案例2

标    题：画100个同心圆

涉及标准：模块“算法与程序设计”；条目（二）程序设计语言初步（1）

建议学时：1

学习目标：

（1）让学生体会并理解循环结构解决问题的基本思想。

（2）掌握循环语句的用法。

（3）能够用循环结构解决问题。

过程设计：

（1）教师给出题目“编程实现：在屏幕的中央画1个圆”。

（2）学生使用已有知识完成该题目。

（3）教师继续给出题目“编程实现：在屏幕的中央画10个同心圆”。

（4）学生做题，教师观察。可能出现的情况：一部分学生直接写出10条语句；一部分学生写出一条语句，利用复制命令复制九次；一部分学生感觉很繁琐，不愿做。

（5）教师继续提出问题“编程实现：在屏幕的中央画100个同心圆”，同时观察学生的反映。

（6）学生会发现，画100个同心圆的方法虽然简单，但用已有知识解决该问题很繁琐，可操作性差。

（7）教师引导学生分析：如果写出100条画圆语句，它们有什么特点？能不能像数学中的通式一样，用一条画圆语句概括描述100条语句？最后让学生总结出：（以下以QBASIC语言为例）

        Circle(320,240),R,1

其中R代表半径。

（8）教师继续引导学生讨论，让学生提出“通过改变R的值，重复执行一条语句，画出100个同心圆”，这正是循环结构程序的思想。

（9）教师引出循环语句、循环结构程序的概念与功能，写出：

FOR R=2 TO 200  STEP 2

    Circle(320,240),R,1

NEXT  R

 （10）同类迁移：要求每个学生举出1~2个利用循环结构解决的实际问题，以达到举一反三的效果。

（11）教师提问，循环结构程序与其他结构程序有什么关系？能不能用一个实例将它们综合起来？

案例评析：

本案例通过设置认知上的冲突，让学生自己发现问题、提出问题，继而找出解决问题的办法。在此基础上，引入新知识——“循环结构程序”的概念，使学生感受到循环结构解决问题的优势。在这样的学习过程中，学生的主要活动是积极思考、广泛交流、主动探究。他们学到的不仅仅是新知识，更重要的是学会了解决问题的方法，知道了什么时候、在什么地方去应用所学的知识。

本案例是一个典型的以知识与技能为内容的课堂教学实例，也说明了在程序设计语言的教学之中，最最重要的是基本思想和方法的教学，而只要能够恰当地引导，就能够使学生准确地领悟思想，从而较好地掌握基本方法。

案例3

标    题：“植物分类顾问”专家系统的设计

涉及标准：模块“人工智能初步”；条目（二）推理与专家系统（1）（2）（3）（4）。

建议学时：6

学习目标：

（1）调查校园或所在社区的常见植物，总结、归纳它们的分类特征信息。

（2）用产生式规则来表示植物分类知识。

（3）利用给定的专家系统外壳，构建一个简单的植物分类专家系统。

（4）演示所完成的专家系统，并通过电子讲稿展示小组的工作成果。

过程设计：

（1）教师向学生讲解专家系统的基本原理以及一个简单的产生式专家系统外壳的使用方法。

（2）教师介绍简单“动物分类”专家系统实例的规则集，教师指导学生自己提出植物分类的基本特征、分类规则的组织方法。

（3）学生以3～8人为一组，分工合作开展实地考察，查阅网站和图书资料，收集、总结相关植物的外形特点、生活习性和应用价值等信息。经过分析，组织出分类规则（20条以上），画出这些规则所对应的“与/或图”（层次大于2层）。

（4）各组将规则输入计算机，通过专家系统外壳进行调试，实现相应的专家系统。

（5）演示、交流与评价：各组在全班范围内演示自己的成果，教师和其他小组给予评价。可以参照学习目标来制定具体的评价标准，从小组调查、分析与设计过程中的协作程度，所编写的产生式规则的科学性、产生式规则与层次的数量，所实现专家系统的实用性，电子讲稿的展示效果等多方面综合考虑。

（6）师生总结专家系统的基本思想，专家系统适用的问题解决类型，专家系统的应用对于社会经济活动的意义。

（7）该项活动的一部分工作需要在课余时间进行，在此期间可以通过E-mail联系或向教师请教。

案例评析：

本案例通过基于项目的学习，能够使学生体验到利用产生式规则的专家系统解决实际问题的全过程。在这一学习过程中，学生不仅可以学会使用专家系统外壳开发实际专家系统的基本方法，而且可以通过该过程感受人类专家分析、解决问题的基本思想，体会到用专家系统进行问题求解的优势。同时，还可以培养学生相互协作的精神。

本案例说明了针对看起来比较难的专题，也可以使学生通过亲自参与体验其基本方法与思想，取得成果获得成就感，从而形成有效学习。

本案例还说明，“人工智能初步”模块既适当地介绍了一些简单的人工智能应用，也介绍了人工智能语言的基本使用方法，其目的是使学生更好地理解人工智能技术思想与方法的特征，而不是要求学生掌握过多过难的技术。比如专家系统外壳的获得、修改或制作，技术难度较高，不能够硬性地要求学生去做，应该由教师来完成。