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视频标签：计算思维,认识BMI
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视频课题：选修1 算法与程序设计《“分而治之”策略—运用计算思维重新认识BMI》天津市实验中学
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中图版高中信息技术课选修1 算法与程序设计《“分而治之”策略—运用计算思维重新认识BMI 》天津市实验中学
“分而治之”策略——运用计算思维重新认识BMI
一、教学内容：
本节课是本单元项目活动的第三个环节：
首先，本单元项目活动——“认识BMI，了解自己”包括四个项目环节：
在单元项目活动“认识BMI，了解自己”的前两个环节中，学生经过公众号学习BMI基本知识、教学网站（http://hv17183644.icoc.bz/）项目自学，思维导图梳理初步认识BMI概念（图2）、H5页面收集学生自己的6次身高体重数据（图3）、EXCEL筛选数据（图4）、手机APP计算BMI（图5）的项目过程。
图2思维导图梳理初步认识BMI概念
图3 通过H5页面收集自己的
6次身高体重数据
其次，本节课内容：该进行BMI数据可视化了，但经过对比发现手机APP不能实现根据WHO标准，按照人种的不同对BMI进行判断是否肥胖的问题，这节课设计python程序来解决这个问题。
二、教学目标：
1. 信息意识：具有将大问题拆解成一个个小问题逐步解决的信息意识：发现手机APP不能按人种分类判断BMI值是否肥胖的问题，批判地评估常见数字化工具在解决实际问题时的价值，准确定位设计程序来解决的目标模块功能需求，并运用计算思维逐步拆解、认识问题并设计程序解决问题。
2. 计算思维：在认识BMI,了解自己的项目活动中，将遇到的问题拆解成计算思维方法解决问题的过程来认识分析，并设计程序，实现按人种分类判断BMI值是否肥胖的模块功能，从而逐步解决问题。
图4 EXCEL筛选数据
图5 手机APP计算BMI
三、教学对象分析：
1. 知识储备
面对本节课拆解出来的项目学习中的小模块问题，需要用到编程来解决，学生已经具备了一定的编程基础知识，能够主动探究解决程序设计的问题。
应该针对他们的已有知识基础设置阶梯状的分层任务，帮助他们能够在已有知识基础之上逐步达成学习目标，学会分而治之的的学习方法。 2. 心理特点
高一的学生有广阔的视野，强烈的求知欲，关注信息技术在生活及周边的影响，对利用信息技术解决实际问题充满好奇心。 3. 学习者已有能力
高一学生已经具备了一定的自学能力，思维活跃，逻辑思维能力比较强，乐于和同学一起进行问题的拆解与探讨，对于教师精心设计的探究学习材料、自主探究，并乐于实践，从而解决问题。
四、教学重点与难点：
学习重点： 学会以计算思维解决问题的方式将大问题拆解成小问题，并设计程序来逐步解决。体验采用计算思维方式解决生活实际问题的完整过程、感受计算思维解决问题的强大功能。
学习难点：理解并运用计算思维方法拆解、分析、解决问题的过程。 五、教学策略：
本节课为项目活动的第三个阶段——深究疑、用python，教学过程中采用了“活动式”、“启发探究式”“实践式”等教学模式，引导学生积极主动地完成学习任务。
本节课主要经过以下几个环节（图6）：
第一步，深究疑探目标。学生通过自主探究发现，本项目上一个环节得到的手机app计算得出bmi（体质指数），并不能满足世界卫生组织发布的按照不同标准（WHO、世界、中国）对BMI数值进行判断是否肥胖的要求，从而明确了项目整体学习中，拆解出的本节课通过程序设计要解决的目标：利用计算思维思考并解决分类判断BMI的问题（理解并运用计算思维方法拆解、分析、解决问题的过程）。
第二步，编程序解问题。学生自主探究，经历合作探究分析问题、抽象出数据模型；并借助多种信息工具与同伴共享信息，合作获取并组织筛选数据；采取有效方式与同伴商讨选择最佳的算法来设计程序实现世界卫生组织（WHO）按照不同人种分类判断BMI是否肥胖的要求。体验以计算机解决问题的方式思考解决问题的全过程，感受算法的效率，掌握程序调试与运行的方法，落实计算思维的核心素养培养要求。
数字化学习与创新：借助在线自评表审视
本节课学习效果，提升数字化学习自我认知水平。
深究疑探目标
01
编程序解问题
02
省自身促提升
03
感知手机APP计算BMI的功能缺陷，明确目标：设计程序实现按照WHO分类标准科学判断BMI是否肥胖的功根据教师设计的分层引导任务，自主探究实现程序，解决问题。
总结反思所学内容，落实
课标对计算思维的培养
要求，提升对计算思维学
科方法的认识。
