六、案例

案例1

標(biāo)    題：南極洲探險(xiǎn)

涉及標(biāo)準(zhǔn)：模塊“信息技術(shù)基礎(chǔ)”；條目（一）信息獲?。?）（2）（3）（4），（二）信息加工與表達(dá)（1）（2）（3）（4），（三）信息資源管理（1）（2）（3），信息技術(shù)與社會(huì)（1）（2）（3）（4）（5）。

建議學(xué)時(shí)：6

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

（1）說明當(dāng)前信息技術(shù)的變化及這些變化對(duì)學(xué)習(xí)、工作和社會(huì)所產(chǎn)生的影響。

（2）能夠選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆蛙浖碇С謱W(xué)習(xí)和研究。

（3）與他人合作，利用遠(yuǎn)程通信手段和協(xié)作工具來研究與課題相關(guān)的問題。

（4）選擇和利用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆托畔①Y源完成各種任務(wù)并解決問題。

（5）研究和評(píng)價(jià)在實(shí)際問題中，信息資源的可靠性、相關(guān)性、綜合性。

過程設(shè)計(jì)：

（1）將全班學(xué)生分組，3~5人一組，各組確定一名組長，并填寫下表1。

表1  小組分工表

組長：

（2）每組從后面的主題選擇建議中，通過抽簽方式任選一個(gè)主題進(jìn)行研究。

（3）為了更好地探討研究主題，每個(gè)小組要列出所選主題所應(yīng)研究或解決的若干問題，并填寫在下表2中。

表2    研究問題及計(jì)劃

項(xiàng)目主題：

（4）確定獲取資料的來源（因特網(wǎng)、報(bào)刊書籍、廣播電視、訪問科學(xué)家或研究人員或家庭成員），通過各種手段獲取資料，并按一定規(guī)則或原則對(duì)資料分類。形成小組資料文件夾（表3給出了一種參考的分類方式）

表3     資料的分類

（5）各組選派一名代表，共同整理各組獲取的資料，并對(duì)資料進(jìn)行有效管理，供各小組共享。分類方法可參考表3。

（6）小組討論確定解決問題的策略與方法，并開始實(shí)施。

（7）每組選擇一種或多種方式（電子文檔、多媒體、動(dòng)畫、表格、網(wǎng)頁、程序設(shè)計(jì)等）呈現(xiàn)所研究的結(jié)果。

（8）完成主題研究后，各組在全班對(duì)其研究結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)演示。

（9）師生共同制定評(píng)價(jià)內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)，各小組間對(duì)匯報(bào)進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)?？蓞⒖急?。

表4   評(píng)價(jià)參考表

（10）師生對(duì)所做主題研究進(jìn)行總結(jié)。

主題選擇建議：

（1）利用因特網(wǎng)獲取有關(guān)人類在南極定居的歷史、文化以及環(huán)境變化的信息，采用適當(dāng)方式展示出來。

（2）利用書籍、文章、因特網(wǎng)研究一名南極探險(xiǎn)者，并用文字處理軟件來創(chuàng)辦一份期刊，假設(shè)內(nèi)容是一位探險(xiǎn)者寫的。

（3）利用因特網(wǎng)獲取和記錄南極的天氣統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。編制一個(gè)圖表，把這些數(shù)據(jù)與自己家鄉(xiāng)的天氣統(tǒng)計(jì)數(shù)字作比較。創(chuàng)立一個(gè)數(shù)字化的天氣預(yù)報(bào)，進(jìn)行報(bào)道，并比較這些數(shù)據(jù)。

（4）寫一份一個(gè)月的南極旅行計(jì)劃，并對(duì)所需經(jīng)費(fèi)進(jìn)行預(yù)算。

（5）利用因特網(wǎng)研究南極的動(dòng)物。利用文字處理軟件描述一種非常適應(yīng)南極環(huán)境的遺傳變異動(dòng)物；利用多媒體軟件畫一幅動(dòng)物的解剖組織結(jié)構(gòu)圖；用交互式的手段來闡明環(huán)境適應(yīng)問題。

