数字技术应用课程集体备课教学设计（三）：第三单元 编程的魅力-程序设计入门

小型项目案例在程序设计入门教学中的应用——以《数字技术应用》第三单元为例海南省海口技师学院教师李勇敢卢锋一、教学背景（一）内容简介本文针对技工院校编程入门学习者的认知特点，以“学生成绩管理系统”为核心案例，依托中国劳动社会保障出版社出版的《数字技术应用》教材，开展Python程序设计基本概念的教学设计。教学过程中融入小型项目案例驱动法、小组协作法等多元教学方法，并自然引导学生树立“科学严谨的态度、团队协作的精神”。实现知识传授、能力培养与价值引领的有机统一。通过360分钟的教学实践，结合理论小测与实践成果考核，验证了该教学模式在提升学生编程基础能力、培养逻辑思维及社会责任意识方面的有效性，并为引导后续学习相关课程打下了良好基础。（二）课程简介提升个人数字素养与技能，已成为新时代每个人顺应时代变革、把握未来发展机遇的必然选择。《数字技术应用》课程是技工院校各专业学生必修的公共基础课程，也是培养学生数字素养与技能的重要途径。该课程旨在让学生全面掌握数字技术的基本理论知识和操作技能，培养其数字素养，激发其创新思维，以更好地迎接未来工作、学习与生活中数字化所带来的各种挑战。二、教学目标（一）知识目标通过“实际的需求分析—代码精炼拆解—融入基本概念—重点提炼—难点拆分—实践操作”的案例驱动流程（如图1），培养问题解决能力；了解计算机交流语言的种类和特点、算法、计算机程序的基本概念和结构、Python的基本语法、理解算法与程序设计的关系、掌Python变量、数据类型（字符串、浮点数、列表、字典）、输入输出函数、条件判断、循环及函数的基本概念与使用方法。图1小项目案例“学生成绩管理系统”渐进式教学图（二）技能目标掌握描述和设计算法的技能、简单常用程序的编写和调试方法，能结合“学生成绩管理系统”案例实现添加、查看学生成绩等功能；通过模块化的小组分工提升学生团队协作技能，在主动编程学习的过程中提高处理生活实际问题的能力。情感价值目标树立用技术解决实际问题的意识，激发对Python编程的兴趣，在与机器“交流”的过程中，培养“站在他人角度思考”的思维和严谨的治学逻辑思维、精益求精的工匠精神；体会团队协作的重要性，树立数据诚信与社会责任意识。三、教案设计（一）教学对象与前置知识本次教学对象为初中毕业的技校低年级学生，他们仅有简单的计算机操作方法，对操作技能不熟练，更无编程基础。基础知识薄弱，乐于现在，缺乏主动学习及良好的生活习惯，对网络游戏及网络小视频热爱过度。（二）教学重难点教学重点：变量与数据类型（列表、字典）的使用，算法的基本概念及在案例中的应用；条件判断与循环结构的逻辑实现；函数的定义与调用。教学难点：算法思路到代码实现的转化（如成绩统计算法）；循环与条件判断的嵌套逻辑；异常处理（try-except）的作用与应用场景；字典、列表等数据结构，学生理解与操作，教师讲解的度与后续课程的衔接。（三）教学方法与准备采用案例驱动法、讲授法、实践法、小组协作法相结合的教学方法。教学准备包括：教师端需准备PPT（含案例代码、概念解析、练习题）、Python环境（IDLE或PyCharm）及多媒体设备；学生端需配备安装Python环境的计算机及课堂任务单（纸质或电子版）。教学思路及策略教学总时长为360分钟，课程八节，分配如下：算法、程序设计语言、选择结构、循环结构、函数、成绩管理模块训练、功能完善及界面美化训练、扩展训练及程序课程引导。各节围绕成绩管理系统这一主线展开，由最初两行代码逐步扩充完善，每一基本功能实现代码控制在十行以内，紧密衔接，在项目案例中自然融入程序设计的基本概念、功能、用法及学生的情感价值观。图2程序设计入门教学内容及实施图四、教学安排（一）课前预习问题：我发给每个学生一个班级的部分成绩表（50名学生的数学、政治成绩）：1.让学生计算一下全班同学的数学的平均分。2.将每个学生的政治成绩转换为等级成绩：90-100分优秀；80-89分良好；70-89分中等；60-69分合格；0-59分不合格。（二）课中学习1.课堂导入(实际工作问题)将学生答案情况（正确、错误和计算时间）与事先编好的“学生成绩管理系统”的运行效果相比对，引出课程主题：如何用计算机（编程）高效解决现实工作问题。2.