沪科版八年级信息技术上册“公式的创建与应用”单元教案

沪科版八年级信息技术上册“公式的创建与应用”单元教案

一、单元整体解读与设计理念

本单元教学设计聚焦于《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中“数据与编码”模块的核心内容，并深度融入“算法与计算思维”的实践要求。在数字化时代，数据计算与分析能力是每一位公民都应具备的核心素养。八年级学生已初步掌握电子表格的基本操作，本单元将引领学生从数据记录的“操作者”转变为利用工具进行问题解决的“思考者”与“设计者”。

本设计秉承“做中学、用中学、创中学”的理念，以真实问题为驱动，构建“情境感知—概念建构—技能操练—策略形成—迁移创新”的学习路径。我们强调公式不仅仅是软件中的一项功能，更是一种形式化的思维语言，是连接具体问题与抽象计算的桥梁。因此，教学将超越简单的工具教学，致力于培养学生在真实场景中定义问题、设计计算路径、验证结果并优化解决方案的系统性计算思维。

教学设计将跨学科理念贯穿始终，紧密联系数学中的代数思想、函数概念，科学实验中的数据整理，乃至道德与法治、地理学科中的社会调研数据分析。通过创设多元、综合的学习任务，引导学生体会信息技术作为认知工具与创新媒介的强大作用，培养其利用数字化手段探索并解决跨学科复杂问题的能力。

二、学情分析

八年级学生正处于抽象逻辑思维发展的关键期，他们对规则与逻辑表现出浓厚兴趣。在前置课程中，学生已掌握电子表格的基本界面、数据录入、格式调整及简单排序筛选功能，能够制作结构清晰的数据表格。然而，多数学生对于电子表格的认知仍停留在“数字化的纸张”层面，尚未建立起利用其自动计算功能来解放人力、深化分析的意识。

潜在的学习优势在于：学生具备基本的数学运算知识；对计算机操作有较高热情；乐于接受挑战性任务。可能遇到的障碍包括：1.从数学等式到表格公式的思维转换存在困难，容易混淆数学书写习惯与公式语法；2.对单元格引用这一核心概念理解模糊，难以区分相对引用与绝对引用的应用场景；3.面对复杂问题时，缺乏将问题分解为多个可计算步骤的系统性思维；4.对计算结果的盲目信任，缺乏校验与审核数据有效性的意识。

针对以上分析，本教学设计将采取“阶梯式任务驱动”与“认知冲突化解”相结合的策略。通过精心设计从模仿到创新、从单一到复合的任务链，让学生在“爬坡”过程中自然建构知识。同时，引入典型的错误案例和计算陷阱，引导学生通过辨析、讨论和调试，深化对概念的理解，形成严谨、审慎的信息技术应用态度。