（6）利用因特網(wǎng)研究南極上空的臭氧層。繪制一個(gè)比較本地與南極臭氧層數(shù)值的圖表或用軟件建立一個(gè)三維模型；為全球臭氧層的發(fā)展做一個(gè)預(yù)測(cè)。利用視頻、演示或多媒體創(chuàng)作軟件設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于臭氧層的公益廣告。

（7）創(chuàng)建一個(gè)有關(guān)南極動(dòng)物指南的網(wǎng)頁，包括企鵝、海豹、鯨、海豚、磷蝦群、魚和鳥類等。

（8）研究埃里伯斯火山，制作這個(gè)火山的多媒體演示作品，內(nèi)容可包括：火山的類型、結(jié)構(gòu)，火山在極地板塊構(gòu)造學(xué)中的重要性，火山給生態(tài)系統(tǒng)帶來的威脅……

（9）創(chuàng)建一個(gè)板塊構(gòu)造學(xué)的動(dòng)畫演示作品，說明南極洲是怎樣與大陸分開而漂移到現(xiàn)在的位置的。

（10）研究以下問題：天氣是怎樣隨著緯度的不同而變化的？天氣的哪些方面（溫度、降雨等）能通過緯度來預(yù)測(cè)？利用南極的數(shù)據(jù)、自己所在城市的數(shù)據(jù)、南極和自己所在城市之間地區(qū)的數(shù)據(jù)來支持這些發(fā)現(xiàn)，并選擇一種適當(dāng)且引人注目的方法來展示這些發(fā)現(xiàn)。

（11）研究教室里的計(jì)算機(jī)是以何種方式通過因特網(wǎng)與正在南極的科學(xué)家實(shí)現(xiàn)聯(lián)系的。調(diào)查初露鋒芒的新技術(shù)，并就今后十年可能出現(xiàn)的技術(shù)聯(lián)結(jié)方式提出建議。

（12）研究因特網(wǎng)上幾個(gè)討論臭氧層的站點(diǎn)，為每個(gè)網(wǎng)站準(zhǔn)備一份分析報(bào)告，內(nèi)容包括網(wǎng)站的準(zhǔn)確性、相關(guān)性、恰當(dāng)性、綜合性及可能出現(xiàn)的偏見。

參考網(wǎng)站：

（1）世界地理網(wǎng)：http://www./dh/dlyj/njz.htm

（2）南極洲旅行：http://www./seed/zh/watch/antarctica/

（3）中國科普博覽—冰雪館：http://www./gb/earth/icesnow/antarctica/

（4）地球村：http://world99./antorctica.htm

（5）北極在召喚：http://www./2_zhuanti/keji/bj/default.htm

（6）旅游網(wǎng)：http://travel.zaobao.com/spore/pages/leisure280300.html

（7）中國教育科研網(wǎng)—人與自然： http://www./20011101/3007739.shtml

（8）南極洲探險(xiǎn)記：http://www./resource/southpole/soumain3.htm

（9）百科知識(shí)網(wǎng)：http://www./search/kdg.asp?kl=1418

（10）中國網(wǎng)：http://www./chinese/TEC-c/93573.htm

（11）地理教與學(xué)：http://dili./index.htm

（12）人民網(wǎng)：http://www.people.com.cn/GB/kejiao/42/154/20020124/654941.html

（13）中基網(wǎng)—南極考察：http://www./subject/geography/article.php?article_id=502

（14）自然地理雜志：http://www./

（15）Historic timelines：http://www./history.htm

（16）The Internet Public Library：http://www./div/news/browse/AQ/

（17）Antarctic Explorers: http://www./va/history/ages/discovery.html

（18）Discover 網(wǎng)站：http://www./

（19）Discover magazine：http://www.dc./magazines/discover/

（20）Gas Concentrations-ozone：http://www.acd./

（21）Data Product-Ozone：http://toms.gsfc./ozone/ozone01.html

（22）International AntarcticCentre：http://www./

（23）Mount Erebus Volcanic Observatory：http://www.ees./Geop/erebus.html

（24）Polar Star：http://www./

案例評(píng)析：

本案例以“南極洲探險(xiǎn)”為主題，整合了信息技術(shù)、天文、地理、生物等學(xué)科進(jìn)行研究。通過這一主題活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生選擇合適工具、熟練運(yùn)用信息技術(shù)獲取、加工、管理、表達(dá)與交流信息的能力，以及運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。

