2019教科版 高中信息技术 必修1 数据与计算《第2单元 编程计算》大单元整体教学设计2020课标

教科版高中信息技术必修1数据与计算《第2单元编程计算》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析高中信息技术必修1《数据与计算》中的《第2单元编程计算》是整个信息技术课程体系中的重要组成部分。本单元旨在通过编程计算的学习，帮助学生理解和掌握计算机解决问题的基本过程和方法，包括算法设计、顺序结构、分支结构、循环结构等编程基础，以及函数和模块等代码复用技术。通过本单元的学习，学生不仅能够提升编程技能，还能培养计算思维、数字化学习与创新能力以及信息社会责任。（二）单元内容分析本单元主要包含四个小节的内容：2.1计算机解决问题的过程：介绍算法的概念和重要性，通过自然语言、流程图等方式描述算法，理解计算机执行算法的过程。2.2做出判断的分支：学习顺序结构、分支结构的基本概念和实现方法，掌握赋值语句和if语句的使用，能够根据条件判断进行编程。2.3周而复始的循环：介绍循环结构的概念和应用，学习计数循环和条件循环的使用方法，理解循环在编程中的重要作用。2.4可以复用的代码：讲解函数和模块的概念，学习自定义函数和发布共享代码的方法，掌握代码复用的技术和策略。（三）单元内容整合本单元的内容围绕编程计算展开，从算法设计到程序结构，再到代码复用，形成了一个完整的知识体系。在教学过程中，应注重理论与实践相结合，通过项目式学习、案例分析等方式，帮助学生深入理解编程计算的基本原理和方法。要注重培养学生的计算思维，鼓励学生在编程实践中发现问题、解决问题，不断提升数字化学习与创新能力。二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解（一）信息意识能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息：在编程计算的学习中，学生能够根据问题的需求，选择合适的算法和数据结构，通过编程实现问题的解决。学生能够主动利用网络资源、教材、参考书等工具，获取编程相关的知识和信息，进行自主学习和问题解决。敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断：在编程过程中，学生能够敏锐地察觉到数据的变化和程序的运行状态，对程序输出的结果进行分析和判断。学生能够判断编程信息和资源的可靠性，选择准确的编程语言和工具进行学习和实践。对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考：学生能够预见到不同算法和数据结构对程序性能和结果的影响，从而选择合适的方案进行编程。在编程实践中，学生能够根据问题的需求，预期程序的运行结果，为问题解决提供参考依据。（二）计算思维在信息活动中，能够采用计算机科学领域的思想方法界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据：学生能够通过编程计算的学习，掌握用计算机科学的思想方法来界定和抽象问题，将实际问题转化为计算机可处理的形式。学生能够建立问题的结构模型，合理组织数据，为编程实现打下基础。通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案：学生能够根据问题的需求，分析各种信息资源，选择合适的算法和数据结构，形成解决问题的方案。在编程过程中，学生能够综合运用所学知识，通过判断、分析和综合，不断优化算法和程序。总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中：学生能够总结在编程计算中学到的解决问题的过程和方法，形成自己的经验体系。学生能够将所学的编程知识和方法迁移到与之相关的其他问题解决中，如数据分析、信息系统开发等。（三）数字化学习与创新能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯：学生能够认识到编程计算作为数字化学习环境的一部分，具有资源丰富、交互性强等优势。学生能够适应编程计算的数字化学习环境，养成利用计算机进行学习和创新的习惯。掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造：学生能够掌握编程软件、开发环境等数字化学习系统的操作技能，利用这些工具进行自主学习和编程实践。学生能够通过编程计算的学习，开展协同工作，与他人分享编程知识和经验，共同进行创新创造。在数字化学习环境中，能够根据学习任务的复杂程度和个体学习需求的特点，合理运用数字化资源，实现知识创新：学生能够根据编程计算学习任务的复杂程度和个体学习需求的特点，合理运用各种数字化资源，如在线教程、编程社区等。学生能够通过编程计算的学习，实现知识的创新和应用，如开发新的程序、解决实际问题等。（四）信息社会责任具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则：在编程计算的学习中，学生能够认识到信息安全的重要性，遵守信息法律法规和道德伦理准则。学生能够采取适当的措施保护编程代码和数据的安全，防止信息泄露和非法使用。在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全：学生能够在编程计算的学习和实践中，遵守公共规范，尊重他人的知识产权和隐私权。学生能够积极维护公共信息安全，防止恶意攻击和破坏行为的发生。关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力：学生能够关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，如人工智能的伦理问题、大数据的隐私问题等。学生对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度，能够理性判断和负责行动，为信息技术的健康发展贡献自己的力量。三、学情分析（一）已知内容分析在进入高中信息技术必修1《数据与计算》第2单元《编程计算》的学习之前，学生已经完成了第1单元的学习，对信息技术的基础知识和基本概念有了一定的了解。学生已经掌握了以下内容：信息技术基础：学生了解信息技术的定义、发展历程以及在社会中的应用，能够识别常见的信息技术设备和软件。数据与信息：学生理解了数据与信息的区别与联系，知道数据编码的基本方式，能够描述数据与信息的特征。算法与程序设计初步：学生初步了解了算法的概念和特征，知道算法是解决问题的方法和步骤，并且已经接触过简单的程序设计语言（如Python）的基本语法和运算符。（二）新知内容分析第2单元《编程计算》的教学内容主要围绕编程计算展开，旨在通过一系列的教学活动，使学生掌握编程的基本思想和方法，具备初步的编程能力。本单元具体包含以下内容：计算机解决问题的过程：学生将进一步理解算法的概念和重要性，学会用自然语言或流程图描述算法，并通过编程实现算法。做出判断的分支：学生将学习分支结构的概念和用法，掌握if语句的使用，能够根据条件判断实现不同的程序流程。周而复始的循环：学生将了解循环结构的概念和类型，学会使用for语句和while语句实现计数循环和条件循环，解决重复执行的问题。可以复用的代码：学生将认识到代码复用的重要性，学会定义和调用函数，通过模块化编程提高编程效率。本单元还包含了单元学习评价和单元学习总结，旨在帮助学生巩固所学知识，提升编程能力和信息素养。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：经过初中阶段的学习，学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能够理解问题的逻辑关系，进行简单的逻辑推理。这为学习编程计算中的算法和程序设计打下了基础。自主学习能力：高中学生普遍具备较强的自主学习能力，能够通过阅读教材、查阅资料、观看教学视频等方式，自主掌握新知识和新技能。实践能力：编程计算是一门实践性很强的学科，需要学生亲自动手编写代码、调试程序。学生需要通过实践来巩固所学知识，提升编程能力。由于编程计算涉及较多的新概念和新技能，学生在学习过程中可能会遇到一定的困难。教师需要设计合理的教学活动，引导学生逐步掌握所学知识。