(完整word版)第2单元探究如何用计算机解决问题

1、第 2 单元 探究如何用计算机解決问题本单元学习的目的在于培养学生利用计算机解决问题的思维， 能够体验如何 运用 PYTHON编程语言解决问题，并为未来编程学习打好基础。通过本单元的学习，学生简单了解 PYTHON编程语言的特点及使用技巧， 掌握其基本语法， 会分析程序、 设计程序， 对于生活中简单的问题可以用计算机 解决通过对顺序结构、 选择结构和循环结构等语言的探索， 培养计算思维， 从而 提高核心素养。微项目 1 探究用程序加工数据的过程1 PYTHON语言【名词解释】 PYTHON语言是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言。【概念分析】 PYTHONI语言是完全面向对象的语言，其中的

2、函数、模块、数字、字符串等 都是对象，完全支持继承、派生等关系，有益于增强源代码的复用性。 PYTHON 语言倡导用一种方法， 最好是只用一种方法来解决问题， 它是简单主义语言的代 表，阅读 PYTHON语言就像读英语， 会使开发者专注于解决问题而非语言本身。【概念应用】 PYTHONI语言具有简洁性、易读性等特点，其规范性极强，模块与模块之间 的界限由每行的首字符在本行的位置决定，这就决定了PYTHON语言要求极高的缩进原则，强制使用 4个空格表示每级缩进。 PYTHON语言因其易学、 严道、 易读、易推护的特点成为程序设计者的理想编程件， 被大规模软件开发者使用等。2面向对象【名词解释】面

3、向对象是一种软件开发的方法。 它不同于程序设计中用算法按步骤来解决 同题，面是将问题模块分成一个个对象， 用于描述这些模块在解决问题的步骤中 的行为。面向对象是计算机编程发展到一定阶段的产物。【概念分析】 面向对象包括面向对象的分析、 设计和编程实现等。 面向对象的概念和应用 已超越了程序设计和软件开发，扩展到如数据库系统、交互式界面、应用结构、 应用平台、分布式系统、网络管理结构、 CAD技术、人工智能等领域。面向对象 是一种对现实世界理解和抽象的方法。3数据类型【名词解释】 数据类型在数据结构中的定义是一个值的集合以及定义在这个值集上的一 组操作。数据类型包括原始类型、多元组、记录单元、代

4、数数据类型、抽象数据 类型参考类型以及函数类型。概念分析PYTHON语言具有六种数据类型，包括 Number（数字）、 String（字符串） Tuple（元组）、List（列表）、 Set（集合）、 Dictionary（字典），其中，前三种类 型属于不可变数据类型， 后三种属于可变数据类型。 教材中已对前两种类型作出 介绍，下面简要介绍一下后面几种1 Tuple（元组） 元组写在小括号（）里，元素之间用逗号（， ）隔开，必须注意小括号和逗 号都是在英文状态下输入，组中的元素类型可以不相同。可参考以下实例：#!/ usr bin/ python3m=(abc , 637, 3.14, p.y

5、2t)h on , 70n=(123, python print(m) print(m0) print(m1: 3) print(m2:1) print(n*2) print(m+n)）#输出完整元组#输出元组的第一个元素#输出从第二个元素开始到第三个元素 #输出从第三个元素开始的所有元素 #输出两次元组#连接元组以下为输出结果：(abc,637,3.14. python,702)abc（637,3.14）（3.14, python,70.2）（123, python , 123, python ）（abe, 637, 3.14, python , 70.2, 123, python ）2Li

6、st（列表）List（列表）是 Python 中使用最頻繁的数据类型。 列表中元素的类型可以不 相同，它支持数字、字符串甚至可以包含列表（所谓嵌套） 。列表是写在方括号 之间、用逗号（， ）分隔开的元素列表。和字符串一样，列表同样可以被索引 和截取，列表被截取后返回一个包含所需元素的新列表。列表截取的语法格式如下：变量头下标：尾下标索引值以 0 为开始值， 1 为从末尾的开始位置。加号（）是列表连接运 算符，星号（ * ）是重复操作。如下实例：#!/usr bin/ python3m=abc,637,3.14, python ,70.2n=123, pythonprint（m）#输出完整列表p

