟。（四）参数传递观察变量的变与不变参数传递是本课的教学难点。为突破难点，教师采用“观察实验法”而非先讲理论。教师给出两段对比程序，要求学生在自己的机器上依次运行，并把每次运行后显示的数值记录在导学案上。第一段程序：SubA(ByValxAsInteger)x=x+10EndSubPrivateSubForm_Click()DimpAsIntegerp=5CallA(p)PrintpEndSub第二段程序将ByVal改为ByRef：SubB(ByRefyAsInteger)y=y+10EndSubPrivateSubForm_Click()DimqAsIntegerq=5CallB(q)PrintqEndSub学生运行后发现第一段输出5，第二段输出15。教师鼓励学生猜测原因，并允许同桌讨论。经过两分钟交流，教师请几位学生发表看法，逐步引导到“值传递是复制一份数据给过程，过程里的修改不影响外部原变量；引用传递是直接把外部变量的地址传给过程，过程内的修改直接改变原变量”这一核心结论。教师利用LBound与UBound函数举例说明引用传递的实际价值：如果希望一个过程能修改数组中的多个元素，必须使用ByRef，因为数组无法直接按值传递。教师现场演示一个交换两个变量值的过程：SubSwap(ByRefaAsInteger,ByRefbAsInteger)DimtAsIntegert=aa=bb=tEndSub调用后主程序中的两个变量值确实互换。学生发现如果不加ByRef而改用ByVal，交换将不发生。这一直观现象极大加深了学生的理解。本环节结束时，教师在黑板上写下关键结论：选择ByVal还是ByRef，核心看被调过程是否需要修改实参变量的原值。若只是读取数据而不修改，优先用ByVal，安全且易于调试。（五）综合实践解决经典问题本环节设置一道综合应用题：设计一个程序，输入三角形的三条边长，判断能否构成三角形。若能，则计算三角形面积，并要求用过程与函数两种方式分别实现判断逻辑和面积计算。教师引导学生完成系统设计。判断三边能否构成三角形的条件为：任意两边之和大于第三边。面积计算采用海伦公式：设半周长s=(a+b+c)/2，面积等于s(sa)(sb)(sc)的算术平方根。学生需自主确定哪个功能用函数实现，哪个用过程实现。教师巡视中发现常见问题有两类：一类是忽略判断步骤直接计算，另一类是判断逻辑中的条件写错，例如只写了一次a+b大于c而遗漏其他组合。优秀学生代码示例：FunctionIsTriangle(ByValaAsSingle,ByValbAsSingle,ByValcAsSingle)AsBooleanIfa+b>cAnda+c>bAndb+c>aThenIsTriangle=TrueElseIsTriangle=FalseEndIfEndFunctionFunctionTriArea(ByValaAsSingle,ByValbAsSingle,ByValcAsSingle)AsSingleDimsAsSingles=(a+b+c)/2TriArea=Sqr(s(sa)(sb)(sc))EndFunctionPrivateSubForm_Click()DimaAsSingle,bAsSingle,cAsSinglea=InputBox("请输入第一条边")b=InputBox("请输入第二条边")c=InputBox("请输入第三条边")IfIsTriangle(a,b,c)ThenPrint"面积为：";TriArea(a,b,c)ElsePrint"不能构成三角形"EndIfEndSub教师选取三个典型作品进行投影点评：一个逻辑正确结构清晰，一个把IsTriangle写成了过程导致主程序内无法通过If直接使用，还有一个缺少边界检查。点评时重点关注第一个与第二个的对比，让学生在实例中再次领会函数与过程选择的关键。此环节约十二分钟，允许提前完成的学生挑战附加任务：增加对边长数据是否为正数的验证。（六）归纳小结构建知识网络教师引导学生回顾本课三个任务，在导学案上独立完成知识结构图填充。结构图中心为“模块化程序设计”，向外辐射四个分支：过程定义与调用、函数定义与返回值、参数传递机制、模块化设计价值。每个分支下由学生自己填写关键要点，教师用投影展示两份完成度较高的结构图，进行互评补充。教师用两个问题收束课堂：第一个问题：什么情况下用Sub，什么情况下用Function？引导学生回答：需要返回一个结果给调用方时用Function，只是执行一串动作不需要返回值时用Sub。第二个问题：为什么大型软件开发必须依赖过程与函数？学生回答后教师补充：模块化不仅减少重复代码，更重要的是让团队不同成员可以分别开发不同模块，再组合调试。这种分解与协作的思想，是软件工程中最重要的基本理念。课后作业分为两个层次。基础层：完成教材练习册中关于过程与函数调用的填空与改错题，并编写一个求圆面积和周长的自定义函数，在主程序中调用输出。提高层：设计一个整数约分小程序，要求用过程将分子分母同时除以它们的最大公约数，且改变操作必须影响主程序中的变量，考察ByRef的正确使用。两个层次的作业均要求写出完整代码并附上运行结果截图。五、教学评价设计本课评价采取过程性评价与终结性评价结合方式。课堂中教师通过巡视记录每个任务的完成用时与正确率，使用观测表记录学生对三组核心问题的回答质量。课程结束前两分钟，学生扫描二维码填写在线小问卷，包含三道自评题。第一题：你能清晰说出过程与函数在定义上的根本区别吗？选项为“完全能”“大致能”“模糊”“不能”。第