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习过程中可能遇到的学习障碍，教师可以采取以下策略进行突破：强化基础知识：对于编程计算中的基本概念和基础知识，如算法、数据结构、程序设计语言等，教师要进行详细的讲解和示范，确保学生理解并掌握。分层次教学：根据学生的学习能力和基础水平，教师可以采取分层次教学的方式。对于基础较弱的学生，可以提供更多的辅导和支持；对于基础较好的学生，可以鼓励他们进行更深入的学习和实践。实践导向：编程计算是一门实践性很强的学科，教师需要设计丰富的实践活动，如编程练习、项目实践等，让学生在实践中掌握所学知识。教师要及时给予学生反馈和指导，帮助他们解决实践中的问题。合作学习：鼓励学生之间进行合作学习，通过小组讨论、互相帮助等方式，共同解决学习中的问题。合作学习不仅可以提高学生的学习效率，还可以培养他们的团队协作能力和沟通能力。利用教学资源：充分利用现有的教学资源，如教材、教辅资料、在线课程等，为学生提供多样化的学习途径。教师也可以利用这些资源设计有趣的教学活动，激发学生的学习兴趣和积极性。针对高中信息技术必修1《数据与计算》第2单元《编程计算》的教学内容，教师需要充分了解学生的已知内容和新知内容，分析学生的学习能力和可能遇到的学习障碍，并采取相应的教学策略进行突破。通过合理的教学设计和有效的教学活动，帮助学生掌握编程计算的基本思想和方法，提升编程能力和信息素养。四、大主题或大概念设计本大单元主题为“编程计算与问题解决”，旨在通过编程计算的学习，培养学生的计算思维，提高其解决实际问题的能力。围绕这一主题，我们将深入探讨计算机解决问题的基本过程，包括顺序结构、分支结构和循环结构的应用，以及如何通过代码复用提高编程效率。通过这一单元的学习，学生将不仅能够掌握编程的基础知识，更重要的是能够形成利用编程思维解决实际问题的能力。五、大单元目标叙写（一）信息意识敏感于信息变化：学生能够敏锐地感知到信息在编程解决问题过程中的变化，理解数据与信息在编程中的重要性。信息价值判断：学生能够根据问题的需求，准确判断哪些信息对于解决问题是有价值的，并能够有效地获取和利用这些信息。信息安全意识：在编程过程中，学生能够意识到信息安全的重要性，遵守编程伦理，不泄露或滥用他人信息。（二）计算思维问题抽象与形式化：学生能够将实际问题抽象为计算机可以处理的形式，明确问题的输入、输出和约束条件。算法设计与优化：学生能够设计合理的算法来解决问题，并不断优化算法以提高效率。程序实现与调试：学生能够使用一种或多种编程语言实现算法，并通过调试确保程序的正确性和稳定性。（三）数字化学习与创新数字化工具应用：学生能够熟练掌握常用的数字化编程工具，如IDE（集成开发环境）、调试器等，并利用这些工具进行编程实践。学习资源评估与选择：学生能够评估并选择合适的数字化学习资源，如在线教程、编程社区等，以支持自己的学习和创新活动。创新问题解决：学生能够在编程过程中发挥创造力，提出新颖的解决方案，并尝试将新技术、新方法应用于实际问题解决中。（四）信息社会责任遵守法律法规：学生在编程过程中能够遵守相关的法律法规，不编写或传播恶意代码，维护网络空间的安全和秩序。伦理道德意识：学生能够认识到编程行为对他人和社会的影响，自觉遵守编程伦理，尊重他人的知识产权和隐私权。积极贡献社会：鼓励学生利用编程技能为社会做出贡献，如参与开源项目、开发有益的应用程序等。六、大单元教学重点计算思维的培养：通过编程实践，着重培养学生的计算思维，使其能够熟练运用抽象、形式化、算法设计等思维方法解决实际问题。编程基础知识的掌握：确保学生熟练掌握编程的基本概念、语法规则和常用算法，为后续的编程学习和创新活动打下坚实的基础。问题解决能力的培养：通过解决一系列实际问题，培养学生的问题解决能力，使其能够独立思考、分析问题并找到有效的解决方案。七、大单元教学难点如何将实际问题抽象为计算问题：学生往往难以将复杂的实际问题抽象为计算机可以处理的计算问题。教师需要引导学生逐步学会如何分析问题、提取关键信息并将其形式化。算法的设计与优化：对于初学者来说，设计高效的算法并对其进行优化是一个难点。教师需要通过大量的实例讲解和练习，帮助学生逐步掌握算法设计的技巧和方法。编程实践中的错误调试：编程过程中难免会遇到各种错误和问题。如何快速定位并调试这些错误是学生学习编程的一大难点。教师需要教授学生有效的调试方法和技巧，并鼓励其通过实践积累经验。大单元教学详细设计（一）教学内容安排第1周：计算机解决问题的过程介绍算法的概念及其在编程中的重要性。通过“最强大脑”游戏等实例，演示计算机解决问题的基本过程。引导学生分析并描述算法的自然语言和流程图表示方法。第2周：做出判断的分支讲解顺序结构、分支结构的基本概念及其在编程中的应用。通过“最适宜运动心率计算器”等项目，让学生实践if语句等分支语句的使用。引导学生分析不同条件下程序的执行流程，并理解分支结构在解决问题中的作用。第3周：周而复始的循环介绍循环结构的基本概念及其在编程中的重要性。通过“计算5年储蓄存款收益”等项目，让学生实践for循环和while循环的使用。引导学生分析循环结构在解决问题中的应用场景，并理解循环条件的设计和优化方法。第4周：可以复用的代码讲解函数和模块的基本概念及其在编程中的作用。通过“火柴棒摆数字问题”等项目，让学生实践自定义函数和模块的编写与调用。引导学生理解代码复用的重要性，并学会如何编写可复用的代码以提高编程效率。第5周：综合实践与项目评估组织学生进行综合编程实践项目，如开发一个简单的计算器或小游戏等。引导学生对项目进行需求分析、算法设计、代码实现和测试评估等全过程管理。通过项目展示和评估，检验学生的学习成果并促进其相互学习和交流。（二）教学方法与策略项目驱动教学法：通过一系列实际项目的学习和实践，激发学生的学习兴趣和动力，培养其解决实际问题的能力。小组合作学习法：组织学生成立学习小组，通过小组合作完成学习任务和项目实践，促进其相互学习和交流。案例分析教学法：选取典型的编程案例进行分析和讲解，帮助学生理解和掌握编程的基本概念和方法。启发式教学法：通过提问、引导等方式启发学生思考和分析问题，培养其独立思考和解决问题的能力。（三）学业评价设计过程性评价：关注学生在学习过程中的表现和努力程度，如课堂参与度、作业完成情况、项目实践表现等。通过课堂观察、作业批改和项目评估等方式进行过程性评价。成果性评价：关注学生的学习成果和实际应用能力，如编程作品的完成情况、项目展示的表现等。通过项目展示、编程竞赛和考试等方式进行成果性评价。自我评价与同伴评价：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，以促进其自我反思和相互学习。通过小组讨论、项目互评等方式实施自我评价和同伴评价。通过本大单元的教学设计和实施，旨在培养学生的计算思维、编程基础知识和问题解决能力，同时提升其信息意识、数字化学习与创新能力和信息社会责任意识。这将为学生未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。八、大单元整体教学思路在教学设计的过程中，我将紧密围绕《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合教科版高中信息技术必修1《数据与计算》中第2单元《编程计算》的教学内容，设计出一套完整的大单元整体教学思路。本单元的教学目标是全面提升学生的信息素养，具体涵盖信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。一、教学目标设定（一）信息意识提升学生对信息的敏感度：通过实际问题的解决，使学生认识到信息在问题解决中的重要性，学会主动寻找、收集和利用信息。增强学生对信息价值的判断力：在分析数据和解决问题的过程中，培养学生判断信息来源可靠性、内容准确性及目的指向性的能力，以合理应用信息支持问题解决。培养学生的信息安全意识：在编程实践中，强调信息安全的重要性，使学生了解并遵守信息安全的基本规范，防范信息泄露等风险。（二）计算思维培养抽象与建模能力：在编程计算过程中，引导学生将实际问题抽象为数学模型，通过形式化方法表述问题，锻炼其抽象思维能力。提高算法设计与实现能力：通过顺序结构、分支结构、循环结构等编程练习，使学生能够设计并实现简单算法，解决实际问题。促进逻辑思维与系统分析能力的培养：在编程过程中，通过逻辑判断、数据组织、问题分解等训练，提高学生的逻辑思维能力与系统分析能力。