论文部分内容阅读
[摘 要]以Logo语言为背景程序设计教学并不是强化Logo语言知识本身，而是培养和训练学生的思维深度和抽象认知能力。引导学生使用logo语言将解决问题的算法落实在与计算机的对话中，初步认识结构化程序设计思想，为以后的进一步学习打下基础。
[关键词]Logo语言；思维深度；算法
[中图分类号] G43 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2017）30-0086-02
现在的小学信息技术教学过多地把信息技术单纯看成技术应用，学习掌握的只是应用程序，是在按照程序做事，通过程序化的模块（菜单）进行判断决策，选择合适操作，学生的思维和创造力没有得到全面的发展。而另一个层面的程序控制及其思想却被忽略了，由此我们想到了应该增设初步的程序设计内容，来启迪学生的创造性思维，也正是这种思考，logo语言教学重新又回到了课程中。
一、Logo语言的特点——命令简单易记，执行灵活多变
logo语言的系统命令一般由英语单词缩写而成，如“HT”是“hideturtle”的缩写，藏龟命令。“FD”是“forward”的缩写，是前进命令。在logo语言中，可以将一个或几个命令一起依次输入，每个命令之间用空格分开，logo按顺序依次编译执行。
Logo语言命令的执行方式有两种：立即执行和过程运行。1.立即执行。在LOGO上画图最直接的方式是在“文本窗口”输入命令，“文本窗口”中命令的输入是与“作图窗口”上的图形显示同步的，只要命令符合语法规则，海龟能马上按照命令执行动作，效果立竿见影。2.过程执行。是指小海龟能够完成一组命令，且这组命令能够被保存下来，反复使用。所谓过程是为达到某种目的而按一定的规则组织起来的Logo语言的语句集合，这些过程又可作为其他过程的子过程，组织更复杂的过程，以此来解决复杂的问题。过程一经定义便为一个新的命令，以后可用来作为基本命令进行调用，其扩展性强。程序还可以递归（自我调用），给编制高水平的程序带来极大的方便。
二、教学设计——想象力的培养和思维深度的训练
1.想象力的培养
想象力是发展学生创造性思维必不可少的条件和重要内容。想象力是这样一个过程，我们可以在头脑中构想各种各样的图景，把自己所期望或所想达成的愿望描摹在上面。想象力虽是人天生具有的能力，但这种能力是可以通过后天改善和提高的。想象力有着无可估量的价值。Logo语言设计中，教师要鼓励学生展开想象，帮助学生想办法把想象变成指导实践的具体方法，从而达到提高学生想象能力的目的。
2.思维深度的训练
思维深度，是指一个人逻辑思路连贯性和全面性的程度，它在思考力体系的关系中是基础性的， 在某种程度上它影响着思维速度。思维深度深的人思路清晰、细致、善于总结规律，解决问题的效率高。
logo编程有这样的特点，命令不用编译，再短的命令只要符合语法规范，马上可以执行，这样设计的优点是学生能很快地看到程序运行的结果，缺点是学生容易养成 “短思维”的习惯。在画稍微复杂的图形时，“一条命令，一个回车”，会造成短命令碎片多、无条理、程序查错困难等一系列问题。如果编写程序时能多想几步，将逻辑上相对完整的语句写在一行中，一并执行，或者使用“过程”形式来组织，便能大大提高程序的可阅读性，便于后期程序的优化操作。其实这样的思维和编程习惯正是结构化设计思想，在教学设计时要有意地渗透这种思维方法。
三、教学的重点——吃透“算法”
简单地说，算法就是问题在学生大脑中一个思维和计算过程，或具体地看图推算，或抽象地数学计算，它是一个解决问题的思路。学习logo语言的过程实际上就是验证了算法的过程，无形中学生的操作、组合、建模、优化等一系列的思维能力都得到了发展。
1.算法的广度思考
[教学实例1]“画笔方向变化与转弯命令之间关系”
在学习前进与后退命令、左转与右转命令时，我们通过“画等边三角形”学习小海龟方向变化与转弯命令之间的关系。学生受“画矩形”影响（矩形在顶点处内角和外角正好都是90°），想当然地认为在顶点转角为60°（因为三角的内角是60°），这时要引导学生仔细分析，我们可借助一个钟面指针的动画演示小海龟在顶点的转弯过程，指针转动角度才应该是小海龟转过的角度120°，它应该是外角180° -60°。然后根据顺逆时针来确定用哪一个命令。通过这个练习，学生们对转弯命令有了更深层的理解。
再推广到画封闭的图形（學习repeat命令）时，如正三角形、正方形、正六边形等，又涉及了顶点转角的问题，这时学生已会根据图形几何形状判断转过的角度为外角，可是需要知道图形内角的角度才能计算，如果正多边形边数很多，那么很难计算出来。这时我们又可以引导学生从另外一个角度去思考：小海龟完整地画完图形时，其实是转了360°，因为是“正”形，所以每画一条边后转过的角度应当是一样的，因此，每次转过的角度变为了360/边数，这样在画正多边形时，可以免于思考和计算图形内角的度数。在这个过程中学生的发散思维得到了很好的训练。
