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"双新"背景下高中信息技术python教学设计目录摘要 I引言 11.绪论 11.1.研究背景及意义 11.1.1.研究背景 11.1.2.研究目标 11.1.3.研究意义 11.2.国内研究现状 21.3.研究方法 22.分析过程 32.1.教学内容——Python分析 32.2.教学背景分析 33.设计与过程 53.1.教学策略分析 53.2.活动设计 73.2.1.教学活动设计流程 73.2.2.教学案例一 73.2.3.教学案例二 113.2.4.教学案例三 163.3.实施与展开 243.4.教学评价 254.教学效果分析 265.总结 27附录 29摘要:“新课程与新教材”的落地需要依托新的“教与学”来实现。虽然“双新”政策已为课程与教学带来了重大转变,但当下的学校教育并未实现教与学的变革并以此来迎接和适应课程与教材的更新。为此,需要坚持“忠实”取向的教学实施立场,加强立德树人的学科教学目标,采取情境导向的综合性教学策略来推动双新背景下的学科教学转型。同时,还应构筑基于学科素养提升的体验式学习,加强指向思维品质改进的深度学习,探索借助教育大数据和信息技术开展的个性化学习,以此达成双新背景下的学科学习变革。本文主要是运用文献研究法和实践教学设计高中信息技术python教学设计,通过实践上课不断完善方案,最后对学生发学习成果进行数据分析,用以检测学生对新教材中的python是否理解,新教材中的python是否达到了培养学生学习的编程逻辑思维、信息素养、综合能力的要求。最后,通过教学成果分析,有效培养了学生的信息素养、创新能力和编程能力。关键词:信息技术;教学设计;双新政策;python;引言1.绪论1.1.研究背景及意义1.1.1.研究背景2016年9月,《中国学生发展核心素养》研究成果在北京发布。2018年1月,新普通高中课程方案和新课程标准被教育部发布,这意味着基于学生发展的核心素养、提炼高中各学科核心素养工作的完成。普通高中历史、语文、思想政治三科统编教材正式登场,其余各科新教材也陆续修订完成并投入使用,贵阳城区开始实施新课程,使用新教材。由此,探索普通高中新教材的使用方法、新课程体系建设,设计并实施相应的评价方法是当前广大高中学校和教师所普遍关注的话题。方向决定道路,目标指引行动。虽然新课程与新教材已为学校各学科的课程与教材带来了极大转变,但不得不承认,学校教育中的教学与学习却似乎仍然停滞在“双新”之前的旧范式与旧路口,未能及时地实现适切性变革。这也成为了“双新”在学校实践中的一大阻碍因素。为了更好地实现与“双新”的对接,推动“新课程与新教材”的落地,当下需探索与之对应的学科教学方式与学科学习路径,以建成完整的学科教育改革样貌。1.1.2.研究目标本研究教学实验目的是验证本研究设计的面向计算思维培养的教学活动能否有效培养学生的计算思维。具体而言是利用本研究所提出的教学活动设计对Python课程中的教学活动进行设计,通过教学实践验证本研究所构建的教学活动是否能够培养高中学生的计算思维,能否促进高中生计算思维能力的发展。1.1.3.研究意义理论意义:计算思维的培养越来越受到重视,越来越多的人将目光投向了利用高中信息技术课程来培养计算思维,而Python编程中蕴含着计算思维且Python语言走入高中信息技术课是大势所趋,利用Python编程教学来培养计算思维则是顺理成章的事情。在新课改的背景下,提倡基于项目式的教学或通过剖析案例来教学,但是利用Python案例资源对Python教学活动进行设计来培养计算思维同样符合新课标的要求,同时也为计算思维培养研究提供新的思路。实践意义:从实践的角度看,随着新课标的不断落地,新教材的不断使用,Python语言已逐渐走入高中信息技术课堂。一方面Python语言将替代VisualBasic语言作为新的信息技术课的编程语言,另一方面Python语言与人工智能教育密切相关。因此设计面向计算思维培养的Python教学活动有助于新课标的实施和日后人工智能教育的开展。而且通过Python编程培养学生的计算思维,符合新课标的要求,也与目前新出版的高中信息技术课程教材内容相吻合。同时,可为教师在教授Python语言时提供借鉴,为教师在信息技术课程中培养计算思维提供建议。1.2.国内研究现状“新课程与新教材”的政策出台与落地实施是坚持与党中央、国务院对普通高中教育改革发展的新要求保持高度一致的具体表现。