（三）数字化学习与创新适应数字化学习环境：通过编程计算的学习，使学生熟悉并掌握数字化学习工具与资源，提高其在数字化环境中的学习与创新能力。掌握数字化学习资源的应用与创新方法：鼓励学生利用编程技术创建数字化学习资源，如小程序、小游戏等，培养其创新与实践能力。促进协作学习与知识分享：在编程项目中，组织学生进行小组协作，共同完成任务，促进其团队协作与知识分享的能力。（四）信息社会责任增强信息法律法规意识：在编程教学中，融入信息法律法规知识，使学生了解并遵守信息社会的道德与伦理准则，维护信息安全与公共秩序。培养负责任的信息行为：引导学生正确、合理地使用信息技术，防范网络欺诈、恶意软件等不良信息行为，树立积极、健康的信息社会责任感。关注信息技术发展带来的社会问题：在讨论编程技术的同时，引导学生关注信息技术发展所带来的社会问题，如隐私保护、数据安全等，培养其批判性思维能力与社会责任感。二、教学内容分析本单元《编程计算》主要包括四个部分：计算机解决问题的过程、做出判断的分支、周而复始的循环、可以复用的代码。这四个部分层层递进，逐步引导学生掌握编程的基本思想与方法。计算机解决问题的过程：通过“最强大脑”游戏等实例，让学生了解计算机解决问题的基本步骤与方法，认识算法的重要性。做出判断的分支：通过顺序结构与分支结构的对比学习，使学生掌握条件判断的基本方法，能够根据不同条件执行不同的程序路径。周而复始的循环：通过计数循环与条件循环的学习，让学生掌握重复执行代码块的方法，提高编程效率与问题解决能力。可以复用的代码：通过函数与模块的学习，引导学生学会将代码模块化、复用化，提高编程的灵活性与可维护性。三、教学重难点分析教学重点算法设计与实现：通过实例分析与实践操作，使学生掌握算法的基本思想与实现方法。编程基本结构掌握：深入理解并熟练运用顺序结构、分支结构、循环结构等编程基本结构。代码复用与模块化设计：学会将代码模块化、复用化，提高编程效率与可维护性。教学难点算法设计与优化：如何根据实际问题设计高效、简洁的算法，并进行适当的优化。复杂条件判断与循环嵌套处理：在面对复杂问题时，如何合理设计条件判断与循环嵌套结构，确保程序的正确性与高效性。代码模块化与复用实践：如何在实际编程中将代码模块化、复用化，提高代码的灵活性与可维护性。四、教学策略与方法教学策略项目式学习：通过设计贴近学生生活实际的编程项目，如校园导览系统、成绩管理系统等，引导学生在解决问题的过程中学习编程知识与方法。分层教学：针对不同水平的学生设计不同难度的任务与练习，确保每位学生都能在原有基础上得到提升。合作学习：组织学生进行小组合作，共同完成编程任务，促进知识分享与团队协作能力的培养。教学方法案例分析法：通过典型案例分析，使学生理解编程思想与方法在实际问题中的应用。任务驱动法：设计一系列由易到难的任务，引导学生逐步掌握编程知识与方法。实践操作法：鼓励学生动手编写程序，通过实践操作加深对编程思想与方法的理解与掌握。五、教学实施步骤（一）引入阶段创设情境：通过展示一个贴近学生生活实际的编程应用实例（如校园导览系统），激发学生的学习兴趣与求知欲。明确目标：向学生明确本单元的学习目标与要求，包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。（二）新知讲授阶段计算机解决问题的过程：通过“最强大脑”游戏实例，讲解计算机解决问题的基本步骤与方法。引导学生分析游戏背后的算法思想，认识算法的重要性。做出判断的分支：对比顺序结构与分支结构的特点与差异。通过实例讲解条件判断的基本语法与用法。组织学生进行条件判断的小练习，加深理解。周而复始的循环：讲解计数循环与条件循环的基本概念与用法。通过实例演示循环结构在编程中的应用。引导学生进行循环结构的小项目实践，如计算数列和等。可以复用的代码：讲解函数与模块的基本概念与用法。通过实例演示如何将代码模块化、复用化。组织学生进行函数编写与模块设计的练习。（三）巩固练习阶段设计编程任务：根据本单元的学习内容，设计一系列由易到难的编程任务，如编写简单的计算器程序、实现学生信息管理系统等。分组实践：将学生分为若干小组，每组选择一个编程任务进行实践。鼓励学生分工合作，共同完成任务。展示与交流：组织各小组展示其编程成果，并进行交流与讨论。教师对学生的编程成果进行点评与指导。（四）总结提升阶段总结回顾：对本单元的学习内容进行总结回顾，帮助学生梳理知识脉络与学习方法。拓展延伸：引导学生思考如何将本单元学到的编程知识与方法应用到实际生活中去，如开发校园APP、制作小游戏等。布置作业：布置一些与编程相关的拓展作业，如阅读编程相关书籍、参加线上编程竞赛等，以进一步巩固与提升学生的编程能力。六、学业评价设计评价原则全面性原则：评价应涵盖信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面，全面反映学生的信息素养水平。过程性原则：评价应注重学生学习过程中的表现与进步，而不仅仅是最终的学习成果。多元化原则：评价应采用多种方式与手段进行，如课堂表现、作业完成情况、项目实践成果、在线测试等。评价方式课堂表现评价：通过观察学生在课堂上的参与度、合作情况、提问与回答质量等方面进行评价。作业完成情况评价：通过检查学生的作业完成情况，如编程代码的规范性、正确性、创新性等进行评价。项目实践成果评价：通过组织学生展示其项目实践成果，如校园导览系统、成绩管理系统等，从功能实现、界面设计、用户体验等方面进行评价。在线测试评价：通过定期组织在线测试，检查学生对编程知识的掌握情况与应用能力。七、教学反思与改进在教学实施过程中，我将密切关注学生的学习情况与反馈意见，及时进行教学反思与改进。针对教学中存在的问题与不足，我将采取以下措施进行改进：调整教学策略与方法：根据学生的学习情况与反馈意见，适时调整教学策略与方法，以提高教学效果与学生的学习兴趣。优化教学内容与结构：对教学内容进行进一步优化与整合，使其更加符合学生的认知规律与学习需求。合理安排教学进度与节奏，确保学生能够充分吸收与掌握所学知识。加强师生互动与交流：在教学过程中注重与学生的互动与交流，及时了解学生的学习情况与困惑，并给予针对性的指导与帮助。鼓励学生之间的交流与协作，促进其共同进步与发展。通过以上教学思路的设计与实施，我相信能够全面提升学生的信息素养水平，为其未来的学习与发展奠定坚实的基础。九、学业评价在《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对高中信息技术必修1《数据与计算》中的《第2单元编程计算》的教学内容，我们设计了全面的学业评价体系。本评价体系旨在通过多元化的评价方式，全面评估学生在信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任四个方面的核心素养发展情况。一、教学目标设定根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第2单元编程计算》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：信息意识：学生能够认识到编程计算在信息社会中的重要性，具备主动利用编程解决问题和获取信息的能力，对编程计算相关信息的来源、内容和目的有清晰的判断力。计算思维：学生能够在编程计算的过程中，运用计算机科学领域的思想方法界定问题、抽象特征、建立结构模型，并合理组织数据，通过算法形成解决问题的方案，迁移至其他相关问题的解决中。数字化学习与创新：学生能够适应数字化学习环境，掌握编程计算的基本方法和工具，创造性地利用编程解决生活和学习中的问题，形成个性化的数字化作品。信息社会责任：学生能够遵守编程计算的伦理道德规范，具备信息安全意识，理解并尊重他人的知识产权，积极维护健康的信息环境。二、学习目标设定基于上述教学目标，本单元的学习目标具体设定如下：信息意识：学生能够识别编程计算在解决特定问题中的优势，并主动寻求编程解决方案。学生能够对编程计算的相关信息进行筛选和判断，选择可靠的信息来源。计算思维：学生能够运用形式化方法描述编程问题，并采用模块化和系统化方法设计解决方案。学生能够针对不同问题选择合适的算法，并利用编程语言实现算法。数字化学习与创新：学生能够掌握至少一种编程语言的基本语法和编程技巧，完成简单的编程任务。学生能够利用编程解决实际问题，并形成具有创新性的数字化作品。