資源簡介

《小海龜畫正多邊形》教案
一、教學目標
1. 知識與技能目標：學生能夠理解正多邊形的概念，掌握畫正多邊形的算法及優化方法；學會使用For...EndFor循環語句編寫程序，實現用小海龜繪制任意邊數的正多邊形；能根據要求對程序進行簡單的修改和拓展，如繪制邊越來越粗的正多邊形、螺旋圖形等。
2. 過程與方法目標：通過分析畫正三角形的步驟，引導學生經歷算法設計和優化的過程，培養學生邏輯思維和問題解決能力；在編寫程序繪制圖形的實踐中，提高學生的動手操作能力和編程素養，讓學生體驗從具體問題到抽象算法再到程序實現的過程。
3. 情感態度與價值觀目標：激發學生對編程和信息技術的興趣，培養學生勇于探索、創新的精神；讓學生在解決問題的過程中，增強自信心，培養合作交流意識和嚴謹的科學態度。
二、教學重難點
1. 教學重點：理解并掌握畫正多邊形的算法優化思路，學會使用For...EndFor循環語句編寫程序繪制正多邊形；能夠根據不同的需求修改程序，繪制不同的圖形。
2. 教學難點：理解For...EndFor循環語句的工作原理及循環變量、終值、步長的作用；能夠靈活運用循環語句解決實際編程問題，如繪制復雜圖形。
三、教學過程
（一）課程導入
1. 展示正三角形、正四邊形、正十二邊形等正多邊形圖片，提問學生：“同學們，這些圖形有什么共同特點？”引導學生回答出正多邊形各邊邊長相等的特征，從而引出本節課主題——小海龜畫正多邊形。
2. 提出問題：“上節課畫正五邊形時就有很多重復命令，那如果要畫正十二邊形甚至更多邊的正多邊形，大家覺得直接編寫程序會怎樣？”讓學生思考并交流，引發學生對簡化編程方法的探索欲望。
（二）知識講解
1. 算法與流程圖
以畫正三角形為例，詳細講解畫正三角形的步驟：第一步，畫一條邊，右轉120度；第二步，畫一條邊，右轉120度；第三步，畫一條邊，右轉120度。向學生解釋這就是“畫正三角形”的算法，同時展示用自然語言描述算法的方式。
展示第一種畫正三角形的流程圖（圖3-2），讓學生直觀感受算法流程。接著指出這種算法的不足，當正多邊形邊數很多時，程序中需要寫很多重復命令。
引入優化算法：設置計數器i，用于對重復執行的命令次數進行計數。展示第二種畫正三角形的流程圖（圖3-3），講解如果“畫一條邊，右轉120度”這一組命令執行的次數沒有達到3次，則繼續執行，否則結束程序。通過對比兩種算法，讓學生理解優化算法的優勢，即無論畫多少邊的正多邊形，都不需要增加程序的命令。
2. For...EndFor循環語句
講解For...EndFor循環語句的作用：控制<語句組>的執行次數。詳細闡述其工作原理：首先檢查循環變量的值是否超過終值，如果是則循環結束；如果不是則繼續執行<語句組>，并且循環變量的值增加一個步長，然后再回到前面檢查循環變量的值是否超過終值，如此循環。
展示For...EndFor語句的流程圖（圖3 4），結合流程圖再次強調循環語句的執行過程，幫助學生理解。
（三）程序編寫與示例（15分鐘）
1. 以畫正12邊形和正36邊形為例，展示完整的程序代碼：
畫正12邊形
S = 12
Length = 50
E = 360 / S
For i = 1 to S step 1
Turtle.Move(Length)
Turtle.Turn(E)
EndFor
畫正36邊形
S = 36
Length = 50
E = 360 / S
For i = 1 to S step 1
Turtle.Move(Length)
Turtle.Turn(E)
EndFor
逐行解釋代碼含義：S表示正多邊形的邊數，Length表示每條邊的長度，E表示每次右轉的角度（通過360度除以邊數得到）。For i = 1 to S step 1表示循環變量i從1開始，每次增加1，直到達到S。在循環體中，Turtle.Move(Length)表示小海龜向前移動Length的距離，即畫一條邊；Turtle.Turn(E)表示小海龜右轉E度。
說明循環變量的初值、終止和步長僅僅是用來控制循環次數的，For i = 1 to S step 1的循環次數與For i = S to 1 step 1的循環次數是相同的，展示修改后的代碼：
畫正12邊形（修改后）
S = 12
Length = 50
E = 360 / S
For i = S to 1 step 1
Turtle.Move(Length)
Turtle.Turn(E)
EndFor
畫正36邊形（修改后）
S = 36
Length = 50
E = 360 / S
For i = S to 1 step 1
Turtle.Move(Length)
Turtle.Turn(E)
EndFor
強調這兩種寫法都能實現繪制正多邊形的功能，讓學生理解循環變量設置的靈活性。
（四）實踐操作
1. 布置實踐任務：
編寫程序，畫一個邊越來越粗的正八邊形（參考圖3-6）。提示學生可以在循環中增加設置畫筆粗細的命令，如Turtle.PenWidth = i（假設i為循環變量，可根據實際情況調整）。
編寫程序，畫螺旋圖形（參考圖3-7）。引導學生思考螺旋圖形與正多邊形繪制的區別和聯系，提示學生可以通過改變每次移動的距離和旋轉的角度來實現螺旋效果，例如每次移動的距離逐漸增加，旋轉角度保持不變或有規律變化。
思考并分析程序“For i = 2 to 10 step 2 Turtle.Move(50) Turte.Turn(72) EndFor”畫的是什么圖形。讓學生在紙上簡單繪制草圖，分析循環變量的變化、移動距離和旋轉角度對圖形的影響。
2. 學生開始實踐操作，教師巡視指導，及時發現學生在編程過程中遇到的問題，如語法錯誤、邏輯錯誤等，并給予針對性的幫助和指導。對于普遍存在的問題，進行集中講解。
（五）課堂總結
1. 請學生分享在實踐操作中的收獲和遇到的問題，以及解決問題的方法。
2. 教師對學生的分享進行點評和總結，回顧本節課的重點內容：正多邊形的概念、畫正多邊形的算法優化、For...EndFor循環語句的使用及繪制正多邊形的程序編寫，強調編程過程中的邏輯思維和細心檢查的重要性。
（六）課堂拓展
1. 提出拓展問題：如果要繪制一個彩色的正多邊形，每個邊的顏色都不一樣，應該如何修改程序？引導學生思考在循環中添加設置畫筆顏色的命令，如Turtle.PenColor = colors[i]（假設colors是一個存儲顏色的數組，i為循環變量）。
2. 鼓勵學生在課后繼續探索，嘗試完成這個拓展任務，培養學生的創新能力和自主學習能力。
四、教學反思
在教學過程中，通過引導學生從簡單的正三角形算法分析入手，逐步引入循環語句來優化算法，學生對畫正多邊形的編程方法有了較好的理解。在實踐操作環節，大部分學生能夠完成基本的任務，但對于繪制邊越來越粗的正八邊形和螺旋圖形，部分學生在邏輯設計上還存在一定困難，需要在今后的教學中加強對復雜圖形編程思路的引導和練習。同時，在教學中應更加注重培養學生發現問題、解決問題的能力，提高學生的編程思維和綜合素養。

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