案例拆解自然融入程序设计的基本概念（1）算法用计算学生平均分的数学步骤引出计算机解决问题的步骤：算法，从而告知学生“计算机”考虑问题的方法及解决问题的步骤表示方法（流程图），引导学生站在他人（计算机）角度思考问题，从而正确的表达出来。（2）python程序设计语言的基本语法从案例展示中的代码片段（基本输入输出语句）：name=input("请输入学生姓名：")；math_score=float(input("请输入数学成绩："))，引出计算机语言（机器语言、汇编语言、高级语言）的表达形式，重点讲解python语言的变类型量、数据类型的作用、定义及及其操作方法。同理，代码片段：student={"姓名":name,"数学":math_score}引出字典；student_scores=student_scores.append(student)，结合图示讲解列表的数据结构。（3）python程序设计语言的基本控制结构：选择结构展示成绩等级判断代码（ifavg>=90:grade="优秀"等），讲解if-elif-else语法及缩进规则。让学生分别实验if、If-elif、If-else、If-elif-else不同组合的使用结果，重点让学生掌握此结构的正确用法，理解利用此结构应考虑“不重不漏”，养成条件的完整性分析，并根据缩进性规则，培养学生考虑问题的全面思维及规则意识。（4）python程序设计语言的基本控制结构：循环结构通过展示案例中while循环（whileTrue:实现系统持续运行）与for循环（forindex,studentinenumerate(student_scores,start=1):遍历列表），讲解循环结构，让学生通过不同的例子反复练习遍历输出班级每一个学生，每一门成绩的方法。（5）python程序设计语言的基本模块（多代码复用）：函数以defadd_student():为例，讲解函数的定义（def关键字、函数名、缩进体）与调用方法；通过分小组练习，理解函数的作用：“模块化代码、减少重复”，锻炼化繁为简的工作思路和团队协作的责任感。（6）简单成绩管理系统训练及异常处理：try-except以主菜单（main函数）代码入手：将每个功能分组完成，主程序和每单一功能单独调试，逐渐合并。学生通过运行“学生成绩管理系统”完整代码，完成三项操作：①添加2名学生的成绩；②查看所有学生成绩；③尝试输入非数字成绩（‘abc’）或不符合标准的数据（小于0或大于100的成绩），观察异常处理效果。教师巡视指导，针对缩进错误、数据类型转换等共性问题集中讲解。并引出try-except异常处理机制，讲解其“捕获错误、保证程序稳定运行”的作用。将“异常处理”类比“生活中应对突发问题”，培养学生积极面对困难、主动解决问题的心态。（7）功能完善及界面美化训练告诉学生编写程序界面要符合使用习惯、界面美观、方便及代码注释的重要作用。让学生对四个功能的小系统完成实训，通过此简易案例—学生成绩管理系统，让学生理解计算机编程解决实际问题的方法、思路。扩充讲述我国科技工作者用编程技术攻克航天数据处理、疫情数据分析等科研难题的案例，强调编程不仅是工具，更是服务社会、贡献国家的重要能力，激发学生的学习兴趣、培养努力学习的使命感与责任感。（8）扩展训练及后续课程的引导每组4人，分工负责“添加成绩”“修改成绩”“统计优秀人数”“界面优化”模块的代码编写与调试。要求小组内先讨论模块衔接逻辑，明确分工后协作完成，最后整合代码并测试运行。海口技师学院依据培养层次和专业对后续课程的引导进行分类设计：如对初中毕业三年技校生、“3+2”高职班非电子计算机类学生引导其完善本项目案例，掌握高级语言程序的基本语法，培养今后学习的兴趣；对高级技工班和电子计算机类学生：会扩充项目分组研究“简化贪吃蛇”模块，让学生通过掌握屏幕图像处理技巧、图形绘制方法、游戏规则、色彩设置方法等，增加专业认同感，激发专业创新潜力。（三）课后复习各小组展示拓展后的“学生成绩管理系统”，讲解功能实现思路与团队协作过程。评价标准不仅关注功能完整性，还考察团队分工合理性、代码规范性（体现工匠精神），引导学生重视过程与结果的统一。五、教学总结与反思本次“案例驱动+思政融合”的Python教学实践，在提升学生编程基础能力与价值素养方面取得了一定成效，但仍存在可优化空间：（一）知识理解层面部分学生对“