信息社会责任：学生能够遵守编程伦理道德规范，不编写或传播恶意代码。学生能够保护个人和他人的信息安全，不泄露敏感信息。三、评价目标设定为全面评估学生在上述四个方面的核心素养发展情况，本单元的评价目标具体设定如下：信息意识：评价内容：学生对编程计算重要性的认识程度，对编程计算相关信息的筛选和判断能力。评价方式：通过观察学生在课堂讨论和项目实践中的表现，以及分析学生提交的项目报告和反思日志，评估学生对编程计算重要性的认识程度和对相关信息的筛选判断能力。计算思维：评价内容：学生运用形式化方法描述问题、设计解决方案的能力，以及选择合适的算法并实现算法的能力。评价方式：通过编程测试、项目展示和代码审查等方式，评估学生在编程计算过程中体现出的计算思维能力。具体可包括编程任务的完成情况、算法的选择与实现效果、代码的规范性和可读性等方面。数字化学习与创新：评价内容：学生掌握编程语言的能力，利用编程解决实际问题的能力，以及形成创新性数字化作品的能力。评价方式：通过观察学生在编程学习过程中的表现，分析学生提交的作业和项目作品，以及组织学生进行项目展示和互评等方式，评估学生在数字化学习与创新方面的能力。具体可包括编程作业的完成质量、项目作品的创新性、实用性和美观性等方面。信息社会责任：评价内容：学生遵守编程伦理道德规范的情况，保护个人和他人信息安全的能力。评价方式：通过观察学生在课堂讨论和项目实践中的表现，以及分析学生提交的项目报告和反思日志，评估学生在信息社会责任方面的表现。具体可包括学生是否遵守编程伦理道德规范、是否尊重他人的知识产权、是否保护个人和他人的信息安全等方面。四、学业评价实施为确保上述评价目标的实现，本单元将采取多元化的评价方式，具体包括以下几种：课堂观察：在课堂教学过程中，教师将密切观察学生的表现，记录学生在编程计算、问题解决、团队合作等方面的表现情况。通过课堂观察，教师可以及时了解学生的学习进展和存在的问题，为后续的教学指导和个性化辅导提供依据。编程测试：定期组织编程测试，检验学生对编程语言的掌握程度和编程计算能力。编程测试将涵盖基本语法、算法实现、问题解决等多个方面，以全面评估学生的编程能力和计算思维能力。项目实践：鼓励学生参与项目实践，通过实际编程解决具体问题，形成具有创新性的数字化作品。在项目实践过程中，教师将提供必要的指导和支持，确保学生能够顺利完成项目任务。通过项目展示和互评等方式，评估学生在数字化学习与创新方面的能力。作业分析：布置与编程计算相关的作业任务，要求学生在课后完成并提交。教师将对提交的作业进行仔细分析，评估学生对编程语言的掌握程度、问题解决能力和创新能力等方面的情况。反思日志：要求学生撰写反思日志，记录自己在编程学习过程中的心得体会、遇到的困难和解决方法等方面的情况。通过反思日志的撰写和分享，促进学生之间的交流和互相学习，同时帮助教师了解学生的学习进展和存在的问题。互评与自评：组织学生进行项目展示和互评活动，让学生相互评价彼此的作品和表现。鼓励学生进行自我评价，反思自己在编程学习过程中的优点和不足，提出改进措施和努力方向。通过上述多元化的评价方式，本单元将全面评估学生在信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任四个方面的核心素养发展情况，为后续的教学改进和个性化辅导提供依据。通过评价结果的反馈和解释，帮助学生明确自己的优势和不足，激发学生的学习兴趣和动力，促进学生的全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路针对《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合教科版高中信息技术必修1《数据与计算》中《第2单元编程计算》的教学内容，本大单元的实施思路旨在通过一系列项目式学习和实践活动，引导学生深入理解计算机解决问题的基本过程，掌握分支、循环等程序控制结构，学会复用代码以提高编程效率，并在此过程中培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。具体实施思路如下：创设情境，激发兴趣：通过贴近学生生活的实例和情境，激发学生对编程学习的兴趣，引导他们认识到编程在解决实际问题中的价值。项目驱动，主动学习：设计一系列由易到难的项目任务，让学生在完成项目的过程中，主动探索和学习编程知识，体验编程的乐趣。分层教学，因材施教：针对不同水平的学生，提供不同难度的任务和挑战，确保每位学生都能在原有基础上有所提高。注重实践，强化能力：通过大量的编程实践活动，提高学生的编程能力和问题解决能力，培养他们的计算思维和数字化学习与创新能力。评价反馈，持续改进：建立多元化的评价体系，及时反馈学生的学习情况，引导他们不断改进和提高。注重培养学生的信息社会责任意识，引导他们在编程实践中遵守道德规范和法律法规。二、教学目标设定（一）信息意识目标描述：学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求编程作为解决问题的途径；能够敏锐感知到编程在信息处理中的重要作用，对编程技术的应用场景和价值有清晰的认识。具体表现：学生能够主动分析生活中的问题，并思考如何通过编程来解决这些问题。在遇到需要处理大量数据或复杂逻辑的问题时，学生能够想到利用编程来提高效率。学生能够关注编程技术的发展趋势，了解新技术在编程中的应用。（二）计算思维目标描述：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，在编程过程中进行问题抽象、特征提取、建立结构模型、合理组织数据等操作；能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来解决问题；能够将编程解决问题的过程和方法迁移到其他相关领域的问题解决中。具体表现：学生能够将复杂问题分解为一系列简单的子问题，并逐个解决。学生能够运用顺序、分支、循环等程序控制结构来设计算法。学生能够合理组织数据，选择合适的数据结构来存储和处理数据。学生能够将编程解决问题的经验和方法应用到其他学科或生活问题的解决中。（三）数字化学习与创新目标描述：学生能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯；能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。具体表现：学生能够熟练使用编程环境和工具进行编程实践。学生能够利用网络资源和学习平台获取编程知识和解决方案。学生能够与他人合作完成编程项目，共同解决问题。学生能够尝试将编程技术应用于创新实践，如开发小工具、小程序等。（四）信息社会责任目标描述：学生具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则；在编程实践中，能够尊重他人的知识产权，不抄袭、不剽窃；能够积极维护信息安全和公共信息秩序。具体表现：学生能够认识到编程过程中的信息安全问题，并采取相应措施进行防范。学生能够遵守编程领域的法律法规和道德规范，不从事非法或不道德的编程活动。学生在使用他人代码或资源时，能够注明来源并尊重他人的知识产权。学生能够积极参与信息安全的宣传和保护工作，共同维护网络环境的健康和安全。三、教学结构图大单元实施思路及教学结构图├──1.创设情境，激发兴趣│└──实例引入，认识编程价值├──2.项目驱动，主动学习│├──项目一：最强大脑游戏││├──2.1计算机解决问题的过程││├──2.2做出判断的分支││└──2.3周而复始的循环│├──项目二：最适宜运动心率计算器││└──2.2做出判断的分支│├──项目三：理财规划││└──2.3周而复始的循环│└──项目四：火柴棒摆数字│└──2.4可以复用的代码├──3.分层教学，因材施教│└──提供不同难度任务，满足不同学生需求├──4.注重实践，强化能力│├──大量编程实践活动│└──培养计算思维和数字化学习与创新能力├──5.评价反馈，持续改进│├──多元化评价体系│└──及时反馈，引导改进└──6.信息社会责任培养├──信息安全意识与能力培养├──遵守法律法规和道德规范└──尊重知识产权，维护信息安全四、具体教学实施步骤（一）创设情境，激发兴趣（1课时）引入实例：通过展示一些有趣的编程应用实例（如小游戏、小工具等），让学生感受到编程的魅力和价值。