2019年6月,国务院办公厅印发《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》(以下简称《指导意见》),就统筹推进普通高中新课程改革和高考综合改革,提高普通高中教育质量进行了全面部署。《指导意见》提出了到2022年的育人改革目标。该目标以构建德智体美劳全面培养体系和落实立德树人机制为统领,在具体实践方面,分别就课程与教材、教育与教学、教育评价与考试招生以及师资与办学条件等主要方面提出了改革意见。“新课程与新教材”的具体改革目标处于一个包含多要素、多层次的普通高中育人方式改革的复杂体系之中。当前,普通高中教育已经进入到以内涵发展、提高质量为重点的新阶段,为深入落实《指导意见》,结合自身办学实际,于2021年2月印发了《关于本市新时代推进普通高中育人方式改革的实施意见》(以下简称《实施意见》)。《实施意见》以全面落实“立德树人”和构建“五育融合”的培养体系为总体目标,以课程改革、教学变革和考试评价优化等方面为具体改革目标。事实上,《实施意见》中的各项改革目标并非处于同一个平面内,它们分别构成不同的层级,后一个层级的改革以前一个层级的改革为基础和前提。其中,最基础、最根本的改革便是课程与教材的改革,也即“双新”。“双新”之“新”并非使用“新课程与新教材”的新壶装“旧课程与旧教材”的旧酒。“新课程与新教材”之“新”首先是课程目标之新。从对学生“基础知识和基本技能”的培养转向“综合素质”培养;从学科“三维目标”的实现转向学科“核心素养”的培育;从强调学生“知识记忆和简单应用”转向强调学生“思维能力和实践能力”的提升。“新课程与新教材”之新又在于课程管理之新。各级各类学校要严格执行国家课程计划,开齐开足开好各类课程,尤其是体育与健康、艺术、综合实践活动和理化生实验等常被忽视的课程。另外,也要提升学校心理健康课程和生涯辅导课程的专业化程度。“新课程与新教材”之“新”还在于教材设计之新,首先,要积极探索跨学科和跨专题的教材内容设计与实施,鼓励不同学科领域的专家和教师通力合作,碰撞交叉融合思维的火花;其次,加大配置丰富多样的配套资源力度,为新教材实施搭建载体和平台,建立学校场地、设施、装备、教师、教科研协同的资源保障体系。1.3.研究方法文献研究法:通过知网(cnki)等曲径收集整理多位学者的研究作品,并对这些资料进行分析总结,得到适用于高中生的、编程教学的教学设计大概结构、方法、流程。调查研究法:通过调查问卷、本校教师采访的形式对笔者课题中,社会、教育者、学生对编程教育的看法,以及对于中学生编程教学必要性、可行性、学生接受度进行分析总结。行动研究法:笔者通过在本校任课教学Python,对中学生进行初步的编程教学得到适用的教学设计流程。力求解决信息教育新时代-青少年编程教育初期相关教学模式不完善做出科学、可行的教学设方案。2.分析过程2.1.教学内容——Python分析Python的创始人为吉多*范罗苏姆(GudiovanRossum)1982年,Guido从阿姆斯特丹大学获得了数学和计算机硕士学位,尽管他算得上是一位数学家,但他更加享受计算机带来的乐趣。在他所生活的那个年代的编程语言,比如Pascal、C、Fortran等语言,其设计的基本原则是让机器运行的更快。当然,这样的语言对于编写程序的人来说,肯定是不够友好的,Guido希望有一种语言,这种语言能够像C语言那样,能够全面调用计算机的功能接口,又可以像shell那样,可以轻松的编程。1989年的圣诞节期间,吉多.范罗苏姆为了在阿姆斯特丹打发时间,决心开发一个新的解释程序,作为ABC语言的一种继承,1991年,第一个Python解释器诞生了,听起来是不是很传奇?之所以选中Python(蟒蛇)作为程序的名字,是因为他是BBC电视剧–蒙提*派森的飞行马戏团(MontyPython’sFlyingCircus)的爱好者。2.2.教学背景分析为了更加全面地了解该学校学生信息技术学习倾向,笔者设计了《中学生信息技术学习倾向调查问卷》和教师访谈环节。希望通过课后调查学生基础能力、学习情况、学习倾向和教师访谈对贵阳学校进行数据收集及整理分析,了解贵阳学校信息技术课程教学情况、学生学习情况和存在的问题。调查问卷分别从学生对信息技术的对编程的学习兴趣、计算机操作基础能力、学习课程的未来期望、师生课堂教学情况四个维度进行设计单/多选题和主观题。本次的调查对象为贵阳市某高级中学高一年级年级笔者所教授的两个班级学生以及该学校1名负责信息技术教学的主管教师。