案例從多個(gè)角度提出子課題，將學(xué)生分成小組，每個(gè)小組完成一個(gè)子課題。其意義在于：第一，每組學(xué)生都可以經(jīng)歷一次完整的專題研究活動(dòng)；第二，全班學(xué)生針對(duì)不同子課題的活動(dòng)，在資源、方法、過程、成果等方面可以相互支持和共享，即協(xié)作不僅發(fā)生在小組內(nèi)，還發(fā)生在小組之外；第三，合理解決了任務(wù)多與時(shí)間緊的矛盾，既完成了綜合性主題活動(dòng)，讓學(xué)生多方位了解了南極洲，又相對(duì)節(jié)省了學(xué)生的時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)效率。

本案例可以作為“信息技術(shù)基礎(chǔ)”模塊結(jié)束時(shí)的綜合活動(dòng)使用；本案例對(duì)軟、硬件條件要求較高，比較適合城市或較發(fā)達(dá)地區(qū)采用。

案例2

標(biāo)    題：畫100個(gè)同心圓

涉及標(biāo)準(zhǔn)：模塊“算法與程序設(shè)計(jì)”；條目（二）程序設(shè)計(jì)語言初步（1）

建議學(xué)時(shí)：1

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

（1）讓學(xué)生體會(huì)并理解循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題的基本思想。

（2）掌握循環(huán)語句的用法。

（3）能夠用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題。

過程設(shè)計(jì)：

（1）教師給出題目“編程實(shí)現(xiàn)：在屏幕的中央畫1個(gè)圓”。

（2）學(xué)生使用已有知識(shí)完成該題目。

（3）教師繼續(xù)給出題目“編程實(shí)現(xiàn)：在屏幕的中央畫10個(gè)同心圓”。

（4）學(xué)生做題，教師觀察?？赡艹霈F(xiàn)的情況：一部分學(xué)生直接寫出10條語句；一部分學(xué)生寫出一條語句，利用復(fù)制命令復(fù)制九次；一部分學(xué)生感覺很繁瑣，不愿做。

（5）教師繼續(xù)提出問題“編程實(shí)現(xiàn)：在屏幕的中央畫100個(gè)同心圓”，同時(shí)觀察學(xué)生的反映。

（6）學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，畫100個(gè)同心圓的方法雖然簡單，但用已有知識(shí)解決該問題很繁瑣，可操作性差。

（7）教師引導(dǎo)學(xué)生分析：如果寫出100條畫圓語句，它們有什么特點(diǎn)？能不能像數(shù)學(xué)中的通式一樣，用一條畫圓語句概括描述100條語句？最后讓學(xué)生總結(jié)出：（以下以QBASIC語言為例）

        Circle(320,240),R,1

其中R代表半徑。

（8）教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生討論，讓學(xué)生提出“通過改變R的值，重復(fù)執(zhí)行一條語句，畫出100個(gè)同心圓”，這正是循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的思想。

（9）教師引出循環(huán)語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的概念與功能，寫出：

FOR R=2 TO 200  STEP 2

    Circle(320,240),R,1

NEXT  R

 （10）同類遷移：要求每個(gè)學(xué)生舉出1~2個(gè)利用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的實(shí)際問題，以達(dá)到舉一反三的效果。

（11）教師提問，循環(huán)結(jié)構(gòu)程序與其他結(jié)構(gòu)程序有什么關(guān)系？能不能用一個(gè)實(shí)例將它們綜合起來？

案例評(píng)析：

本案例通過設(shè)置認(rèn)知上的沖突，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，繼而找出解決問題的辦法。在此基礎(chǔ)上，引入新知識(shí)——“循環(huán)結(jié)構(gòu)程序”的概念，使學(xué)生感受到循環(huán)結(jié)構(gòu)解決問題的優(yōu)勢(shì)。在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的主要活動(dòng)是積極思考、廣泛交流、主動(dòng)探究。他們學(xué)到的不僅僅是新知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了解決問題的方法，知道了什么時(shí)候、在什么地方去應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