讨论分享：引导学生讨论这些实例是如何通过编程实现的，以及编程在解决实际问题中的作用。明确目标：向学生介绍本单元的学习目标和内容，激发他们对编程学习的兴趣和热情。（二）项目一：最强大脑游戏（3课时）任务描述：设计一个“最强大脑”游戏，玩家需要在限定时间内记住并回忆出屏幕上显示的物品及其编号。知识讲解：2.1计算机解决问题的过程：介绍算法的概念和编程解决问题的基本步骤。2.2做出判断的分支：讲解if语句的使用方法和分支结构的构建。2.3周而复始的循环：介绍for循环和while循环的使用场景和构建方法。编程实践：引导学生使用Python语言编写“最强大脑”游戏的代码。分步骤实现游戏功能，包括显示物品、接收玩家输入、判断回答是否正确等。鼓励学生进行代码调试和优化，提高程序的稳定性和效率。成果展示：组织学生展示自己的游戏作品，并分享编程过程中的经验和收获。（三）项目二：最适宜运动心率计算器（2课时）任务描述：设计一个能够根据用户输入的年龄和安静心率，计算出最适宜运动心率范围的计算器。知识讲解：复习2.2做出判断的分支结构，重点讲解多分支语句（if-elif-else）的使用。编程实践：引导学生使用Python语言编写最适宜运动心率计算器的代码。实现用户输入、心率计算、结果输出等功能。鼓励学生考虑不同性别对运动心率的影响，进一步完善程序。成果展示与讨论：组织学生展示计算器作品，并讨论程序的改进和优化方向。（四）项目三：理财规划（2课时）任务描述：设计一个理财规划程序，帮助用户根据给定的本金、年利率和投资期限，计算出未来的收益情况。知识讲解：复习2.3周而复始的循环结构，重点讲解循环嵌套的使用。编程实践：引导学生使用Python语言编写理财规划程序的代码。实现用户输入、收益计算、结果输出等功能。鼓励学生考虑不同投资期限对收益的影响，进一步完善程序。成果展示与讨论：组织学生展示理财规划作品，并讨论程序的实用性和改进方向。（五）项目四：火柴棒摆数字（2课时）任务描述：设计一个程序，能够计算出用给定数量的火柴棒可以摆出哪些数字。知识讲解：2.4可以复用的代码：介绍函数的概念、定义和调用方法；讲解如何通过函数复用代码来提高编程效率。编程实践：引导学生使用Python语言编写火柴棒摆数字的程序。实现火柴棒数量的输入、数字计算、结果输出等功能。鼓励学生将计算火柴棒数量的功能封装成函数，以便在其他程序中复用。成果展示与讨论：组织学生展示火柴棒摆数字作品，并讨论函数复用的优点和注意事项。（六）分层教学，因材施教（贯穿整个单元）针对不同水平的学生，提供不同难度的任务和挑战。对于基础较弱的学生，注重基础知识的讲解和编程实践的指导；对于基础较好的学生，鼓励他们尝试解决更复杂的问题，进行更深入的探索和创新。（七）注重实践，强化能力（贯穿整个单元）通过大量的编程实践活动，提高学生的编程能力和问题解决能力。鼓励学生多动手、多实践，通过不断的尝试和错误来积累经验、提升技能。（八）评价反馈，持续改进（贯穿整个单元）建立多元化的评价体系，包括自我评价、同伴评价和教师评价等。及时反馈学生的学习情况，指出存在的问题和不足，并提供改进建议。鼓励学生进行自我反思和总结，不断提高自己的学习效率和效果。（九）信息社会责任培养（贯穿整个单元）在编程实践中注重培养学生的信息社会责任意识。引导学生遵守信息法律法规和道德规范，尊重他人的知识产权；在使用网络资源时注重信息安全和隐私保护；积极参与信息安全的宣传和保护工作，共同维护网络环境的健康和安全。十一、大情境、大任务创设一、大情境设计在《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对教科版高中信息技术必修1《数据与计算》中的《第2单元编程计算》的教学内容，我们精心设计了一个以“智慧校园助手”为核心的大情境。该情境旨在通过模拟和解决实际问题，引导学生深入理解计算机解决问题的基本过程，掌握分支、循环等程序控制结构，学会复用代码以提高编程效率，并在过程中培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。大情境背景：随着信息技术的飞速发展，智慧校园已经成为现代教育的重要趋势。智慧校园通过整合各种信息技术手段，为师生提供更加便捷、高效的学习和生活环境。在这个大情境下，学生将扮演智慧校园助手的开发者，通过编程计算解决校园生活中的实际问题，为校园智能化建设贡献力量。二、大任务创设在大情境的基础上，我们设计了四个紧密相连的大任务，每个任务都围绕一个核心问题展开，旨在通过项目式学习和实践活动，逐步提升学生的信息素养和编程能力。任务一：智慧校园导航系统设计教学目标设定：（一）信息意识学生能够根据解决校园导航问题的需要，主动寻求编程作为解决方案的途径。学生能够敏锐感知到编程在智慧校园建设中的重要作用，认识到编程技术对于提升校园生活质量的价值。（二）计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，将校园导航问题抽象化、模型化，合理组织数据。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来实现校园导航功能。（三）数字化学习与创新学生能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习和协同工作，共同完成智慧校园导航系统的设计。学生能够尝试将编程技术应用于创新实践，如开发具有个性化推荐功能的导航系统等。（四）信息社会责任学生具有一定的信息安全意识与能力，在编程实践中遵守信息法律法规和道德规范。学生能够尊重他人的知识产权，在使用他人代码或资源时注明来源。任务描述：设计并实现一个智慧校园导航系统，该系统能够根据用户输入的目的地，提供最优路径规划，并在地图上显示导航路线。系统应支持多种查询方式，如输入建筑物名称、教室编号等。系统还应具备基本的用户交互功能，如错误提示、路径重置等。实施步骤：需求分析：引导学生分析校园导航系统的功能需求，明确系统需要实现的具体功能。算法设计：指导学生设计实现导航功能的算法，包括路径规划算法、地图显示算法等。编程实践：引导学生使用Python语言编写导航系统的代码，实现用户输入、路径规划、地图显示等功能。测试与优化：组织学生进行系统测试，发现并修复存在的问题。鼓励学生对系统进行优化，提高系统的稳定性和用户体验。成果展示与分享：组织学生展示自己设计的导航系统，并分享编程过程中的经验和收获。任务二：智慧校园课程表管理系统开发教学目标设定：（一）信息意识学生能够根据解决课程表管理问题的需要，主动寻求编程作为解决方案的途径。学生能够认识到编程技术在提升教学管理效率方面的重要作用。（二）计算思维学生能够将课程表管理问题抽象化、模型化，设计合理的数据结构来存储和处理课程信息。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来实现课程表的增删改查功能。（三）数字化学习与创新学生能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习和协同工作，共同完成智慧校园课程表管理系统的开发。学生能够尝试将编程技术应用于创新实践，如开发具有智能排课功能的课程表管理系统等。（四）信息社会责任学生具有一定的信息安全意识与能力，在编程实践中遵守信息法律法规和道德规范。学生能够尊重他人的知识产权，在使用他人代码或资源时注明来源。任务描述：设计并实现一个智慧校园课程表管理系统，该系统能够支持教师录入课程信息、学生查询课程表、管理员管理课程数据等功能。系统应具备良好的用户交互界面和数据安全性。实施步骤：需求分析：引导学生分析课程表管理系统的功能需求，明确系统需要实现的具体功能。数据结构设计：指导学生设计合理的数据结构来存储课程信息，如使用列表、字典等数据结构。算法设计：设计实现课程表增删改查功能的算法，包括数据的插入、删除、查询和更新算法。编程实践：引导学生使用Python语言编写课程表管理系统的代码，实现用户登录、课程信息录入、课程表查询等功能。数据安全性设计：指导学生设计数据安全性措施，如密码加密、数据备份等，确保系统的数据安全。测试与优化：组织学生进行系统测试，发现并修复存在的问题。鼓励学生对系统进行优化，提高系统的稳定性和用户体验。成果展示与分享：组织学生展示自己设计的课程表管理系统，并分享编程过程中的经验和收获。