2.算法的深度挖掘
[教学实例2]由“角数是奇数正多角星”到“任意角数的正多角星”
课的难点是画角数为奇数的正多角星顶点角度的确定，学生都懂得转过角度应该是外角的道理。因此，“180-内角”是没有问题的。可是内角怎么确定？教参和网上的很多相关内容都没讲清楚这个问题的算理，因此内角的确定成了解决本课难点的难点，怎么突破这个难点。用数学的方法很容易证明：
其实从纯数学的方法，我们也可证明出∠1=∠3=180/n（这里n=5，五角星）。
证明过程：
因为∠2=（n-2）×180/n（绿色五边形）
∠1=（180-∠2）/2=180/n（红色的等腰三角形）
可是小学生受数学知识的限制无法理解。如何向他们解释清楚这一算理呢？经过多次的探索，发现用小学生容易接受的直观的“剪拼”图形法能很容易讲清楚算法（算理）。例如，将五角星的五个“角”剪下来，把它们拼在一条直线上。正好拼成一个平角，又因为它们是相等的，所以每个角是180°/5，即36°。
四、教学方式——以“兴趣”为起点，以“活动”为载体
Logo教学是一种程序教学，由于其在现实的计算机中缺乏应用基础，导致学生对此几乎没有直接兴趣，加上知识本身的抽象性、变幻性较强，一旦处理不好，学生就会有较重的畏难情绪和疏远心理。因此教学中我们一直把要激趣、活动和评价等作为突破口。小学生仍以直觉形象思维为主，单纯向他们灌输命令名、格式、语法等，既枯燥又不可取，应联系具体图形介绍每一个命令。尽量地在例子中来学习命令，比如用画台阶学习画线与转弯命令，用画虚线学习提笔与落笔命令，用画正多边形学习重复命令等等。尽可能通过视觉形象思维来引导学习。
有人将logo说成另一种“画图”，其实“海龟画图”并非在“画图”，准确地说，应该把logo中的海龟看成是虚拟的机器人，是按照设定的图形路线在行动。从思维过程来看，是控制海归者思维上先有路线，再设定程序，最后是海龟按照程序在行走而留下的“图画”。其过程是一个程序控制过程，在控制过程中涉及数学知识和程序的算法。学习Logo语言总的目标首先是要能运用Logo语言的命令画出一些基本图形，包括用定义过程的方法，说到底，定义过程后，过程名就是一个新的命令。教学中对于每一个问题的出现，每一种操作和分析，我们都要从更深的层次去把握。
（责编 韦淑红）
[关键词]Logo语言；思维深度；算法
[中图分类号] G43 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2017）30-0086-02
现在的小学信息技术教学过多地把信息技术单纯看成技术应用，学习掌握的只是应用程序，是在按照程序做事，通过程序化的模块（菜单）进行判断决策，选择合适操作，学生的思维和创造力没有得到全面的发展。而另一个层面的程序控制及其思想却被忽略了，由此我们想到了应该增设初步的程序设计内容，来启迪学生的创造性思维，也正是这种思考，logo语言教学重新又回到了课程中。
一、Logo语言的特点——命令简单易记，执行灵活多变
logo语言的系统命令一般由英语单词缩写而成，如“HT”是“hideturtle”的缩写，藏龟命令。“FD”是“forward”的缩写，是前进命令。在logo语言中，可以将一个或几个命令一起依次输入，每个命令之间用空格分开，logo按顺序依次编译执行。
Logo语言命令的执行方式有两种：立即执行和过程运行。1.立即执行。在LOGO上画图最直接的方式是在“文本窗口”输入命令，“文本窗口”中命令的输入是与“作图窗口”上的图形显示同步的，只要命令符合语法规则，海龟能马上按照命令执行动作，效果立竿见影。2.过程执行。是指小海龟能够完成一组命令，且这组命令能够被保存下来，反复使用。所谓过程是为达到某种目的而按一定的规则组织起来的Logo语言的语句集合，这些过程又可作为其他过程的子过程，组织更复杂的过程，以此来解决复杂的问题。过程一经定义便为一个新的命令，以后可用来作为基本命令进行调用，其扩展性强。程序还可以递归（自我调用），给编制高水平的程序带来极大的方便。
二、教学设计——想象力的培养和思维深度的训练
1.想象力的培养
想象力是发展学生创造性思维必不可少的条件和重要内容。想象力是这样一个过程，我们可以在头脑中构想各种各样的图景，把自己所期望或所想达成的愿望描摹在上面。想象力虽是人天生具有的能力，但这种能力是可以通过后天改善和提高的。想象力有着无可估量的价值。Logo语言设计中，教师要鼓励学生展开想象，帮助学生想办法把想象变成指导实践的具体方法，从而达到提高学生想象能力的目的。
