人工智能应用基础项目式教程 教案 任务2.4数据结构

《任务2.4数据结构》第1课时教案课程名称人工智能应用基础课题任务2.4数据结构班级：授课时间2025.3.1授课时数2课时地点：教材分析内容分析本课时将重点介绍Python中的字典数据结构和动态赋值。通过这些内容的学习，帮助学生理解如何使用字典存储和管理数据，掌握字典的创建、访问和操作方法，以及如何使用input()函数实现动态赋值。课程内容涵盖了字典的特点、创建、获取键值对、动态赋值等知识点。通过具体的案例和编程练习，帮助学生掌握字典和动态赋值的编程技巧。学情分析学生对Python的基本概念和语法有一定的了解，但对字典数据结构和动态赋值的具体应用还不够熟悉。学生对编程有较高的兴趣，但需要通过更多的互动和实践来巩固所学知识。本课时将通过丰富的代码示例和互动练习，帮助学生深入理解字典和动态赋值的使用方法和编程逻辑。课时教学目标知识目标1.了解Python中字典数据结构的特点和用途。2.掌握字典的创建、访问和操作方法。3.理解动态赋值的原理和实现方法。能力目标1.能够正确使用字典存储和管理数据。2.能够使用input()函数实现动态赋值。3.能够编写符合编程风格规范的代码。4.能够在JupyterNotebook中编写和运行Python代码。素质目标1.培养学生对编程的兴趣和好奇心。2.提升学生的逻辑思维能力和问题解决能力。思政目标1.培养学生的社会责任感，了解编程技术对社会经济发展的影响。2.引导学生关注科技进步对就业和社会生活的影响。教学重点、难点教学重点1.Python中字典数据结构的特点和用途。2.字典的创建、访问和操作方法。3.动态赋值的原理和实现方法。教学难点1.如何正确使用字典存储和管理数据。2.如何使用input()函数实现动态赋值。3.如何编写符合编程风格规范的代码。4.如何在JupyterNotebook中编写和运行Python代码。教学策略设计思路1.通过代码示例和互动练习，帮助学生理解Python中字典数据结构的特点和用途。2.采用议题式教学法，引导学生探讨字典的基本逻辑和技巧。3.利用多媒体教学资源，增强学生的直观感受和理解。4.通过小组合作学习，培养学生的团队合作能力和创新思维。5.设计实践活动，让学生亲身体验字典和动态赋值的编程技巧。6.通过即时评价反馈，及时调整教学策略，确保教学效果。教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图教学与信息化手段课前预习任务1.发布预习资料，包括Python中的字典数据结构和动态赋值。2.布置预习任务，要求学生阅读相关资料并思考字典和动态赋值的使用方法。3.提供预习指南，指导学生如何进行有效的预习。1.阅读预习资料，了解Python中的字典数据结构和动态赋值。2.思考字典和动态赋值的使用方法。3.完成预习任务，准备课堂讨论。帮助学生提前了解课程内容，为课堂学习做好准备。预习资料、在线阅读平台课前调查1.设计问卷，调查学生对Python字典和动态赋值的了解程度。2.收集问卷数据，分析学生的学习起点。3.根据调查结果调整教学策略。1.完成问卷调查，反馈对Python字典和动态赋值的了解情况。2.反馈调查结果，提出自己的疑问。了解学生的学习起点，为课堂教学提供依据。在线问卷调查工具课中导入新课1.通过一段视频或案例，引出字典和动态赋值的概念。2.提出问题，引导学生思考字典和动态赋值的基本逻辑和技巧。3.简要介绍本课时的学习目标和内容。1.观看视频或案例，初步了解字典和动态赋值的概念。2.回答教师提出的问题，积极参与讨论。3.明确本课时的学习目标和内容。激发学生的学习兴趣，明确学习目标。视频播放设备、PPT讲解字典1.详细讲解字典的特点和用途。2.通过实例，说明字典的创建、访问和操作方法。3.引导学生总结字典的特点和应用场景。1.认真听讲，做好笔记。2.观看实例，加深理解。3.积极参与讨论，总结字典的特点和应用场景。帮助学生系统地了解字典的特点和用途。PPT、代码示例讲解动态赋值1.详细讲解input()函数的语法和功能。2.通过实例，说明动态赋值的实现方法。3.引导学生总结动态赋值的特点和应用场景。1.认真听讲，做好笔记。2.观看实例，加深理解。3.积极参与讨论，总结动态赋值的特点和应用场景。帮助学生系统地了解动态赋值的原理和实现方法。PPT、代码示例案例分析1.选择几个典型的Python代码案例，如多用户登录验证程序。2.引导学生分析这些案例的代码逻辑和实现方法。3.组织学生进行小组讨论，分享各自的观点。1.认真听讲，做好笔记。2.分析案例，总结代码逻辑和实现方法。3.积极参与小组讨论，分享观点。通过案例分析，帮助学生巩固所学知识，提高分析问题的能力。PPT、代码示例小组讨论1.设计讨论题目，如“字典的特点和应用场景”、“如何使用input()函数实现动态赋值”等。2.组织学生进行小组讨论，每组推选一名代表汇报讨论结果。3.对各组的讨论结果进行点评，引导学生深入思考。1.积极参与小组讨论，发表自己的观点。2.汇报讨论结果，分享小组的见解。3.听取教师和其他同学的意见，反思自己的观点。通过小组讨论，培养学生的团队合作能力和批判性思维。讨论题目、小组讨论记录实践活动1.设计实践活动，如编写一个多用户登录验证程序。2.提供必要的技术支持和指导，确保活动顺利进行。3.组织学生分享实践活动的体会和收获。1.积极参与实践活动，编写一个多用户登录验证程序。2.记录实践活动的过程和体会。3.分享实践活动的体会和收获。通过实践活动，帮助学生将理论知识应用于实际，提高实践能力。Python代码编辑器、JupyterNotebook总结与反馈1.汇总本课时的主要内容，强调重点和难点。2.对学生的课堂表现进行评价，指出优点和不足。