任务三：智慧校园图书借阅系统构建教学目标设定：（一）信息意识学生能够根据解决图书借阅问题的需要，主动寻求编程作为解决方案的途径。学生能够认识到编程技术在提升图书馆管理效率方面的重要作用。（二）计算思维学生能够将图书借阅问题抽象化、模型化，设计合理的数据结构来存储和处理图书信息。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来实现图书的借阅、归还和查询功能。（三）数字化学习与创新学生能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习和协同工作，共同完成智慧校园图书借阅系统的构建。学生能够尝试将编程技术应用于创新实践，如开发具有智能推荐功能的图书借阅系统等。（四）信息社会责任学生具有一定的信息安全意识与能力，在编程实践中遵守信息法律法规和道德规范。学生能够尊重他人的知识产权，在使用他人代码或资源时注明来源。任务描述：设计并实现一个智慧校园图书借阅系统，该系统能够支持学生借阅图书、归还图书、查询图书信息等功能。系统应具备良好的用户交互界面和数据安全性。实施步骤：需求分析：引导学生分析图书借阅系统的功能需求，明确系统需要实现的具体功能。数据结构设计：指导学生设计合理的数据结构来存储图书信息和借阅记录，如使用列表、字典等数据结构。算法设计：设计实现图书借阅、归还和查询功能的算法，包括数据的插入、删除、查询和更新算法。编程实践：引导学生使用Python语言编写图书借阅系统的代码，实现用户登录、图书借阅、归还和查询等功能。数据安全性设计：指导学生设计数据安全性措施，如密码加密、数据备份等，确保系统的数据安全。测试与优化：组织学生进行系统测试，发现并修复存在的问题。鼓励学生对系统进行优化，提高系统的稳定性和用户体验。成果展示与分享：组织学生展示自己设计的图书借阅系统，并分享编程过程中的经验和收获。任务四：智慧校园餐饮管理系统设计教学目标设定：（一）信息意识学生能够根据解决校园餐饮管理问题的需要，主动寻求编程作为解决方案的途径。学生能够认识到编程技术在提升校园餐饮服务质量方面的重要作用。（二）计算思维学生能够将校园餐饮管理问题抽象化、模型化，设计合理的数据结构来存储和处理餐饮信息。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来实现餐饮信息的查询、统计和分析功能。（三）数字化学习与创新学生能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习和协同工作，共同完成智慧校园餐饮管理系统的设计。学生能够尝试将编程技术应用于创新实践，如开发具有在线点餐功能的餐饮管理系统等。（四）信息社会责任学生具有一定的信息安全意识与能力，在编程实践中遵守信息法律法规和道德规范。学生能够尊重他人的知识产权，在使用他人代码或资源时注明来源。任务描述：设计并实现一个智慧校园餐饮管理系统，该系统能够支持学生查询餐饮信息、统计餐饮消费、分析餐饮数据等功能。系统应具备良好的用户交互界面和数据安全性。实施步骤：需求分析：引导学生分析餐饮管理系统的功能需求，明确系统需要实现的具体功能。数据结构设计：指导学生设计合理的数据结构来存储餐饮信息和消费记录，如使用列表、字典等数据结构。算法设计：设计实现餐饮信息查询、统计和分析功能的算法，包括数据的查询、排序、统计和分析算法。编程实践：引导学生使用Python语言编写餐饮管理系统的代码，实现用户登录、餐饮信息查询、统计和分析等功能。数据安全性设计：指导学生设计数据安全性措施，如密码加密、数据备份等，确保系统的数据安全。测试与优化：组织学生进行系统测试，发现并修复存在的问题。鼓励学生对系统进行优化，提高系统的稳定性和用户体验。成果展示与分享：组织学生展示自己设计的餐饮管理系统，并分享编程过程中的经验和收获。三、总结与展望通过“智慧校园助手”这一大情境和四个紧密相连的大任务，学生不仅能够深入理解计算机解决问题的基本过程，掌握分支、循环等程序控制结构，学会复用代码以提高编程效率，还能够在过程中培养信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。我们将继续探索更多与学生生活紧密相连的教学情境和任务，努力提升信息技术课程的教学质量和效果，为学生的全面发展奠定坚实的基础。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：编程计算课时设计：创设情境，激发兴趣（1课时）引入实例：展示有趣的编程应用实例，如小游戏、小工具等，感受编程的魅力和价值。讨论分享：引导学生讨论实例如何通过编程实现，以及编程在解决实际问题中的作用。明确目标：介绍本单元的学习目标和内容，激发编程学习兴趣。项目一：最强大脑游戏（3课时）任务描述：设计“最强大脑”游戏，玩家需在限定时间内记住并回忆出屏幕上显示的物品及其编号。知识讲解：计算机解决问题的过程做出判断的分支（if语句）周而复始的循环（for循环、while循环）编程实践：使用Python语言编写游戏代码。成果展示：展示游戏作品，分享编程经验。项目二：最适宜运动心率计算器（2课时）任务描述：设计心率计算器，根据用户输入的年龄和安静心率，计算最适宜运动心率范围。知识讲解：复习分支结构，重点讲解多分支语句（if-elif-else）。编程实践：编写心率计算器代码。成果展示与讨论：展示计算器作品，讨论改进方向。项目三：理财规划（2课时）任务描述：设计理财规划程序，帮助用户计算未来收益。知识讲解：复习循环结构，重点讲解循环嵌套。编程实践：编写理财规划程序代码。成果展示与讨论：展示理财规划作品，讨论实用性和改进方向。项目四：火柴棒摆数字（2课时）任务描述：设计程序计算用给定数量火柴棒可以摆出哪些数字。知识讲解：介绍函数的概念、定义和调用方法，讲解代码复用。编程实践：编写火柴棒摆数字程序。成果展示与讨论：展示火柴棒摆数字作品，讨论函数复用的优点。分层教学，因材施教（贯穿整个单元）提供不同难度任务，满足不同水平学生需求。注重实践，强化能力（贯穿整个单元）通过大量编程实践活动，提高学生编程能力和问题解决能力。评价反馈，持续改进（贯穿整个单元）建立多元化评价体系，及时反馈学习情况，引导改进。信息社会责任培养（贯穿整个单元）注重信息安全、法律法规和道德规范教育。（二）学习目标根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元的教学内容，设定以下学习目标：信息意识学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求编程作为解决问题的途径。学生能够敏锐感知到编程在信息处理中的重要作用，对编程技术的应用场景和价值有清晰的认识。计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，在编程过程中进行问题抽象、特征提取、建立结构模型、合理组织数据等操作。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来解决问题。学生能够将编程解决问题的过程和方法迁移到其他相关领域的问题解决中。数字化学习与创新学生能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯。学生能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。信息社会责任学生具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。学生在编程实践中能够尊重他人的知识产权，不抄袭、不剽窃。学生能够积极维护信息安全和公共信息秩序。（三）评价任务项目实践评价对每个项目的完成情况进行评价，包括程序功能实现、代码质量、创新点等方面。通过同伴评价和教师评价相结合的方式，给出综合评分和反馈意见。课堂参与度评价观察学生在课堂上的表现，包括提问、讨论、分享等方面的参与度。根据学生的课堂表现给予相应的评价和鼓励。作业与检测评价对学生提交的作业和检测结果进行评价，检查学生对知识点的掌握情况和应用能力。及时反馈作业和检测中的问题，指导学生进行改进。信息社会责任评价考察学生在编程实践中是否遵守信息安全、法律法规和道德规范。对学生的信息社会责任意识进行评价，引导学生形成良好的信息素养。