合理运用问卷调查法和访谈法收集有效数据,为基于编程教育的教学设计方案提供支持数据。在教学开始前,发放问卷104份,回收率为100%,全部有效回收。根据问卷回收,分析回收问卷数据得出下列结论:教材内容传统陈旧,导致学生的学习兴趣低下。通过对教师的访谈以及实际了解,其版本过于陈旧,大部分内容出现了从小学到高中都有,导致信息技术教学过程中学生感觉翻来覆去都是那一点内容。根据访谈对象李老师所述,学生们对待编程的态度都是两面积极的状态,从社团课来看大部分为男生,只有少数女生会选择编程社团。所以,在项目的选择时要综合考虑性别差异,挑选适合大班教学的主题项目进行教学,能够更好的完成本次研究。根据问卷中对学习态度的调查,如图2-2学生中有62.5%的人对信息技术学习感兴趣,4.81%不太感兴趣。具体原因是认为长期使用计算机会影响视力等。根通过被调查对象,我们发现,学习者对信息技术课程认识正确,且多数同学愿意通过该课程学习更多的知识和技能。因此,教师在进行教学项目设计时,还应考虑所授内容是否可以为学生带来的实际效益,满足学生的学习需求。而Python软件的各方面特征可以满足学习者的学习需求且经济实惠,在满足教学的基本需求的同时还可以提升学生的信息素养和综合能力。图2-2调查问卷(1)认为信息技术课堂的学习方式较为单一通过对教师访谈,笔者了解到在进行编程课时也常使用任务驱动法的教学策略,少部分对编程课感兴趣的学生会在课余时间和老师进行交流和探讨对作品进行完善。但是在一般的中学课堂上都有50人以上,仍然是以讲授方式为主。根据学生的课程的学习方式调查显示,一半以上的学生对学习方式更加倾向于任务驱动法。该方法为综合性实践活动课程的最常使用的教学方法,具体为教师演示后布置任务,驱动使学生在一定时间内完成任务,有效提升本节课的课堂效果。部分学生倾向于小组合作学习,认为小组合作学习可以相互交流探讨,能够快速制作出作品。因此,在开展基于Python的教学过程中,将根据教学项目主题和难度选择符合中学生思维水平及身心发展的教学方式进行系统教学,充分发挥Python软件特点和教学项目的优势。3、学生渴望进行作品展示与交流互动访谈中,李老师说到作品展示环节想要在每节课都实现并不现实,因为每一个班级学生的学习水平参差不齐,作品完成情况也不同,导致无法进行。通过教师访谈笔者了解到,课堂上只有在时间充裕的条件下,才会进行作品展示并让学生们进行交流。学生的作品不能够及时展示,导致学生对作业完成这一任务不重视。因此本研究将注重作品展示环节,希望能够借助学生们的好胜心理提升学生的必须更好地完成任务的潜意识,给到学生们充分展示自己作品的时间。针对上述调查分析,结合国内外中小学教学项目开展情况,选择图形化编程软件Python,开展符合中学生发展水平的基于Python平台下的教学项目,解决存信息技术课程中的上述问题,提升学生对编程教学的兴趣,培养学生的编程逻辑思维和综合能力。充分发挥Python平台软件和项目设计特点,设计出既适应时代发展又能达成我国中学生信息技术课程要求的教学设计方案。根据前两点结论,基于Python的中学信息技术教学项目可以充分发挥软件平台的优势,通过创新中学信息技术教学模式提升高中学生对编程学习的兴趣。互联网时代促进学生思维能力转换方式通过教师访谈可知,编程教学进入学校课堂是时代需求,国内各地较发达地区都展开了研究和比赛,李老师也曾带学生参加过数届比赛,通过各类比赛,李老师为笔者介绍道:参加比赛的中小学生思维都异常活跃,能够在教师的指导下完成编程和机器人的制作,可以说,编程的学习能够培养学生的思维方式。互联网时代促进教育教学和科技发展。根据以上问题问卷针对教学项目类型进行统计,56.6%的学生倾向于游戏类型,使编程教学游戏化,可以激发学生的学习编程的兴趣、培养编程逻辑思维、提高信息素养。故而在基于Python的教学设计研究中也会渗透融入游戏元素,在满足学习者需求的同时引入教学项目来提升学生的编程思维和综合能力。3.设计与过程3.1.教学策略分析本研究将通过对黄果树学校的学生基础和需求以及信息技术课堂教学情况等进行了前期调查,分析其教学环境和学生真实需求存在的真实问题,围绕基于Python的中学信息技术教学进行设计,将采用行动研究法进行多轮教学实践。为了使教学项目方案更好地应用于初中学信息技术课堂教学之中,解决Python融入信息技术教学的问题,笔者对甲班使用了分组协作监督式的教学策略,乙班使用任务驱动、自主以下几点教学策略原则为中心开展教学活动:合理依照教学项目方案设计原则。