信息意识：主动分析现实生活中的数字化问题，能评估常见数字化工具在解决实际问题时的价值，准确定位解决问题的目标
计算思维：能根据问题解决需要，探究实现方法，形成计算机解决问题的思维方式和学
科方法。
图6 本节课教学环节设计
根据维果斯基的“最近发展区理论”，教学应着眼于学生的最近发展区（即已有水平和可能发展之间的学习区），为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能。所以在此步中教师设计了阶梯状分层教学引导问题，学生们可以根据自己的能力水平选择最适合的学习任务来提升自己，学会将大任务拆解成若干小任务，并逐个解决的“分而治之”学习策略。
第三步，省自身促提升。通过人人通网络自评，梳理反思本节课中自己对分而治之策略的学习与应用，落实核心素养对计算思维的培养要求，提升对计算思维学科方法的认识与学习自我认知水平。
六、教学过程：
环节
教师活动
学生活动 设计意图 深究疑
探目标
1、对比展示用手机APP计算的BMI值做出的折线图与用程序计算的BMI做出的折线图。
提问：你在使用手机APP计算BMI的过程中，发现有什么问题吗？
屏幕展示学生手机APP计算BMI的界面、展示人人通网络空间里学生制作的认识BMI
的思维导图。
提问：如果手头没有思维
导图中BMI分类标准，手机APP能否达到WHO要求的分
不同类别判断是否肥胖的目的？
3、布置讨论任务：如果让你来设计一段程序来完善手机APP的功能,你打算实现什么样的功能？
4、布置任务：请在自己的人人通空间中明确地写出本节课你通过设计程序想实现的目标功能。
1、思考并
通过对比发现手机APP计算BMI不够精确的问题。
2、思考发现问题：感知手机APP不能根据BMI值分不同类别判断是否肥胖的功能缺陷。
3、分小组讨论，共同探讨确定本节课程序设计的目标：设计程序来达到WHO要求的BMI分类判断是否肥胖的功能。
信息意识：主动分析现实生活中的数字化问题，能评估常见数字化工具在解决实际问题时的价值，准确定位解决问题的目标需求。
首先，学生通过对比、沟通的过程获得对计算思维解决问题的情感认同，激发学生设计程序解决问题的迫切需求。
然后引导、鼓励学生审视问题、深思商讨，从而明确目标需求。
启发学生体验项目式学习就是要经过先发现问题并确定目标，然后主动探究并解决问题的过程。
编程序解问题
1、下发计算思维解决问题思考任务单（详见附件1）：请先运用计算思维方法思考解决问题的方式将任务目标拆解分析。
2、布置程序设计分层任务：
第一关：接受用户键盘输入身高体重数据，利用解析式计算BMI，并输出BMI数值。
第二关：接受用户键盘输入身高体重数据，利用解析式
计算BMI，根据WHO中国标
准选择输出不同的提示信息和
BMI数值。
第三关：接受用户键盘输入身高体重数据，利用解析式计算BMI，添加分类控制变量的输入（用来选择世界、亚洲、中国不同标准），并选择输出不同的提示信息和BMI数值。
第四关：拓展任务：尝试使用while True： if else：break 等语句实现对第三步分层任务中的用户输入的分类变量进行正确与否判断，错误则重新输入，正确则程序跳出循环继续请用户重新输入体重和身高。
1、分小组讨论，学生相互协作交流思考完成任务清单，并上交到教师机。
2、自主选择最适合自己的任务、协作交流探究、逐步解决问题，能力较强的同学可以挑战拓展任务，最终设计程序并调试成功。
3、将调试好的程序上传人人通网络学习空间，并注明是第几关的任务。
1、通过小组共同探讨，以计算思维方式分析问题，明确要解决的问题，并用抽象符号描述已知与未知的关系。
2、技术实现。探究问题的解决过程，在逐层推进解决问题的过程中不断形成计算思维，提升学科核心素养。
3、通过拓展任务，请同学思考程序的实际适用情况，培养学生在实际生活中应用数字化产品时，要考虑多种实际情况的信息意识。
4、在分析解决问题的过程中，组内组间交流协作，分享研究的历程，相互促进。
省自身
促提升
引导学生通过问卷星进行本节课的课堂目标自评。
大屏展示自评数据统计结果，总结本课教学内容。
自评，并根据自评统计结
果反思本节课
的学习效果。
跟老师一
起回顾计算思
维解决问题的过程。 学生总结反思所学内容，落实课标对计算思维的培养要求，提升对计算思维学科方法的认识。 借助在线自评表审视本节课学习效果，提升数字化学习自我认知水平。
布置 作业
请同学们独立思考并进行小组讨论：生活中还有哪些问题我们可以用计算思维来解决？ 主动思考
并小组讨论怎样运用所学到的计算思维方法解决生活中的问题。
鼓励学生主动进行知识迁移，运用计算思维方法解决生活中其他问题。
附件1： 计算思维解决问题的思考清单
以计算思维解决问题的过程
需要要思考的问题
问题思考结果
1、分析问题
项目已知什么条件？我们要完成什么任务？已知条件和目标有什么关系吗？任务完成的评价标准是什么？