本案例是一個(gè)典型的以知識(shí)與技能為內(nèi)容的課堂教學(xué)實(shí)例，也說明了在程序設(shè)計(jì)語言的教學(xué)之中，最最重要的是基本思想和方法的教學(xué)，而只要能夠恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，就能夠使學(xué)生準(zhǔn)確地領(lǐng)悟思想，從而較好地掌握基本方法。

案例3

標(biāo)    題：“植物分類顧問”專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

涉及標(biāo)準(zhǔn)：模塊“人工智能初步”；條目（二）推理與專家系統(tǒng)（1）（2）（3）（4）。

建議學(xué)時(shí)：6

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

（1）調(diào)查校園或所在社區(qū)的常見植物，總結(jié)、歸納它們的分類特征信息。

（2）用產(chǎn)生式規(guī)則來表示植物分類知識(shí)。

（3）利用給定的專家系統(tǒng)外殼，構(gòu)建一個(gè)簡單的植物分類專家系統(tǒng)。

（4）演示所完成的專家系統(tǒng)，并通過電子講稿展示小組的工作成果。

過程設(shè)計(jì)：

（1）教師向?qū)W生講解專家系統(tǒng)的基本原理以及一個(gè)簡單的產(chǎn)生式專家系統(tǒng)外殼的使用方法。

（2）教師介紹簡單“動(dòng)物分類”專家系統(tǒng)實(shí)例的規(guī)則集，教師指導(dǎo)學(xué)生自己提出植物分類的基本特征、分類規(guī)則的組織方法。

（3）學(xué)生以3～8人為一組，分工合作開展實(shí)地考察，查閱網(wǎng)站和圖書資料，收集、總結(jié)相關(guān)植物的外形特點(diǎn)、生活習(xí)性和應(yīng)用價(jià)值等信息。經(jīng)過分析，組織出分類規(guī)則（20條以上），畫出這些規(guī)則所對(duì)應(yīng)的“與/或圖”（層次大于2層）。

（4）各組將規(guī)則輸入計(jì)算機(jī)，通過專家系統(tǒng)外殼進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的專家系統(tǒng)。

（5）演示、交流與評(píng)價(jià)：各組在全班范圍內(nèi)演示自己的成果，教師和其他小組給予評(píng)價(jià)。可以參照學(xué)習(xí)目標(biāo)來制定具體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從小組調(diào)查、分析與設(shè)計(jì)過程中的協(xié)作程度，所編寫的產(chǎn)生式規(guī)則的科學(xué)性、產(chǎn)生式規(guī)則與層次的數(shù)量，所實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)的實(shí)用性，電子講稿的展示效果等多方面綜合考慮。

（6）師生總結(jié)專家系統(tǒng)的基本思想，專家系統(tǒng)適用的問題解決類型，專家系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的意義。

（7）該項(xiàng)活動(dòng)的一部分工作需要在課余時(shí)間進(jìn)行，在此期間可以通過E-mail聯(lián)系或向教師請(qǐng)教。

案例評(píng)析：

本案例通過基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生體驗(yàn)到利用產(chǎn)生式規(guī)則的專家系統(tǒng)解決實(shí)際問題的全過程。在這一學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅可以學(xué)會(huì)使用專家系統(tǒng)外殼開發(fā)實(shí)際專家系統(tǒng)的基本方法，而且可以通過該過程感受人類專家分析、解決問題的基本思想，體會(huì)到用專家系統(tǒng)進(jìn)行問題求解的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的精神。

本案例說明了針對(duì)看起來比較難的專題，也可以使學(xué)生通過親自參與體驗(yàn)其基本方法與思想，取得成果獲得成就感，從而形成有效學(xué)習(xí)。

本案例還說明，“人工智能初步”模塊既適當(dāng)?shù)亟榻B了一些簡單的人工智能應(yīng)用，也介紹了人工智能語言的基本使用方法，其目的是使學(xué)生更好地理解人工智能技術(shù)思想與方法的特征，而不是要求學(xué)生掌握過多過難的技術(shù)。比如專家系統(tǒng)外殼的獲得、修改或制作，技術(shù)難度較高，不能夠硬性地要求學(xué)生去做，應(yīng)該由教師來完成。