整体的教学项目主题选择以及教学设计方案实施要合理遵循本研究的六条原则:多学科综合性原则、贴近生活性原则、自主开放性原则、游戏化渗透原则、专业连续性原则和项目整合性原则进行实践教学。将原则融合贯彻到教学设计及活动中,教师依据学生的实际需求进行设计,帮助学生进入良好的学习状态之中,达成教学项目目标。针对新技术进行系统学习和功能分析。教师在进行新技术引入前,要对新技术内容进行系统化学习和研究,真正成为教育教学的开发者和研究者,合理地站在学生角度看问题,跟随教育改革的具体要求及科技时代进步性。选择既符合国家教育发展要求又适合中学生身心发展和认知水平的新技术融入教学任务。注重“学生主体”功能,营造开放共享式学习氛围。开源项目不仅是编程代码的使用,更多地在于培养学生编程思维和能力。同时在实际教学中,教师想要充分体现“学生是学习的主体”,教师要充分利用开源项目的特点来营造开放共享式学习氛围进行教学,做学生身后的强大支持。发展多元化的作品展示或评价环节在进行作品展示时,教师发挥主导作用,在开放共享式的学习环境下让学生们通过作品展示环节展示自我。通过多元化评价方式评价作品,鼓励学生完成作品制作,达到教学项目目标的最佳效果。笔者选用我国的青少年编程软件Python进行教学,此平台采用程序图形化,用积木拼接的形式进行操作,此平台拥有的代码编辑器可以通过拼接程序积木来完成自己想要的效果。此平台对于这些图形化的代码进行了整理分类,其中就有:“事件、控制、动作、外观、声音、运算、变量、函数”等多种代码积木,这些分类之中前面几个简单容易理解的,也是最常用到的。3.2.活动设计3.2.1.教学活动设计流程图3-1教学流程图3.2.2.教学案例一教学主题:Python教学教学目标:语句与顺序结构教学内容:理解赋值语句的用法、输入输出语句的用法、编写顺序结构的计算机程序教学媒体:计算机、网络、python。教学过程设计课程基本信息课例编号学科信息技术年级高一学期1课题语句与顺序结构教科书书名:《信息技术》必修1出版社:人民教育出版社;中国地图出版社出版日期:2019年6月教学目标教学目标:1.理解顺序结构的特点。2.进一步理解赋值语句的用法。3.进一步理解输入输出语句的用法。4.应用恰当的语句,增强利用计算机解决问题的能力。教学重点:顺序结构的特点、赋值语句、输入输出语句。教学难点:运用顺序结构编写计算机程序解决问题。教学过程时间教学环节主要师生活动3分钟情境引入以计算机模拟倒计时的情境导入,引出程序语句交通信号灯是城市交通中不可缺少的重要工具。交通倒计时器在显示当前信号的同时,还显示该信号剩余时间长度。我们可以利用简单的计算机程序来模拟倒计时器。一般来说,程序是由语句组成的,执行程序就是按特定的次序执行程序中的语句。程序语句包括赋值语句、控制语句和输入输出语句等。其中,控制语句通过对程序流程的控制,决定了程序执行的路径,也决定了程序的结构。程序设计的三种基本结构包括顺序结构、分支结构和循环结构。导入模块语句在编写程序时,经常需要引入其他模块。这些模块补充了许多功能强大的函数。在使用import语句将函数所在模块导入后,就能使用其中的函数。6分钟知识讲授结合程序实例,讲解顺序结构结合倒计时小程序,提出问题:如果改变语句的顺序,程序会发生什么变化?例如将显示数字3和数字2的语句交换顺序,会带来什么样的结果呢?调整程序语句顺序,演示执行结果,得出结论:如果改变语句的顺序,程序的执行顺序也会随之发生变化。得出结论:顺序结构指程序的执行按语句的排列顺序从上到下依次执行,直至结束。思考生活中的顺序结构成语“按部就班”指做事依照一定的道理和顺序。在顺序结构中,任何事情都遵循着先做什么,再做什么的思想进行,直到整件事情做完为止。这正是我们日常生活中最常见的结构。引导学生思考生活中的顺序结构。例如修建房屋的顺序,即设计工程-基础工程(地基)-结构工程(钢筋混凝土搭建)-装修工程(外立面、内饰)。这些步骤必须按部就班,顺序执行,是生活中典型的顺序结构。练习体验,修改调试交通信号灯小程序尝试修改倒计时器程序,实现先红色3秒倒计时再绿色3秒倒计时的变化。思考:如果将倒计时的时间延长至5秒,如何通过程序实现?5分钟实践探究一实践探究:利用顺序结构及语句解决水酒互换问题有两个一样的杯子,分别装了水和白酒,现在要将两杯中的液体互换,用水杯装白酒,用酒杯装水,请问你有什么办法?通过错误示例,引导学生思考交换两个变量的值。