7、rint（m0）#输出列表第一个元素print（m1:3）#从第二个开始输出到第三个元素print（m2:1）#输出从第三个元素开始的所有元素print（n*2）#输出两次列表print（m+n）#连接列表以下是输出结果： abc,637,3.14,python ,70.2 Abc637,3.143.14,python ,70.2123,python ,123, pythonabc,637,3.14,python ,70.2,123,python3Set（集合）集合（ set）是一个无序不重复元素的序列。基本功能是进行成员关系测试 和删除重复元素。可以使用大括号 或者 set（）函数例建集合，

8、注意：创建一 个空集合必须用 set（）而不是 ，因为 是用来创建一个空字典。以下为创建 格式：p valuer01， value02）或者 set（ value）4 Dictionary（字典）字典（dictionary）是 Python 中另一个非常有用的内置数据类型。 列表是有序的 对象集合， 字典是无序的对象集合。 两者之间的区别在于： 字典当中的元素是通 过键来存取的， 而不是通过偏移存取。 字典是一种映射类型， 字典用“”标识， 它是一个无序的键（ key）：值（ value）对集合。特别注意：键（ key）必须使用 不可变类型，在同一个字典中，键（ key）必须是唯一的。【概念应

9、用】在一些特殊的情况下， 我们需要对数据类型进行转换， 只需将数据类型名称转换为函数名即可，以下几个函数可完成相应数据类型的转换。函数描述Int(x,base)将 x 转换成一个整数Float(x)将 x 转换成一个浮点数Complex(real,imag)创建一个复数Str(x)将对象 x 转换成字符串Repr(x)将对象 x 转换成表达式字符串Cval(str)用来计算在字符串中的有效 python 表达式，并返回 一个对象Tuple(s)将序列 s 转换成一个元组List(s)将序列 s 转换成一个列表Set(s)转换为可变集合Dict(d)创建一个字典， d 必须是一个序列 （key,

10、value）元组技术手册活动 1：编写“利息计算”程序代码技术关键： Input（输入命令）、print （输出命令）。点拔：此题是计算利息的问题， 根据“利息本金 * 利率”来计算。利用 Input 命令输人本金，计算机利用利息计算公式计算利息，最后利用 print 命今输出利 息金额。这就是利用程序加工数据的完整过程。x =int（input（ “金额： ”）#利用 inputa 命令输入本金 xy=x*1.5/100#计算利息 ypint （“利息是：”,y）#利用 print 命令输出利息 y活动 2：编写“品质列表”程序技术关键：列表 m9共有 10 个元素，下标从 0开始，第 1

11、个元素为 m0，第 2个元素为 m1第 10 个元素为 m9；列表元素的追加： m.append （ 元素）。M=爱国，坚毅，乐观printe（“你的品质：”，m）m. append（努力）追加元素 努力 m .append（细致 ）追加元素 细致 print（ “你的品质 :”,m）print（ “第一品质 :”,m0）技术探索：尝试用文件存储数据1、打开一个文件Fw=open（“group5.txt ”,”w ”）2、向文件写入字符串Fw.write（“我的小组： ”）3、向文件写入字符并换行Fw.write（ “五组/n”）4、关闭打开的文件Fw.close（）教学指引【指导学时】 2

12、课时【教学建议】Python 语言是完全面向对象的语言，其书写规范、清晰，若编码人员有不 好的编程习惯，则编译可能无法通过，因此，在教学时要格外注意 python 语言 的规范性。在项目研讨过程中，要注意引导和鼓励，利用简单有趣的活动，激发 学生的兴趣、想象力、创造力，打破程序学习的神秘面纱，让程序的学习不再枯 燥难懂。活动 1“编写数据加工的程序” ：为使学生体会在计算机中输入、加工与输 出数据的过程，设计相应程序，完成数据加工的学习任务。初步了解 python 编 程软件的操作方法，能够利用 python 语言解决简单问题。活动 2“探究数据的存储方式” ：使用列表来模拟存储一些数据，编写

13、简单 的程序代码，观察输出结果，从而研究数据的存储方式。学会输入命令（input） 、输出命令 （print） 的使用。第 2 单元 探究如何用计算机解決问题微项目 2 用选择结构程序做出判断科技词典1选择结构【名词解释】选择结构又叫分支结构， 它的执行是依据一定的条件作出判断， 根据判断结 果，选择执行不同的分支。选择结构并不是严格按照程序语句出现的顺序执行， 也并不会执行所有程序语句，而只是执行符合判断条件的那部分语句。【概念分析】 使用选择结构的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程， 根据不同的 程序流程选择适当的分支语句。 选择结构适合带有逻辑或关系比较等条件判断的 计算，设计这类

