《对数据进行排序》学习工具制作综述

    付新良

    

    

    

    ● 特色与亮点

    ①全新交互式Office-

    PowerPoint365。交互式的PPT授课方式，可以实现学生全程参与讨论，采用PowerPonit365特有的缩放定位功能，可以使得课件章节的衔接更加流畅、内容和思路更加清晰。

    ②ISpring Suite在线练习设计。在PowerPonit365中运用ISpring Suite QuizMaker9.0软件实现交互式练习，课堂上巩固所学内容，掌握学生的理解情况。

    ③小程序演示动画。课件中运用了Scratch2.0和Visual Basic设计小程序的演示动画，结合所学的知识，演示递归法的运算过程，让学生更深刻地掌握所学内容。

    ④课件发布功能。Power-

    Point365版与ISpring Suite9.0还提供了发布课件的功能，可以轻松实现LMS、网络学习。

    ● 制作背景

    《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》提出要注重培养学生的信息素养，充分发挥学生的创造力和想象力，使其学会独立思考问题。本学习工具根据教育科学出版社出版的算法与程序设计（选修）3.4《对数据进行排序》设计开发。教师通过讲课演示，让学生进行在线答题，交互测试，从而加深对递归算法的认识。其目的是让学生在交互式的PPT演示中体会递归算法的模型。

    ● 设计思路及内容结构

    1.设计思路

    课前教师在制订好教学策略后，根据教学策略的设想及本节课的教学目标和教学内容制作本节课学习工具，具体设计思路为：①通过XMind软件绘制本节课的思维导图，并将其导出为PPT形式。②通过Scratch软件和VB程序软件分别设计插入、选择及冒泡排序案例和演示动画。③通过PPT365结合所做视频及演示文档制作本节课的PPT课件，通过缩放定位的功能实现幻灯片之间的相互切换。④通过PPT365中的Ispring Suite QuizeMaker软件制作交互式的练习，并整合以上所做的PPT内容通过Ispring Suite发布到LMS系统中，方便学生课前预习、课中练习及课后复习。

    2.内容结构

    课中教师根据本节课所采用的学习工具通过动画演示、分析算法、画流程图、上机实践、课堂测试等方法，让学生掌握对数据进行排序的几种算法。

    （1）利用动画演示创设情境提出课题

    观看动画：播放Scratch软件设计的冒泡数据排序程序。

    告知学生这节课将学习冒泡法排序原理，并运用冒泡法排序解决实际问题。

    （2）利用流程图启发主体实践探究

    ①让学生通过分析和思考，总结出冒泡法排序算法的思想，具体的流程图如图1所示。

    ②根据学生总结的结果，教师补充完善冒泡法排序算法的思想。

    ③引导学生了解一种插入排序法的思想，即通过将相邻元素进行比较和交换，逐步将一个无序序列排列为一个有序序列。将元素按从小到大的顺序排列称为升序排列，反之称为降序排列。

    （3）利用动画演示拓展和优化程序

    ①教师再次利用动画演示“冒泡法排序”，学生观察后，教师提出问题：在动画中可以看出，第4趟排序结束，所有数据的顺序就满足从小到大的规则，按理说，此时可以停止比较，可是程序依然要比较完9趟才结束，只是不再需要交换。请修改程序如何在满足排序规则后就终止比较？

    ②在学生思考后，教师提示：引入一个布尔型变量，在每趟排序开始前，先将其置为Flase。若排序过程中发生了交换，则将其置为True，结束时检查，如果没有进行交换则终止比较，不再进行下一趟排序。

    ③如何换一种排序方式？（引入插入排序）让学生将一个数据序列看作两部分，前一部分是有序的，后一部分是无序的。排序时，把无序部分的数据元素逐个插入到有序部分，使得有序部分的元素个数不断增加，无序部分的元素个数相应减少，最后所有元素成为有序序列。

    ④让学生尝试用直接插入排序方式对数组进行排序。

    （4）利用交互式练习巩固知识

    巩固课堂学习内容，通过ISpring Suite QuizMaker交互式试题系统，让学生体验在线交互练习，同时，通过课堂测试结果，教师能够及时了解学生知识点掌握情况，并及时讲解错题，让学生巩固和掌握知识点。

    （5）利用思维导图总结本课内容

    首先通过XMind软件设计本节课的知识点：①请学生复述冒泡法排序算法思想。②教师和学生一起再次归纳冒泡法排序算法的实现过程。接着通过ISpring Suite QuizMaker交互式试题系统，让学生体验在线交互练习。

    ● 反思

    本节课的讲解让学生们明白了冒泡排序和插入排序法原理和应用，但在讲解的过程中部分学生理解困难，跟不上教师讲的节奏，只有通过交互式的练习才能让学生了解和掌握两种排序法的应用。

    ● 关键技术处理

    1.交互式PPT技术

    教学过程中增加了人机交互的功能提高课堂应用效率，通过在线单击PPT中的章节图片、标题、缩略图、程序演示图等实现交互切换;利用PPT365与 ISpring Suite QuizMaker控件来制作单项、多项选择题，并实现自动评分功能，进而对学生所学内容进行当堂测试，及时了解学生掌握知识的情况。

    2.缩放定位技术

    本系统在设计中采用了PPT365的最新功能——缩放定位。使用该功能可以做出导航页效果，也可以做放大缩小的效果。在单击缩放定位缩放页后，系统将慢慢放大该幻灯片所显示内容。缩放定位包括摘要缩放、部分缩放、幻灯片缩放，本系統采用了摘要缩放（如图2）。