结合赋值语句的特点(新值替代旧值)分析错误产生的原因,强化顺序结构的特点。同时结合水酒交换问题的解决方案,引出在简单的顺序执行过程中可以通过引入新的变量解决一些貌似复杂的实际问题。结合程序,深入理解赋值语句赋值语句的格式:变量名=表达式赋值语句的作用:将表达式的值赋给左边的变量。说明赋值语句的注意事项:①变量必须在使用前被赋值。②赋值号与等号形同而意不同。③赋值号左边只能是变量名字,而不能是表达式。④把字符串赋给变量时,该字符串必须用引号括起来。⑤变量每次只能存一个数据,但可以多次赋值,给同一个变量重复赋值时,新值代替旧值。提示python语言中赋值语句的特殊用法。激发学生思考解决同一问题的不同办法。练一练,巩固赋值语句的用法练习1:判断以下赋值语句写法是否正确,为什么?(1)D=6+9(2)F+3=E+6(3)Z=X*Y(4)C$=goodnight练习2:下列程序的输出结果是多少?A=30A=A+10A=50print(A)5分钟实践探究二实践探究:利用顺序结构及语句解决温度转换问题目前,世界上包括我国在内的绝大多数国家都使用摄氏温度,而美、英等国家使用华氏温度。对于去美国旅行的中国游客来说,需要将当地发布的华氏温度转换为摄氏温度,以符合自己的理解习惯;同样,来中国旅行的美国游客亦如此。请你想一想,能否利用计算机辅助旅行者进行温度转换?引导学生分析问题、设计算法、运用顺序结构编程调试。分析问题并建立数学模型:c=(f-32)/1.8设计算法:①输入华氏温度f=90②利用公式计算③输出摄氏温度c编写程序并调试。进一步调试程序,深入理解输入输出语句提出问题,如果希望程序能够实现将任意华氏温度转换为摄氏温度,应该如何修改呢?讲解输入语句,即input()函数的用法:f=input("请输入华氏温度:")通过错误示例,引导学生思考数据类型转换。Input()函数默认返回字符串类型数据,如果需要进行计算,应将其转换为数字类型。在程序设计中,可以通过强制类型转换操作,把某个数据从一种数据类型转换成为另一种数据类型,即,f=int(f)。作为程序的设计者,我们还需要考虑如何让程序具有更加友好的交互性。讲解输出语句的用法,即print()函数的用法:print(f,'转换为摄氏温度是:',c)。1分钟总结提升归纳程序的IPO模式程序通常包括:输入数据、处理数据和输出结果三部分。Input:程序输入,是程序的开始。Process:程序对输入进行处理,产生输出结果,即算法。Output:程序输出,展示运算结果。实践练习,巩固所学根据键盘输入的身高和体重值,编写程序计算体重指数BMI。(BMI=w/h/h,w为体重,h为身高。)2分钟课堂小结小结顺序结构程序语句:导入模块语句、赋值语句、输入输出语句布置课后练习表3-1案例一教学过程表3.2.3.教学案例二教学主题-Python教学教学目标:算法与程序综合应用教学内容:编程实践教学媒体:计算机、网络、Python教学过程设计课程基本信息课例编号学科信息技术年级高一学期秋季课题算法与程序综合应用1教科书书名:信息技术必修1《数据与计算》人民教育出版社;中国地图出版社出版日期:2019年6月教学目标教学目标:复习与巩固Python语言的语句内涵,强化相关的编程知识;通过编程实践,体验用计算机解决问题的一般过程,从而理解此过程中各个环节的实际内涵与意义;通过对枚举、解析两种算法的实践,理解通过优化算法和综合应用算法思想来提高解决问题效率的意义。教学重点:体验用计算机解决问题的一般过程,从而理解此过程中各个环节的实际内涵与意义。教学难点:理解综合应用各种算法的思想来提升解决问题有效性的实际意义。教学过程时间教学环节主要师生活动1’课前准备打开“自主学习任务单”;打开Python语言编译器JupyterNotebook。8’初步体验初步体验以“韩信点兵”的习题为例,引导学生开始体验计算机解决问题的一般过程。【步骤1】提出问题韩信是汉初著名军事家,传说他统计士兵数目有个独特的方法。例如,先令士兵排成5列纵队,结果余1人;接着,命令士兵排成6列纵队,结果余5人;再命令士兵排成7列纵队,结果余4人;最后命令士兵排成11列纵队,结果余10人。这样他便知道士兵的总人数了。这种计数的方法被后人称为“韩信点兵”。试编写程序计算士兵的数目。引导学生回顾前面课时中学习过的“计算机解决问题的一般过程”的几个步骤,带领学生对问题进行条理性的分析。