（四）学习过程创设情境，激发兴趣通过展示有趣的编程应用实例，如小游戏、小工具等，引导学生感受编程的魅力和价值。组织学生讨论这些实例是如何通过编程实现的，以及编程在解决实际问题中的作用。明确本单元的学习目标和内容，激发学生对编程学习的兴趣和热情。项目一：最强大脑游戏任务描述：设计“最强大脑”游戏，玩家需在限定时间内记住并回忆出屏幕上显示的物品及其编号。知识讲解：介绍计算机解决问题的基本过程，包括问题定义、算法设计、编程实现和测试调试等步骤。讲解if语句的基本语法和用法，演示如何通过if语句实现分支结构。介绍for循环和while循环的基本语法和用法，演示如何通过循环结构实现重复操作。编程实践：引导学生使用Python语言编写“最强大脑”游戏的代码。分步骤实现游戏功能，包括显示物品、接收玩家输入、判断回答是否正确等。鼓励学生进行代码调试和优化，提高程序的稳定性和效率。成果展示：组织学生展示自己的游戏作品，并分享编程过程中的经验和收获。项目二：最适宜运动心率计算器任务描述：设计心率计算器，根据用户输入的年龄和安静心率，计算最适宜运动心率范围。知识讲解：复习if语句的用法，重点讲解多分支语句（if-elif-else）的语法和用法。编程实践：引导学生编写心率计算器的代码，实现用户输入、心率计算和结果输出等功能。成果展示与讨论：组织学生展示计算器作品，并讨论程序的改进和优化方向。项目三：理财规划任务描述：设计理财规划程序，帮助用户计算未来收益。知识讲解：复习循环结构的用法，重点讲解循环嵌套的概念和用法。编程实践：引导学生编写理财规划程序的代码，实现用户输入、收益计算和结果输出等功能。成果展示与讨论：组织学生展示理财规划作品，并讨论程序的实用性和改进方向。项目四：火柴棒摆数字任务描述：设计程序计算用给定数量火柴棒可以摆出哪些数字。知识讲解：介绍函数的概念、定义和调用方法，讲解如何通过函数复用代码来提高编程效率。编程实践：引导学生编写火柴棒摆数字的程序，实现火柴棒数量的输入、数字计算和结果输出等功能。成果展示与讨论：组织学生展示火柴棒摆数字作品，并讨论函数复用的优点和注意事项。分层教学，因材施教针对不同水平的学生，提供不同难度的任务和挑战。对基础较弱的学生，注重基础知识的讲解和编程实践的指导；对基础较好的学生，鼓励他们尝试解决更复杂的问题，进行更深入的探索和创新。注重实践，强化能力通过大量的编程实践活动，提高学生的编程能力和问题解决能力。鼓励学生多动手、多实践，通过不断的尝试和错误来积累经验、提升技能。评价反馈，持续改进建立多元化的评价体系，包括自我评价、同伴评价和教师评价等。及时反馈学生的学习情况，指出存在的问题和不足，并提供改进建议。鼓励学生进行自我反思和总结，不断提高自己的学习效率和效果。信息社会责任培养在编程实践中注重培养学生的信息社会责任意识。引导学生遵守信息法律法规和道德规范，尊重他人的知识产权。在使用网络资源时注重信息安全和隐私保护，积极参与信息安全的宣传和保护工作。（五）作业与检测作业设计针对每个项目设计相应的作业题目，要求学生编写代码实现特定功能。作业题目应具有层次性，从基础到提高逐步深入，满足不同水平学生的需求。鼓励学生尝试对作业题目进行拓展和创新，提高编程能力和问题解决能力。检测设计设计单元检测题目，全面考察学生对本单元知识点的掌握情况和应用能力。检测题目应包括选择题、填空题、编程题等多种题型，以全面评价学生的学习成果。根据检测结果及时反馈学生的问题和不足，指导学生进行针对性的复习和改进。（六）学后反思学生反思引导学生对本单元的学习过程进行反思和总结，思考自己在编程实践中的收获和不足。鼓励学生分享自己的学习经验和心得，相互借鉴和学习。指导学生制定后续的学习计划，明确自己的学习目标和努力方向。教师反思教师对本单元的教学过程进行反思和总结，分析教学效果和存在的问题。根据学生的反馈和检测结果，评估教学目标的达成情况，及时调整教学策略和方法。关注学生的学习需求和兴趣点，不断优化教学内容和方式，提高教学效果和质量。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标通过本单元的教学，学生将能够在编程实践中综合运用信息技术学科的核心素养，提升信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。通过跨学科学习，学生将能够理解编程在不同学科领域中的应用，增强跨学科学习的能力和兴趣。学习目标信息意识：学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地运用编程技术获取和处理信息；能够敏锐感知编程技术的发展趋势，并应用于实际问题的解决中。计算思维：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，通过抽象、建模和算法设计来解决问题；能够将编程解决问题的过程和方法迁移到其他相关问题的解决中。数字化学习与创新：学生能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习资源和工具的操作技能；能够利用编程技术进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。信息社会责任：学生具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规和道德规范；在编程实践中尊重他人的知识产权，维护信息安全和公共信息秩序。作业目标设定信息意识：学生能够通过编程实践，主动收集和分析问题相关的信息，选择合适的编程工具和算法来解决问题。计算思维：学生能够设计并实现简单的算法，通过编程解决实际问题；能够分析和优化算法，提高程序的效率和准确性。数字化学习与创新：学生能够利用数字化学习资源和工具，如在线编程平台、开源代码库等，进行自主学习和协同工作；能够结合其他学科的知识，创作具有创新性的编程作品。信息社会责任：学生在编程实践中注重信息安全和隐私保护，遵守信息法律法规和道德规范；在分享和发布编程作品时，注明来源并尊重他人的知识产权。教学设计一、教学内容分析本单元以编程计算为主题，涵盖了计算机解决问题的过程、做出判断的分支、周而复始的循环和可以复用的代码等内容。通过项目式学习和实践活动，学生将深入理解编程的基本概念和方法，掌握编程技能，并提升信息技术学科的核心素养。二、学情分析学生已经具备了一定的信息技术基础知识和技能，对编程有一定的兴趣和好奇心。由于编程涉及抽象思维和逻辑思维，部分学生可能会感到困难。在教学过程中需要注重启发式教学和分层教学，激发学生的学习兴趣和自信心。三、教学思路与策略启发式教学：通过贴近学生生活的实例和情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望。项目式学习：设计一系列由易到难的项目任务，让学生在完成项目的过程中主动探索和学习编程知识。分层教学：针对不同水平的学生提供不同难度的任务和挑战，确保每位学生都能在原有基础上有所提高。跨学科学习：结合其他学科的知识和内容，设计跨学科的编程项目，增强学生的跨学科学习能力和兴趣。四、教学实施步骤（一）引入新课（1课时）情境导入：通过展示一些有趣的编程应用实例（如小游戏、小工具等），让学生感受到编程的魅力和价值。明确目标：向学生介绍本单元的学习目标和内容，激发他们对编程学习的兴趣和热情。（二）项目一：最强大脑游戏（3课时）任务描述：设计一个“最强大脑”游戏，玩家需要在限定时间内记住并回忆出屏幕上显示的物品及其编号。知识讲解：计算机解决问题的过程：介绍算法的概念和编程解决问题的基本步骤。做出判断的分支：讲解if语句的使用方法和分支结构的构建。周而复始的循环：介绍for循环和while循环的使用场景和构建方法。编程实践：引导学生使用Python语言编写“最强大脑”游戏的代码。分步骤实现游戏功能，包括显示物品、接收玩家输入、判断回答是否正确等。鼓励学生进行代码调试和优化，提高程序的稳定性和效率。成果展示：组织学生展示自己的游戏作品，并分享编程过程中的经验和收获。（三）项目二：最适宜运动心率计算器（2课时）任务描述：设计一个能够根据用户输入的年龄和安静心率，计算出最适宜运动心率范围的计算器。知识讲解：复习分支结构，重点讲解多分支语句（if-elif-else）的使用。编程实践：引导学生使用Python语言编写最适宜运动心率计算器的代码。实现用户输入、心率计算、结果输出等功能。