14、程序时往往要先绘制流程图描述算法， 然后根据流程图写出程序 代码，把程序设计分析与程序语言分离，从而使问题简单化，易于理解。2变量【名词解释】变量是指在程序运行时， 其值可以改变的量， 是一个用变量名访问的存储空 间，用于存储变化的信息。【概念分析】变量同常量一样可以看作是存放信息的“容器” ，不同的是变量的“容器” 里的信息不是固定的， 是可以改变的。 每个变量都对应一个存储单元， 变量名就 是该存储空间的标识，程序通过变量名访问存储单元里的数据。在 Python 中， 变量不需要事先声明，可以直接引用。【概念应用】Python 中的变量不需要声明，但是在使用前必须赋值，变量赋值以后该变 量

15、才会被创建。在 python 中利用“等号() ”来给变量赋值。等号()运 算符左边是一个变量名，右边是存储在变量中的值。如以下实例所示：#!/usr/bin/python3I=100#整型变量M=1000.0#浮点型变量N=”python ” #字符串Print(i)Print(m)Print(n)执行以上程序会输出如下结果：1001000.0PythonPython 允许同时为多个变量赋值。例如：A=b=c=1 以上实例，创建一个整型对象，值为 1，三个变量都指向同一个内存位置。 我们也可以为多个对象指定多个变量。例如：a,b,c=1,2,pyt”hon ”在以上实例中，两个整型对象 1和

16、 2的分配给变量 a和 b，字符串对象 ”python 分配给变量 c。【技术手册】1、验证密码是否输入正确技术关键：条件表达式的使用 （ifelse）；注意区分“ =”（判断是否等于）和 “=”（赋值语句）。点拔：本问题的关键在于判断输入的密码是否正确， 若正确，输出“欢迎您！” 若密码输入错误，则输出“密码错误” 。If p=”xly23z”;Print（“欢迎您！ ”）else:print（ “密码错误 ”）2、比较两个表达式的大小 技术关键：表达式的计算；算数运算符的优先顺序。 点拨：两个表达式的比较结果一般有三种情况（大于、小于和等于） 。在判 断第一种情况后，需要在否则（ else

17、）情况下再进行判断第二种情况，剩余的就 是第三种情况。ifabprint（a,b）elseif ab:print （ a， ，b）eIseprint （ a， ,b）3多种情况的罗列推断 技术关键：对于多种可能的情况，使用“ if elifelse”进行判断，其中“ elif 表示否则再判断的意思。点拨：此题共分为四种情况， a当输入的年龄小于等于 0 时，显示“你是 在逗我吧！”；b当输人的年龄为 1 岁时，狗狗的年絵相当于 14岁的人； c当 输入的年龄为 2 岁时，狗狗的年龄相当于 22 岁的人； d当输入的年絵大于 2 岁时，狗狗的年絵相当于（ 22（ age-2）*5 ）岁的人。if

18、 age=0:print （”你是在过我吧！ ”）elif age=1:print（”相当于 14岁的人哦！ ”）elif age=2print（“相当于 22 岁的人哦！”）else:pint （”对应人类年龄： ”,22（ age-2）*5）教学指引【指导学时】 23 课时【教学建议】活动一：根据条件作出判断。 对于需要使用选择程序作出判断的同题， 需具 体问题具体分析，认识基本的选择结语句，注意语句的缩进。活动二：根据多个条件逐步判断。 对于判断条件比较多的问题， 需要使用选 结构的嵌套和复合选择结构，注意比较运算符的正确使用。【数学范例】根据多个条件步推断教学目标： 1学会条件语句结构