【步骤2】分析问题将问题转化为数学问题,列出不定方程组,需要求解X的数值。【步骤3】设计算法结合计算机计算能力强、运算速度快的特点,引导学生尝试用枚举法来解决问题,并呈现算法流程图。【步骤4】编程调试在枚举法的基本编程思想的引导下,以for循环结构语句、if条件语句和具体表达式的写法为基本内容,带领学生一步一步完成程序代码的输入,并在编译器中运行。forXinrange(4000,5000):ifX%5==1andX%6==5andX%7==4andX%11==10:print(X)【步骤5】解决问题运行,得出在“4000多人”的情况下,满足条件的数值为4421。问题似乎解决了?又似乎解决得不是那么完善?
13’深入体验提出程序的改进方案,从而引导学生认识并体验计算机解决问题并非纯粹是一个线性的过程,其间可能会反复循环、多次调整。【任务一】理解改进后的程序,输入到编译器中运行,观察运行的结果。y5=int(input("排成5列纵队,余下的人数:"))y6=int(input("排成6列纵队,余下的人数:"))y7=int(input("排成7列纵队,余下的人数:"))y11=int(input("排成11列纵队,余下的人数:"))A=int(input("部队总人数有几千人左右?"))forXinrange(A-1000,A+1000):ify5==X%5andy6==X%6andy7==X%7andy11==X%11:print("部队士兵总数应该是:",X,"人")通过小视频播放,了解更贴近历史真实情况的“韩信点兵”,并引导学生对新问题进行分析,并尝试使用解析算法来编写程序、解决问题。采用解析算法的原因在于:算法也有优劣之分,要尽可能地提升算法解决问题的效率。新的“韩信点兵”问题又可以分为“同余”与“非同余”两大类问题,各自都有不同的解析式可以帮助求解问题的答案。【任务二】对于用解析算法解决“同余问题”的情况,画出相应的算法流程图。根据解析式和新的解析算法,再引导学生编写出新的程序代码,并运行,以观察运行的结果。A=int(input("士兵约有几百来人?"))y=int(input("排好3列、5列、7列纵队后,所余人数为:"))n=(A+100)//105X=105*n+yprint("这群士兵有:",X,"人。")然后,带领学生了解史书中对于“非同余问题”的求解歌诀,得出新的解析式。并根据此解析式,编写新的程序,运行后观察结果,发现问题。A=int(input("士兵约有几百人?"))y1=int(input("排3列纵队,所余人数为:"))y2=int(input("排5列纵队,所余人数为:"))y3=int(input("排7列纵队,所余人数为:"))forninrange((A-100)//105,(A+100)//105):X=y1*70+y2*21+y3*15-105*nifX>A-100andX<A+100:print("这群士兵有:",X,"人。")此时,引导学生发现:此程序的运行过程,不是单纯的解析算法思想的应用,其中也用到枚举法。而且是利用解析式缩小了枚举的范围,自然也是提升了运行的效率。从而,提醒学生注意:要辩证地看待算法与编程之间的关系,要学会综合地应用算法思想来解决问题。最后,再次引导学生发现程序中的漏洞,并在进行简单的、提示性的分析后,布置第三个任务。【任务三】在已有的程序上做出修改,以完善程序,使得输出准确的结果。2’课堂小结1’布置课后练习“鸡翁一值钱五,鸡母一值钱三,鸡雏三值钱一。百钱买百鸡,问鸡翁、鸡母、鸡雏各几何?”——《算经》(北魏·张丘建)编写程序,解决此问题。表3-2案例二教学过程表3.2.4.教学案例三1.教学主题-Python教学教学目标:编程语言基础教学内容:了解数据类型、python中的常量与变量、运算符教学媒体:计算机、网络、Python2.教学过程设计课程基本信息课题编程语言基础教科书书名:信息技术必修1《数据与计算》人民教育出版社;中国地图出版社出版日期:2019年6月教学目标教学目标:了解常见的数据类型,能够根据实际问题的需要选择合适的数据类型;理解Python中的常量与变量,初步认识赋值语句和输入输出语句;掌握常见的Python算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、字符串运算符的用法,能够根据问题需求,写出对应的表达式;体验程序设计的基本过程,通过对问题进行分析,设计具体的算法,编写程序并进行调试和完善,形成用计算机解决问题的具体方案。教学重点:理解常量与变量的概念,初步认识赋值语句和输入输出语句;掌握常见的Python算术运算符的用法,能够根据问题需求,灵活运用算术表达式解决实际问题。教学难点:根据现实问题的需要,灵活运用Python算术运算符解决实际问题。教学过程时间教学环节主要师生活动