    3.ISpring Suite在线练习设计

    ISpring Suite是一款强大的交互式课件制作软件，以插件的形式存在于PowerPoint中，可以轻松地将PPT演示文档加入声音、视频、测试题、交互等内容，轻松制作具有交互功能的课件，此外，还支持将PPT动画转换成Flash。

    ISpring Suite插件与PPT365深度结合，具有强大的互动教学设计功能，如调查问卷、测验评分、场景故事化教学等;平台还具有学习进度和考试成绩追踪统计功能。本系统用到了ISpring Suite QuizMaker的在线测试模块，实现了在线测试与评分（如下页图3）。

    4.ISpring Suite在线发布LMS功能

    教学中，教师利用ISpring Suite创建了SCORM线上互动网络课件;发布的课程支持手机移动终端，让教学移动化和碎片化（如下页图4）。

    ISpring Suite使用起来非常简单，教师可以直接通过它将PPT文档发布为适合Web发布的HTML5+Flash格式，也可发布成可执行EXE文件或者MP4视频格式。而最为重要的是，ISpring Suite9.0可以实现PPT365所有新增功能，如缩放定位等，而且转换后的布局和动画均不会改变，保证与原文档相同，达到了完美炫酷的效果。

    ● 幕前幕后

    2019年度全国教师信息素养提升交流活动在美丽的山东淄博落下帷幕，真的很庆幸自己可以参加这样的比赛。

    虽然，很遗憾未获得“恩欧希教育信息化发明创新奖”，但“一等奖”还是对我的努力与付出给予了很大鼓励。通过参加数字化学习工具评优的比赛，我接触到了许多新的数字化学习工具并逐渐学习了它们的应用。

    参加比赛是对一名教师各个方面能力的全面锻炼，是一个自我提升的过程。通过这次比赛，我了解了比赛的各个流程，积累了丰富的经验，知道了自己专业知识的匮乏，视野还不够宽广，这促使我加倍努力地去学习知识和运用知识。

    除了收获了知识和技术，在这次参赛中我还与很多参赛教师结下了深厚的友谊，大家因为同一兴趣联系在一起，为共同目标而努力奋斗。赛后我们又对各自学校的数字化学习工具的教学方式的创新与实践进行了深入交流。

    这次比赛后，我总结了两点经验：

    第一，从教师和学生层面看，未来学生的学习将会借助数字化学习工具和网络来获得信息和资源，实现广泛的互动交流。而教师既要保证正常的教学过程，又要保证教学过程的创新性与共享性，所以要在充分利用学校的“三通两平台”网络的基础上，把学习工具做到方便和实用。

    第二，从学校的层面看，未来的学校教育也会呈现革命性的变革，如学校会越来越多地采纳一些新技术，学生带着平板电脑和手机来上学会成为常态。作为信息技术教师，除了应用新技术创作作品，还应该时刻关注信息技术的新生态，加强与各科教师的相互协作。

    评委印象

    《对数据进行排序》是教育科学出版社出版的《算法与程序设计》选修模块第三单元的内容。本节课是在学生学习了数组和用解析法解决问题、穷举法解决问题的基础上，学习冒泡排序算法和插入排序算法，实现对数据的排序，培养学生“自顶向下”“逐步求精”的学习思维。

    1.兼容并蓄，浑然一体

    不是最华美最新奇最前沿的数字化学习工具才是最棒的，合适的才是最好的。本课例将传统的PPT学习工具运用发挥到极致，把ISpring Suite软件设计的交互式练习、Scratch2.0和Visual Basic设计的演示动画不着痕迹地融合在课堂上，学生在学习中尽情地学习、实践，收获成功的乐趣。

    2.目中有人，贵在用心

    设计者立足信息技术学科实际，抓住学生的认知水平及学习心理特征，针对不同层次的学生实现学习工具的可选择性，提供了学生学习支持材料（智能化半成品加工程序），目的是让学生在有限的课堂中能清楚地了解算法与程序设计思想和方法，最大限度地激发了学生的学习兴趣。

    3.理性突破，核心在用

    课例思路清晰，先让学生明白什么是排序算法，然后让学生掌握排序的思想，并且可以用冒泡的思想来分析问题，最后强化练习让学生巩固和掌握课堂所学。这堂课的重点是理解什么是冒泡算法，学生用冒泡算法的思想分析问题，学会用冒泡算法对数组进行排序。难点是掌握一种插入法对数组进行排序。在重难点的突破过程中，“冒泡法排序”的动画演示恰恰是这堂课难点突破的触发器，学生在实际观看和使用过程中，学习思维的深度和广度都得到最大限度的开发，从感性地看动画到理性地解决问题，这一过程是知识学习建构的过程，也体现了思维深度和广度的变化。至于上机实操交互训练也成为试炼学习成果、获得成功体验的不可或缺的环节。

    两点建议：

    一是不能为技术而技术，更不能为工具而工具。比如案例中提到的“缩放定位技术”，这一技术的运用如果是单纯为了酷炫或者对学生感官兴趣的激发，那么它的价值就值得商榷了。

    二是数字化学习工具制作的关键在于有效性。案例中提到的ISpring Suite在线发布LMS功能，在案例学习过程中使用较少，对案例中学习策略的改进和学习目标达成的促进作用体现得并不明显。

    （点评人：2019年度全國教师信息素养提升交流活动评委/山东省淄博市张店区教育局 仇晓光）