19、，拿握其一般形式 2正确使用选择结构的嵌套和复合选择结构的运用 3了解比较运算符和逻辑运算符的使用方法，比较其异同 教学方法项目教学法、合作探究法。教学过程：1引入部分对于生活中判断情况比较复杂的问题， 可以用条件语句来解决。 数师在屏幕 上展示两个不宜直接判断大小的表达式，让学生在不进行运算的基上直接判断， 但是学生并不能很容易地判断出来，就可以交给计算机来完或。2 新授部分 小组合作学习，探究比较两个表达式大小的所有情况，分别是大于、小于、 等于三种。程序在进行判断时，先判断第一种情况，若不符合，则判断第二种情 况，若还不符合，再判断第三种情况。小组探究选择结构的嵌套的基本形式，如 下：i

20、f（条件 1）语句 1elseif（条件 2）:语句 2else:语句 3小组合作， 尝试利用程序实现表达式大小的判断过程， 并思考： 若需要将多 种可能情况进行一一罗列， 那么应该使用什么语句？接着， 组内展开对 “多种情 况的罗列判断”问题的研究，设计程序，并运行调试，体验狗狗胸年龄与人相当 的情况探索多重判断的程序执行过程，并了解 elif 的作用。3拓展部分 自主学习“科学探究”中的内容，了解 python 中比较运算符的使用，学会 使用运算判断复杂的情况。合作完成“技术探索”中的内容，体验逻辑运算与比较运算的异同，并合作 完成两个技术试验，利用试验来体验 and 和 or 的不同，参

21、考实验过程中的条件 值，分析返回结果。根据实验内容提示，创造机器人聊天小程序。4交流与反思 （1）选择结构的基本形式、适用条件。（2）体会选择结构的嵌套，注意缩进等格式。3）分析比较运算和逻辑运算的异同。4）分享在本项目学习中的收获与不足，与同学们探讨第 2 单元 探究如何用计算机解決问题微项目 3 用循环结构程序自动化计算科技词典1循环结构【名词解释】循环结构是指在程序中需要反复执行某个功能面设置的一种程序结构。 它由 循环体中的条件来判断健续执行循环体还是跳出循环。根据判断条件，循环结构可分为以下两种形式： 先判断后执行的循环结构 （当 型循环）和先执行后判断的循环结构（直到型循环） 。【

22、概念分析】 当条件成立的时候，执行循环体的代码，当条件不成立的时候，跳出循环， 执行循环结构后面的代码。 环结构用来描述重复执行某段算法的问题， 可以减少 源程序重复书写的工作量， 这是程序设计中最能发挥计算机特长的程序结构。 一 个完整的循环结构包含三个要素：循环变量、循环体和循环终止条件。【概念应用】循环结构包括两种循环形式：（1）当型循环先判断所给条件 P 是否成立，若 P 成立，则执行 A（步骤）；再判断条件 P 是否成立；若 P成立，则又执行 A，如此反复，直到某一次条件 P 不成立时为止。（2）直到型循环先执行 B，再判断所给条件 Q 是否成立，若 Q 不成立，则再执行 B，如此反

23、 复，直到 Q 成立，该循环过程结束。技术手册1while 循环Python 中 while 语句的一般形式： whilel 判断条件：语句需要注意冒号和缩进。 另外， 在 Python 中没有 dowhile 循环。 例如，使用 while 来计算 1 到 100 的总和#!/usr bin/env python3n=100sum=0i=1while i=n:sum= sum+ii=i+1print( “1 到%d之和为 :%d”,(n,sum) 执行结果如下：1到 100之和为 50502for 语句Python 中 for 循环可以遍历任何序列的项目，如一个列表或者一个字符串。 for

24、循环的一般格式如下for 变量 in 序列语句for 实例中也可以使用 break 语句， break 语句用于跳出当前循环体。以下 为遍历“ Python”中的字母：for i in Pythonprint (“当前字母： ”，i)教学指引指导学时 13 课时【数学建议】 第一课时：体会循环的力量。解决累加的问题 第二课时：了解计数循环的结构，掌 for 循环语句格式及使用条件。 第三课时：探讨条件循环结构，学会使用 while 循环语句，初步了解多重循 环。【数学范例】探究条件循环的程序教学目标1了解 while 环语句的基本形式2学会用 while 循环语句解决生活中的同题。教学方法： 自主探究结合分组团队合作。教学过程教师可根据自己的教学风格和教学计划合理地安排教学环节。 下面以常规划 分为例给出一点过程上的提示，仅供参考。1引人部分教师可以引导学生自行阅读活动描述， 然后通过问题启发学生思考， 最终将 学生引导到用程序来解决问题的探究之路