2复习旧知引入主题前面我们已经了解了计算机解决问题的一般过程,用自然语言、流程图或是伪代码所描述的算法都不能被计算机直接执行。要让计算机“理解”我们的想法,必须将算法按照一定的语法规则编写成计算机能够识别和运行的程序。已知圆的半径是2cm,要求圆的面积,如何通过程序来实现呢?如果要求不同半径的圆的面积,就要反复修改程序。一般情况下,我们不会这样来编写程序,下面我们引入常量和变量的概念。18新知学习编程实践常量与变量常量与变量的概念常量:程序运行过程中,其值不能改变的量。如圆周率3.14、半径2等,都是常量。变量:程序运行过程中,其值可以改变的量。Python语言中的变量是在首次赋值时创建的。赋值语句赋值语句格式:变量名=表达式将变量赋值与贴标签类比,帮助学生理解变量的概念与Python赋值语句的特点,通过赋值语句,认识到变量的三要素——变量名、变量值和变量类型,由变量类型引出Python常用的数据类型。Python常用数据类型在编写程序解决问题的过程中,为了更好地处理各种数据,程序设计语言提供了多种数据类型。Python语言中常见的数据类型有整型、浮点型、字符串型、布尔型和列表等。试一试:确定数据类型根据表中描述的事物或现象,判断其使用的数据类型。赋值语句的应用想一想:下面程序的运行结果是什么?变量之所以称为变量,就是因为它保存的数据是可以随时改变的。“=”号不是等于的意思,而是赋值符号,表示把等号右边的内容赋值给左边的变量。实践活动一:求圆的面积对比使用常量和使用变量编写的求圆形面积的程序,有什么不同?对比两段程序,我们看到语句虽然变多了,但程序的可读性和通用性更强了,计算不同半径的圆的面积,只需要修改第一行语句就可以了。在实际编写程序的过程中,更为常见的做法是用户从键盘输入圆的半径,程序能够根据输入的半径值,计算并输出圆的面积。input()是接收键盘的输入,得到的是一个字符串型数据,想让这个数据能参与后面的算术运算,必须把它强制转换为int类型或float类型。为了增加程序的交互性,在输入时可以给出提示信息:“请输入半径”。简单介绍几种常见的类型转换函数:float(x),int(x),str(x)。实践活动一通过常量求圆的面积、变量赋值求圆的面积、输入变量数据求圆的面积三个程序,引导学生循序渐进地理解常量与变量的概念,了解Python常用的数据类型以及使用赋值语句、输入输出语句解决简单问题。变量命名规则:由字母(包含汉字)、数字、下划线(_)组成,其中数字不能开头;变量名区分大小写;不能用系统关键字作为变量名。除了这三个规则之外,还有一个约定:“见名知意”。如:半径r,面积s,求和sum。试一试:填写任务单中的表格,判断变量名是否合法。变量名是否合法不合法原因count_1HelloWorldans#1姓名print1ans运算符与表达式算术运算符讲解常用算术运算符,注意**与*,/与//的区别。算术运算符存在优先级顺序,先执行优先级高的运算,即先进行幂运算,然后是乘、除、整除、求余,最后是加减。相同优先级按照自左向右的顺序执行。实践活动二:时间转换观看长征五号运载火箭发射“天问一号”视频。2020年7月23日12时41分,长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场发射升空,火箭飞行2167秒后,成功将执行我国首次火星任务的探测器——“天问一号”送入预定轨道。请你编写程序,把以秒为单位的火箭飞行时间,转换为用“H:M:S”的格式来表示。分析问题=1\*GB3①本问题的已知数据是什么?火箭飞行2167秒1小时=3600秒1分钟=60秒=2\*GB3②如何存储数据?=3\*GB3③如何使用数学表达式来建立计算模型?h=t//3600m=t%3600//60s=t%60设计算法:输入数据、处理数据、输出结果根据前面的问题分析,解决问题的关键是根据t值计算出相应的H、M、S,可以采用顺序结构设计算法,使用流程图来描述这个算法:编程调试将赋值语句t=2167改为从键盘输入t,可将任意时间秒数转换为“H:M:S”的格式,使程序更具有普适性。