信息技术实验的程序基础：投票计数

吴俊杰

主持人手记：本专栏主要介绍信息技术实验在基础教育信息技术课当中的典型案例，并期望这些案例能够促进信息技术课程学科合法性的提升、丰富信息技术课的教学内容、拓展信息技术教师的课程设计视野。对此栏目有任何好的主意或建议，请发送稿件至towujunjie@163.com（主持人）或tougao1@chinaitedu.cn（杂志社）。

投票是最基本的获取数据的手段，其核心是要从有投票资格的人中选一个最优的选项，而基本的投票方法有两种，一种是“最优秀”计数法，另一种是“最受欢迎”计数法。以ABC三个选项为例，“最优秀”计数法要求每个人只能投一票，最后得票最多的获胜；而“最受欢迎”计数法要求每个投票人可以将100分分给ABC三个选项，最终得分最高的获胜。这两者的区别是：“最受欢迎”计数法投票出的冠军可能不是最优秀的，因为这个选项没有很多低分，虽然高分不及其他选项，但是能凭其“中庸”的特性获胜。

最优秀计数法

1.数据的获取

使用变量a获取投票票数，初始化变量为0（如图1）。

2.数据的存储

用变量b和c存储，选项B和C的票数，用类似图1的代码完成初始化和变化。

3.数据的分析

使用如图2所示的代码找到票数最高的选项，并做总结，这其中涉及字符串的连结，数字运算和逻辑运算。

4.数据的表达

分析的结论可以看作是一种表达的形式，但是为了方便对结论的呈现，数据的表达可以以多种形式呈现（如图3），可以选择变量的数字作为表达形式也可以选择角色的大小或者柱形图的形式呈现结论。表达的方式选取得当，将有助于呈现结论获得新知，提高结论的传播效率，增强主观信息量。

5.反思与改进

很多时候需要等所有人投票结束之后，再公布结果，以避免阶段性结果对投票公正性的影响，因此有必要设计“先投票、后统计”的程序。最简单的办法可能是在投票过程中将变量隐藏，按下投票键之后只反馈“投票成功”，投票完成后，按下结论按钮公布结果。在图1所示的程序中如果按下按键A不放，变量a会一直增加，需要技术攻关才能解决此问题。另外，更重要的是，投票的主体的设定。学习了投票程序，应该将其看作是一个研究工具，未来应用到更有意义的议题上。

“最受欢迎”计数法

1.数据的获取

为了获取数据，可以选用多种方法，其中“询问-回答”是比较简单的一种，参考代码如下页图4所示。

需要三个临时变量来存储当前投票人对每个选项给出的分数，并且在获取数据的同时对数据进行累加。这里需要培养学生记录过程性数据的习惯，如图4中将每次输入的分数记录下来，这样做一是出现作弊或者争议时有章可循，二是对过程数据的分析有可能得出新的结论。

2.数据的存储

以三个人投票的结果为例（如图5），选项C得到的总分数最高，但是从过程链表中可以看到，三个选项中显然A应该是“最优秀”的选项，如果这三个投票者按照分数最高的选项给出1票的原则重新投票，选项A应该以2∶1领先。

3.数据的分析

从得出结果的目的出发，图4所示的程序已经完成了数据的分析过程，但是如果比较“最优秀”和“最受欢迎”两种投票方式的区别的角度，可以编写如图6所示的代码，用以改进图4的程序，来比较两种方法投票结果上的差别。

4.数据的表达

可以编写程序比较两种计数方法的结果是否相同，并讨论两种方法的应用特点，也可以采取颜色变化、播放声音、显示动画等多种方式呈现结论。

5.反思与改进

图4所示的程序还需要增加防止作弊的功能，如输入的分数在0～100之间，三个分数的总和必须是100等，这些技术攻关的项目可以当作学生的课后习题。此外，对投票过程中数据的尽可能详尽的记录，也是很有必要的，如可以增添一个链表记录每给出一个分数的时间，通过分析数据可能会得出参与投票者在哪个选项出现了犹豫、间隔多长时间来一个选民、选民投票的时间有什么特点等其他信息。对于这些过程信息获取和存储，就有几分“大数据”的意味，与此同时对过程数据深层次规律的探究，又有几分“数据挖掘”的感觉。

小结

作为信息技术实验栏目的第一个案例总是期望能够承载尽可能全面的信息技术实验的核心概念。两种投票方式的比较是适合高中生的思维水平和数学基础的，程序的核心代码简单，适合高中水平的零起点入门。在这个案例中，学生编写两个程序完成图2、图4两种类型的投票，编程的过程就是制作信息技术实验工具的过程，更重要的是，图6编写了比较两种工具的程序，可以称作为“研究工具的工具”，通过对两种工具效率和应用范围的比较可以得出更加重要的结论。在投票中，处处可见“获取数据”的意识，“最受欢迎计数法”实际上是另外一种获取数据的手段，更重要的是，对过程数据的“全记录”，在产生新的数据量的同时，通过数据分析的手段，有可能产生新的信息量，甚至推翻原有的结论。差异化的数据表达手段，有助于提高信息传播的效率，更有助于产生新的信息和猜想。让更多的学生将投票作为研究工具应用到他们感兴趣的问题中，是一个难点，部分地超出了本案例的最初设计目的，但却是信息技术实验真正影响学生思维方式和行为方式的最重要的指标，需要教师不断的鼓励和创造环境，需要有更多的主题活动辅助教学，甚至需要学生生活中的“机缘巧合”，教师所能做的，是尽可能设计好的教学案例和教学内容，落实教学目标，执著前行，期待能有所收获，或许当整个“感测与控制技术入门”课程学习完毕之后，学生能够自发地进行一些信息技术实验，将是一件极为欣慰的事情。