3.布置课后作业，巩固所学知识。4.预告下节课的内容，激发学生的学习兴趣。1.认真听讲，回顾本课时的主要内容。2.接受教师的评价，反思自己的表现。3.记录课后作业，准备完成。4.了解下节课的内容，做好预习。通过总结与反馈，帮助学生巩固所学知识，明确下一步的学习方向。PPT、课后作业课后课后作业1.写一篇关于Python字典和动态赋值的小论文。2.编写一个多用户登录验证程序，实现任务2.4的要求。3.完成课后练习题，巩固所学知识。1.完成课后作业，认真撰写小论文。2.编写一个多用户登录验证程序，实现任务2.4的要求。3.完成课后练习题，巩固所学知识。通过课后作业，帮助学生巩固所学知识，提高写作和编程能力。课后作业资料、代码编辑器复习与预习1.提供复习资料，帮助学生巩固本课时的知识。2.布置预习任务，要求学生阅读下节课的预习资料。3.提供预习指南，指导学生如何进行有效的预习。1.认真复习本课时的知识，完成复习资料。2.阅读下节课的预习资料，做好预习。3.按照预习指南，进行有效的预习。通过复习与预习，帮助学生巩固所学知识，为下节课的学习做好准备。复习资料、预习资料板书设计一、字典1.特点根据任务要求，本任务只介绍字典数据结构。在实际开发过程中，我们会遇到需要将相关数据关联起来的情况，例如，处理学生的学号、姓名、年龄、成绩等信息。另外，还会遇到需要将一些能够确定的不同对象看成一个整体的情况。Python提供了字典和集合这两种数据结构来解决上述问题。字典是Python中常用的一种数据存储结构，它的元素是由“键.值”对组成。1）字典具有如下特点：①不限长度。②字典中的每个元素是键值对形式，表示一种映射关系。③键必须是唯一的，键可以是Python中任意不可变数据，如整数、实数、复数、字符串、元组等类型。。④值支持任意类型数据。⑤从前往后的顺序。2.创建①语法：{键1:值1,键2:值2,键3:值3,…}②快速体验：stu_info={'num':'20180101','name':'Liming','sex':'male'} #创建字典stu_class1={#字典中嵌入列表'Mary':['C','Math'],'Jone':['Java','Art'],'Lily':['Python'],'Tony':['Python','Mysql','Math']}stu_info1={#字典中嵌套字典'WangMi':{'sex':'F','age':'15'},'LinMei':{'sex':'M','age':'14'},'ChenHui':{'sex':'F','age':'14'}}像了解其它创建字典方法的读者，参考相关文档。③说明字典中的“键”是唯一的，创建字典时若出现“键”相同的情况，则后定义的“键.值”对将覆盖先定义的“键.值”对。如：{'a':1,'b':2,'b':'3'}返回{'a':1,'b':'3'}。3.获取键①语法：dict.keys()②快速体验：stu_class={'Mary':'C','Jone':'Java','Lily':'Python','Tony':'Python'}fornameinstu_class.keys(): #遍历字典所有的键print(name)返回：MaryJoneLilyTony4.获取值①语法：dict.values()②快速体验：stu_class={'Mary':'C','Jone':'Java','Lily':'Python','Tony':'Python'}forclainstu_class.values(): #遍历字典所有的值print(cla) #输出每个值返回：CJavaPythonPython5.获取键值对①语法：stu_class.items()②快速体验：stu_class={'Mary':'C','Jone':'Java','Lily':'Python','Tony':'Python'} forname,clainstu_class.items(): #遍历“键.值”对print(name,'选修的是',cla) #输出每个值返回：6.访问值①描述：字典中的每个元素表示一种映射关系，将提供的“键”作为下标可以访问对应的“值”，如果字典中不存在这个“键”则会抛出异常。②快速体验：stu_info={'num':'20180105','name':'Yinbing','sex':'male'}stu_info['num']返回：'20180105'7.使用get()方法①描述：在访问字典时，若不确定字典中是否有某个键，可通过get()方法进行获取，若该键存在，则返回其对应的值，若不存在，则返回指定的默认值。②快速体验：stu_info.get(‘num’)返回'20180105'stu_info.get('age',18)返回：18二、动态赋值1）语法：x=input(“提示信息：”)，执行结果如图2.26所示。图2.26执行input()结果2）功能：接受用户从键盘输入的数据，以字符串形式返回用户输入的信息，通常用在赋值语句中。3）注意：提示信息是字符串。三、总结与反馈教学评价1.教学分析：教学内容的选取符合学生的认知水平，教学内容恰当，涵盖了Python中的字典数据结构和动态赋值。2.教学目标确定：多数学生能够掌握Python中的字典数据结构和动态赋值的语法和功能，能够编写符合编程风格规范的代码。3.教学策略：采用议题式教学法和案例分析法，激发学生的学习兴趣，促进学生进一步提高主动学习的能力、思辨能力、分析能力、动手能力。利用多媒体教学资源，有助于突破教学重点，易于学生掌握复杂知识的学习规律，形成解决问题的思路与有效方法。4.教学特色：教学设计中，通过案例教学，情景表演，将学生置身于高度接近现实的虚