实验活动二通过将长征五号运载火箭飞行的2167秒转换为“H:M:S”格式的实例,引导学生对问题进行分析,设计具体的算法,编写程序并进行调试和完善,形成用计算机解决问题的具体方案,同时在编程实践中,进一步了解变量的使用方法,根据实际问题的需要,灵活使用算术运算符。关系运算符注意:等于是双等号,是判断两个量是否相等,与赋值符号的单等号区分开来。逻辑运算符讲解三个逻辑运算符not、and、or的使用方法及运算优先级。字符串运算符试一试:将资源包中“字符串运算”程序文件拷贝到JupyterNotebook的工作路径下,运行程序。观察程序运行的结果,你能得出什么结论呢?字符串操作符+:当加号的左右两边都是字符串类型数据时,它的作用是连接两个字符串。字符串操作符*:整型数据与字符串类型数据中间用乘法运算符连接时,表示重复这个字符串几次。试一试:写出Python语言表达式2知识梳理归纳总结用思维导图帮助学生梳理教学线索,总结重点内容布置课后练习,学生自测学习效果,进行查缺补漏。编写程序解决以下问题:Q1:输入你的出生年份,请尝试输出该年份的四位数字之和。Q2:小明带着n元钱去买笔记本,一本10块钱,商家促销,每买3本送1本,或者每买5本送2本。输入n(n是10的倍数),输出小明最多可以得到多少笔记本。表3-2案例三教学过程表3.3.实施与展开1.教学过程.笔者将所教授的两个班级划分为甲乙两班,笔者将对两个班级进行Python的学习,笔者将使用以下几种最具有信息技术教学活动的展开方法。 情景创设引入法:根据教学内容教师设计安排一个到多个与现实生产生活问题,在师生的问答过程中创设情景。其中包含了与本次学习内容,引导学生独立思考,了解本堂课的学习内容,并有效地提高他们对学习的求知欲。以达到最佳的学习状态投入到该内容的学习中来。我们通过在《语句与顺序结构》的教学活动案例体现情境性问题引入法的特点: 先展示一组交通事故图引学生的注意力,从而引入新课师:图里的交通事故可不可怕?生:可怕。师:那同学们平时会无视交通信号灯横穿马路吗?生:不会!师:图中的交通事故发生的原因就是路人无视交通信号灯所带来的惨案,所以可以知道交通信号灯在里面发挥了无法比拟的重要性,那交通信号灯是怎么运行的呢?那么接下来我们就来探究里面的奥秘吧。在简短的几分钟问答,可以提起学生的警惕与注意力,同时明确了自身的学习目标。演示法:教师展示直观物品、教具、操作的行为来使学生对教学有更加具体、正确的认识到知识概念。同时通过演示,吸引学生注意力、激发编程学习的求知欲望等积极状态。例如在《编程猫的初次见面》的教学活动中创设情景时,可以结合演示法展示编程猫的小游戏,达到更好的教学效果。给学生展示红绿灯运行的Python代码,并且运行,对代码进行解释。任务驱动法:任务驱动式教学,是指在教学活动中,教师把教学内容进行糅合,并组织成一个到多个任务,教师引导学生通过自主协作学习完成教学任务。这种方式在当前教育领域当中运用得十分广泛。在上面使用演示法是会故意演示错误版本,也就是将交通信号灯的顺序打乱,让学生发现,并以改正信号灯顺序为任务继续接下来的学习。 实践操作法:学生在学习到教学内容后,凭借计算机反复练习,从而提升学生技能,从中领会操作技巧。对于编程学习,也只能通过不停地反复操作实践来熟练地掌握编程技能知识、编程逻辑思维能力。因此实践操作的时间基本将要占据整个教学活动中一半甚至以上的时间,这也是我们信息技术教学不可避免的教学方式。学习了Python的语句与顺序结构后对之前的错误代码进行修改,修改代码的语句顺序,让信号灯以正确的顺序显示。3.4.教学评价信息技术学科本身是一个操作性特别强的技能课程,从学习开始到过程中的努力,到最后的成绩认定,每一步的学习都是不可忽视的,照其他的学科的评定方式,即期中、期末考试成绩的进行信息技术成绩评判是一个不科学的评价方式。故而在最终成绩的认定中参考诊断性评价、形成性评价和总结性评价以一定的分数占比的方式方式来判断学生成绩会更加科学。此三个评价方式组合的成绩认定对此学科来说,提高了学生对技能训练过程重视程度,降低出现“我学会了,我懂了,我可以玩了”的情况,这样的学习态度不论是对信息技术学科,还是其他学科都是一个负面的学习状态。故而重视过程的方式是一个正确的选择。如在Python的教学活动过程中,使用图3-2中的学生行为记录表对学生行为进行记录。从行为记录中对学生的评判,达到形成性评价的目的
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