鼓励学生考虑不同性别对运动心率的影响，进一步完善程序。成果展示与讨论：组织学生展示计算器作品，并讨论程序的改进和优化方向。（四）项目三：理财规划（2课时）任务描述：设计一个理财规划程序，帮助用户根据给定的本金、年利率和投资期限，计算出未来的收益情况。知识讲解：复习循环结构，重点讲解循环嵌套的使用。编程实践：引导学生使用Python语言编写理财规划程序的代码。实现用户输入、收益计算、结果输出等功能。鼓励学生考虑不同投资期限对收益的影响，进一步完善程序。成果展示与讨论：组织学生展示理财规划作品，并讨论程序的实用性和改进方向。（五）项目四：火柴棒摆数字（2课时）任务描述：设计一个程序，能够计算出用给定数量的火柴棒可以摆出哪些数字。知识讲解：可以复用的代码：介绍函数的概念、定义和调用方法；讲解如何通过函数复用代码来提高编程效率。编程实践：引导学生使用Python语言编写火柴棒摆数字的程序。实现火柴棒数量的输入、数字计算、结果输出等功能。鼓励学生将计算火柴棒数量的功能封装成函数，以便在其他程序中复用。成果展示与讨论：组织学生展示火柴棒摆数字作品，并讨论函数复用的优点和注意事项。（六）跨学科学习项目：智能温室控制系统（4课时）任务描述：设计一个智能温室控制系统，通过传感器监测温室内的温度、湿度和光照强度，并根据设定的阈值自动控制温室内的设备（如风扇、加湿器、遮阳帘等），以创造适宜植物生长的环境。知识讲解：跨学科知识融合：介绍生物学中关于植物生长环境的需求，以及物理学中关于传感器和自动控制的基本原理。编程实践：复习并综合运用前面所学的分支结构和循环结构，以及函数复用等编程技巧。编程实践：引导学生使用Python语言和相关的硬件开发板（如Arduino）编写智能温室控制系统的代码。实现传感器数据的采集、处理和控制指令的发送等功能。鼓励学生结合生物学知识，设计合理的控制策略和算法，优化温室环境。成果展示与讨论：组织学生展示智能温室控制系统作品，并讨论跨学科学习的收获和体会。五、学业评价过程性评价：通过观察学生在项目实践过程中的表现，评价其信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任等方面的发展情况。作品评价：根据学生完成的编程作品的质量和创新性，评价其编程技能和跨学科学习能力。自我反思与评价：鼓励学生进行自我反思和评价，总结学习过程中的收获和不足，提出改进建议。六、教学反思在本单元的教学实践中，我注重启发式教学和项目式学习，通过贴近学生生活的实例和情境激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过跨学科学习项目的设计和实施，增强了学生的跨学科学习能力和兴趣。在教学过程中也发现部分学生在编程实践中遇到了一定的困难，需要进一步加强个别辅导和分层教学。在未来的教学中，我将继续探索和实践更有效的教学方法和策略，以提升学生的信息技术学科核心素养和跨学科学习能力。十四、大单元作业设计教学目标本单元作业设计旨在通过一系列实践活动和任务，促进学生全面发展信息技术学科核心素养，具体包括以下四个方面：信息意识：学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求编程作为解决问题的途径；能够敏锐感知到编程在信息处理中的重要作用，对编程技术的应用场景和价值有清晰的认识。计算思维：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，在编程过程中进行问题抽象、特征提取、建立结构模型、合理组织数据等操作；能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计合理的算法来解决问题；能够将编程解决问题的过程和方法迁移到其他相关领域的问题解决中。数字化学习与创新：学生能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯；能够掌握数字化学习资源和工具的操作技能，利用这些资源和工具进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。信息社会责任：学生具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则；在编程实践中，能够尊重他人的知识产权，不抄袭、不剽窃；能够积极维护信息安全和公共信息秩序。作业目标设定（一）信息意识学生能够识别日常生活中需要编程解决的问题，并思考如何通过编程来解决这些问题。学生能够关注编程技术的发展趋势，了解新技术在编程中的应用。学生能够主动分析生活中的问题，并思考如何通过编程来提高效率或解决问题。（二）计算思维学生能够将复杂问题分解为一系列简单的子问题，并逐个解决。学生能够运用顺序、分支、循环等程序控制结构来设计算法。学生能够合理组织数据，选择合适的数据结构来存储和处理数据。学生能够将编程解决问题的经验和方法应用到其他学科或生活问题的解决中。（三）数字化学习与创新学生能够熟练使用编程环境和工具进行编程实践。学生能够利用网络资源和学习平台获取编程知识和解决方案。学生能够与他人合作完成编程项目，共同解决问题。学生能够尝试将编程技术应用于创新实践，如开发小工具、小程序等。（四）信息社会责任学生能够认识到编程过程中的信息安全问题，并采取相应措施进行防范。学生能够遵守编程领域的法律法规和道德规范，不从事非法或不道德的编程活动。学生在使用他人代码或资源时，能够注明来源并尊重他人的知识产权。学生能够积极参与信息安全的宣传和保护工作，共同维护网络环境的健康和安全。作业设计作业一：设计并实现一个简单的猜数字游戏任务描述：设计一个猜数字游戏，程序随机生成一个1到100之间的整数，玩家输入猜测的数字，程序判断玩家输入的数字是否正确，如果错误则提示玩家输入的数字是太大还是太小，直到玩家猜中为止。作业目标：信息意识：学生能够识别这是一个需要通过编程解决的问题，并思考如何通过编程来实现这个游戏。计算思维：学生能够运用循环结构来设计算法，通过不断比较玩家输入的数字和随机生成的数字，直到找到正确的数字。数字化学习与创新：学生能够使用Python编程环境进行编程实践，利用网络资源和学习平台获取编程知识和解决方案。信息社会责任：学生在编写程序时，能够遵守编程领域的法律法规和道德规范，不抄袭他人的代码。作业要求：程序需要能够随机生成一个1到100之间的整数。程序需要能够接收玩家的输入，并判断输入的数字是否正确。如果玩家输入的数字错误，程序需要提示玩家输入的数字是太大还是太小。玩家猜中数字后，程序需要输出恭喜信息，并结束游戏。作业提交：学生需要提交完整的Python代码，并在代码中添加必要的注释，说明程序的功能和实现方法。作业二：设计并实现一个学生成绩管理系统任务描述：设计一个学生成绩管理系统，能够录入学生的姓名和成绩，计算并输出每个学生的平均分和所有学生的总平均分。作业目标：信息意识：学生能够识别这是一个需要通过编程解决的问题，并思考如何通过编程来实现这个管理系统。计算思维：学生能够运用数据结构（如列表）来存储学生的姓名和成绩，通过循环和分支结构来计算平均分。数字化学习与创新：学生能够使用Python编程环境进行编程实践，利用网络资源和学习平台获取编程知识和解决方案。信息社会责任：学生在编写程序时，能够遵守编程领域的法律法规和道德规范，尊重他人的知识产权。作业要求：程序需要能够录入学生的姓名和成绩，可以设定一个固定的学生数量。程序需要能够计算每个学生的平均分和所有学生的总平均分。程序需要能够输出每个学生的姓名、成绩和平均分，以及所有学生的总平均分。程序需要具有用户友好的界面，方便用户输入和查看数据。作业提交：学生需要提交完整的Python代码，并在代码中添加必要的注释，说明程序的功能和实现方法。学生还需要提交一份简短的报告，说明系统的设计思路、实现过程和测试结果。作业三：设计并实现一个简单的文本加密程序任务描述：设计一个简单的文本加密程序，能够对用户输入的文本进行加密和解密。加密方法可以是简单的替换加密，即将文本中的每个字符替换为字母表中固定偏移量的字符。作业目标：信息意识：学生能够识别这是一个需要通过编程解决的问题，并思考如何通过编程来实现这个加密程序。计算思维：学生能够运用循环和字符串操作来设计算法，对文本进行加密和解密。数字化学习与创新：学生能够使用Python编程环境进行编程实践，利用网络资源和学习平台获取编程知识和