2.思维深度的训练
思维深度，是指一个人逻辑思路连贯性和全面性的程度，它在思考力体系的关系中是基础性的， 在某种程度上它影响着思维速度。思维深度深的人思路清晰、细致、善于总结规律，解决问题的效率高。
logo编程有这样的特点，命令不用编译，再短的命令只要符合语法规范，马上可以执行，这样设计的优点是学生能很快地看到程序运行的结果，缺点是学生容易养成 “短思维”的习惯。在画稍微复杂的图形时，“一条命令，一个回车”，会造成短命令碎片多、无条理、程序查错困难等一系列问题。如果编写程序时能多想几步，将逻辑上相对完整的语句写在一行中，一并执行，或者使用“过程”形式来组织，便能大大提高程序的可阅读性，便于后期程序的优化操作。其实这样的思维和编程习惯正是结构化设计思想，在教学设计时要有意地渗透这种思维方法。
三、教学的重点——吃透“算法”
简单地说，算法就是问题在学生大脑中一个思维和计算过程，或具体地看图推算，或抽象地数学计算，它是一个解决问题的思路。学习logo语言的过程实际上就是验证了算法的过程，无形中学生的操作、组合、建模、优化等一系列的思维能力都得到了发展。
1.算法的广度思考
[教学实例1]“画笔方向变化与转弯命令之间关系”
在学习前进与后退命令、左转与右转命令时，我们通过“画等边三角形”学习小海龟方向变化与转弯命令之间的关系。学生受“画矩形”影响（矩形在顶点处内角和外角正好都是90°），想当然地认为在顶点转角为60°（因为三角的内角是60°），这时要引导学生仔细分析，我们可借助一个钟面指针的动画演示小海龟在顶点的转弯过程，指针转动角度才应该是小海龟转过的角度120°，它应该是外角180° -60°。然后根据顺逆时针来确定用哪一个命令。通过这个练习，学生们对转弯命令有了更深层的理解。
再推广到画封闭的图形（學习repeat命令）时，如正三角形、正方形、正六边形等，又涉及了顶点转角的问题，这时学生已会根据图形几何形状判断转过的角度为外角，可是需要知道图形内角的角度才能计算，如果正多边形边数很多，那么很难计算出来。这时我们又可以引导学生从另外一个角度去思考：小海龟完整地画完图形时，其实是转了360°，因为是“正”形，所以每画一条边后转过的角度应当是一样的，因此，每次转过的角度变为了360/边数，这样在画正多边形时，可以免于思考和计算图形内角的度数。在这个过程中学生的发散思维得到了很好的训练。
2.算法的深度挖掘
[教学实例2]由“角数是奇数正多角星”到“任意角数的正多角星”
课的难点是画角数为奇数的正多角星顶点角度的确定，学生都懂得转过角度应该是外角的道理。因此，“180-内角”是没有问题的。可是内角怎么确定？教参和网上的很多相关内容都没讲清楚这个问题的算理，因此内角的确定成了解决本课难点的难点，怎么突破这个难点。用数学的方法很容易证明：
其实从纯数学的方法，我们也可证明出∠1=∠3=180/n（这里n=5，五角星）。
证明过程：
因为∠2=（n-2）×180/n（绿色五边形）
∠1=（180-∠2）/2=180/n（红色的等腰三角形）
可是小学生受数学知识的限制无法理解。如何向他们解释清楚这一算理呢？经过多次的探索，发现用小学生容易接受的直观的“剪拼”图形法能很容易讲清楚算法（算理）。例如，将五角星的五个“角”剪下来，把它们拼在一条直线上。正好拼成一个平角，又因为它们是相等的，所以每个角是180°/5，即36°。
四、教学方式——以“兴趣”为起点，以“活动”为载体
Logo教学是一种程序教学，由于其在现实的计算机中缺乏应用基础，导致学生对此几乎没有直接兴趣，加上知识本身的抽象性、变幻性较强，一旦处理不好，学生就会有较重的畏难情绪和疏远心理。因此教学中我们一直把要激趣、活动和评价等作为突破口。小学生仍以直觉形象思维为主，单纯向他们灌输命令名、格式、语法等，既枯燥又不可取，应联系具体图形介绍每一个命令。尽量地在例子中来学习命令，比如用画台阶学习画线与转弯命令，用画虚线学习提笔与落笔命令，用画正多边形学习重复命令等等。尽可能通过视觉形象思维来引导学习。
有人将logo说成另一种“画图”，其实“海龟画图”并非在“画图”，准确地说，应该把logo中的海龟看成是虚拟的机器人，是按照设定的图形路线在行动。从思维过程来看，是控制海归者思维上先有路线，再设定程序，最后是海龟按照程序在行走而留下的“图画”。其过程是一个程序控制过程，在控制过程中涉及数学知识和程序的算法。学习Logo语言总的目标首先是要能运用Logo语言的命令画出一些基本图形，包括用定义过程的方法，说到底，定义过程后，过程名就是一个新的命令。教学中对于每一个问题的出现，每一种操作和分析，我们都要从更深的层次去把握。
（责编 韦淑红）