2、抽象数据关系模
型 已知哪几个数据？要最终获得什么数据？
已知数据和目标数据的关系可以用怎样的解析式表达出来？
3、获取筛选数据 已有的数据如何筛选？ 4、设计程序并调试 怎样进行数据的输入和结果输出？我们抽象出来的问题解析式利用python如何实现？程
序控制三种基本结构当中的哪种结构可以实现输出不同的结果这个功能？（参见微课）
附件2： 学生自评细则
核 心 素 养 落 实
细则
自评 1、是否是自己发现的手机APP计算BMI不够精确的问题？（信息意识）
2、能否主动感知手机APP不能根据BMI值分不同类别判断是否肥胖的功能缺陷？（信息意识） 3、能否经过深思、商讨，明确设计程序来达到WHO要求的BMI分类判断是否肥胖的目标需求，将要解决的问题拆解认识清楚？（信息意识 计算思维）
4、能否用抽象符号解析式来表示BMI的计算?（计算思维） 5、能否设计正确的语句实现数据输入：接受用户键盘输入身高体重数据?（计算思维） 6、能否利用解析式计算BMI，并根据WHO中国标准选择输出不同的提示信息和BMI数值?（计算思维）
7、能否用分类控制变量（用来选择世界、亚洲、中国不同标准）控制选择输出不同的提示信息和BMI数值?（计算思维） 8、能否考虑输入异常，并采用循环解决？（计算思维、信息意识）
问卷星在线自评网址：https://www.wjx.cn/jq/30398949.aspx
七、板书设计
八、课后反思
1.有效激发学生学习的内驱力是完成互联网+环境下差异性教学学习的首要条件。
互联网+学习环境本来就充满着各种干扰因素，容易让学生被与课堂无关的因素所吸引没所以，教师采用各种方法激发学生学习的内驱力十分重要。
首先，从实际生活中选取学生感兴趣的内容，是学生主动进行“我要学”的大前提。
例如，前文提到的运用计算思维重新认识BMI项目式学习课程一开始通过两幅折线图的明显对比，请学生思考手机APP功能不完善之处，自己发现现实生活中的数字化问题。学生通过组内沟通获得对计算思维解决问题的情感认同，生成设计程序来完善手机APP功能的迫切需求，达成“我要学”的引入目的。
然后，好的“学习架构”，即良好的分层设计是学生自主学习深入的阶梯。 根据维果斯基的“最近发展区理论”，学生们可以根据自己的能力水平，在教师设计的阶梯状分层教学引导问题中选择最适合的学习任务，来逐步实现最终解决数字化问题。通过学生自主选择看得见够得着的递进式逐层任务开始探究，从而逐步向更高一层学习目标主动探究。问题分层设计不但能提高教学和学习者的学习效率，也使学习者在探讨更高层次问题过程中，从问题复杂度提升的角度学会问题的抽象、分解等教材上不可能直接学习的知识，触类旁通所学内容，学会学习。
最后，“学习自我认知”的作用不可小瞧。
通过问卷星上的自我测评问题，可以对自己本节课的学习效果和学习过程进行自我评估，通过老师展示的全班同学自评结果可视化分析，对自己在班里的学习水平做到心中有数，有利于学生增加今后的学习主动性。 2.发挥学生主动性的同时需要教师及时恰当地引导。
基于项目式的教学是一种建构主义教学法，在学习活动中既要完成人才培养目标，同时也要达成国家课程知识点的落实，所以，教师在鼓励学生主动协作完成学习的同时，要适当地结合互联网+学习环境设计引导问题和自学资料来培养学生以计算思维为思考解决问题的方式，逐层落实相关知识点的要求，这样才能更好地达成国家课程标准对学生学科知识与能力的培养要求。
3.学习情境是真实的，学习过程是动态的，学会假设才能排除干扰。
在面临真实的学习情境时，学生的学习兴趣是高涨的，在动态的学习过程中也带来许多问题，学生往往会涉及的临时状况比较多，教师要适时借助互联网+学习环境引导学生学会以计算机思考问题的方式，抽象出主要数据关系模型，把其余的干扰信息假设排除掉，这样才能帮助学生更快更好地完成互联网+环境下的分层教学。
4.合作学习、学习竞争是学习效率和质量的良好保证。
组间的学习竞争是学生学习效率的“良药”。有的同学说，当看到别的小组，第三关都快挑战成功，自己的组内学习也要抓紧了。不仅学习效率上去了，学生的课堂学习积极性也越来越高。 5.今后的研究方向
由于课堂时间有限，没能更好地发挥组间交流的强大作用，各个小组只形成了竞争态势，没能够组间相互帮助共同提高。
今后如果有机会再次实践本项目，要在课堂中进行“交换任务”的尝试，可以请小组交换学习任务，请对方小组给提意见、出点子，然后组间互相帮助，共同提高进步。
九、课堂学习记录-学生填写
运用计算思维重新认识BMI学习记录
一、深究疑，探目标。
我自己来设计一段程序来完善手机APP的功能，我打算实现这样的功能：
二、编程序，解问题。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