三、教学目标

（一）知识与技能目标

1.准确理解电子表格中公式的定义、作用及其基本结构，能够正确书写以等号“=”开头的公式。

2.熟练掌握算术运算符（加、减、乘、除、乘方）和括号在公式中的使用，遵循运算优先级。

3.深刻理解并熟练运用单元格引用的三种基本方式：相对引用、绝对引用和混合引用，能根据计算需求灵活选择。

4.初步掌握三个核心函数——SUM、AVERAGE、MAX/MIN的基本语法与参数设置，并将其应用于数据汇总与分析。

5.能够独立设计并实现包含多步计算、混合引用及简单函数的复合公式，解决如成绩统计、费用核算等实际问题。

（二）过程与方法目标

1.经历“发现问题—抽象模型—设计公式—验证结果”的完整问题解决过程，体验计算思维中“分解、模式识别、抽象、算法设计”的核心环节。

2.通过对比手工计算与公式计算、不同引用方式的结果差异，学会利用对比实验、结果追踪等方法探究技术原理，培养科学探究能力。

3.在小组协作完成综合性项目任务的过程中，学习任务分解、方案讨论、分工实施与成果整合的协作学习方法。

（三）情感、态度与价值观目标

1.感受公式自动化计算带来的效率提升与准确性优势，激发主动利用信息技术工具优化学习与生活过程的积极态度。

2.在解决实际问题的成功体验中，增强学习信息技术的自信心与内驱力。

3.形成严谨、细致、负责的数字素养，认识到公式的正确性直接关系到决策依据的可靠性，养成对计算结果进行合理性校验的习惯。

4.初步认识到数据计算在社会各领域的广泛应用及其价值，建立负责任地使用数据和计算工具的意识。

四、教学重点与难点

教学重点：

1.公式的规范书写与运算逻辑的理解。这是所有计算功能的基础，必须确保学生牢固掌握。

2.单元格引用概念的理解与应用。这是电子表格的灵魂，是实现动态计算和公式复用的关键。

3.利用SUM、AVERAGE等基础函数进行数据统计分析的方法。这是将学生从四则运算提升到数据分析的第一步。

教学难点：

1.绝对引用与相对引用的区别及其适用场景的判别。学生容易在公式时因引用方式不当导致计算错误，需要通过大量对比性实践来内化理解。

2.将现实世界中的复杂问题，分解并转化为一系列可通过公式步骤解决的算法化思维过程。这需要学生跳出具体操作，进行更高层次的逻辑抽象。

3.复合公式的构建与调试。当公式涉及多个运算、引用和函数嵌套时，学生容易在逻辑结构或语法上出错，需培养其耐心、细致的调试能力。

五、教学资源与环境准备

1.软件环境：网络计算机教室，统一安装WPS表格或MicrosoftExcel（版本以学校实际配置为准，界面与功能需提前统一）。准备电子教室控制系统，便于演示与下发任务。

2.学习材料：

1.3.教师演示课件：包含核心概念图示、标准操作流程动画、正反案例对比。

2.4.学生任务包：包含三个层次的任务文件。

1.3.5.基础任务文件：“班级零花钱账本.xlsx”，预设数据，用于练习基本公式与函数。

2.4.6.进阶任务文件：“校园科技节店铺利润分析.xlsx”，包含多工作表，用于练习跨表引用与混合引用。

3.5.7.项目挑战文件：“家庭低碳生活一周调查报告（空白）.xlsx”，仅提供框架，用于自主设计。

6.8.学习指南与知识图谱卡片：纸质或电子版，罗列关键术语、语法规则和常见错误提示，供学生随时查阅。

9.情境创设素材：与数学、科学、综合实践等学科老师协作，获取真实或模拟的数据样本，如科学实验测量数据、社会调查问卷数据等。

六、教学过程设计（共3课时）

第一课时：初识公式——让表格“活”起来

（一）情境导入，引发认知冲突

教师活动：展示两份“班级图书角借阅情况统计”表格。一份是静态数字表，另一份则是利用公式自动计算总借阅量、最受欢迎图书、人均借阅次数的动态表。现场演示在静态表中修改一个数据，所有统计需手工重算的繁琐；而在动态表中修改数据，所有统计结果瞬间自动更新。

学生活动：观察、对比，直观感受自动化计算的强大与便捷。

设计意图：制造强烈的认知冲突与体验反差，迅速激发学生学习公式的内在需求，明确本单元学习的价值和意义。

（二）新知探究一：公式的“宪法”——以“=”开始

教师活动：

1.概念讲授：明确公式是“由用户自行设计的、对工作表数据进行计算和处理的等式”。强调其以等号“=”作为起始标志，这是公式的“宪法”，不可或缺。

2.操作演示：在空白单元格中输入“=5+3”，回车显示结果；再输入“5+3”，回车对比。引导学生观察区别。

3.引导迁移：提问“=A2+3”意味着什么？解释这里A2不是一个字母和数字，而是代表一个“存储位置”（单元格地址），公式是在读取该位置的值进行计算。

学生活动：

4.跟随演示，亲手输入“=10-2”、“=6*7”、“=15/3”等简单公式，感受其工作原理。

5.尝试在A1单元格输入一个数字，在B1单元格输入“=A1+100”，然后改变A1的数字，观察B1变化。

设计意图：通过正误对比和直接操作，牢固建立“公式必以=开头”的核心规则。通过“单元格地址代表值”的演示，初步建立引用概念。

（三）新知探究二：运算符与优先级——公式的“运算法则”

教师活动：

1.系统介绍算术运算符：+、-、*、/、^（乘方）。

2.创设认知冲突：在单元格中输入“=2+3*4”和“=(2+3)*4”，让学生猜测并验证结果，引出运算优先级概念。

3.归纳法则：电子表格公式遵循数学中的标准运算优先级：括号优先，然后乘方，再乘除，最后加减。同级运算从左到右。

学生活动：

4.完成“快速心算验证”小练习：给定几个包含不同运算符和括号的公式，先心算，再在表格中输入验证。

5.完成基础任务文件“班级零花钱账本”中的第一部分：计算每周结余（上周结余+收入-支出）。

设计意图：将数学知识顺利迁移到信息技术课堂，化解知识陌生感。通过预测与验证活动，加深对优先级规则的理解，并在具体任务中初步应用。

（四）巩固与诊断

教师活动：巡视指导，收集学生在任务中出现的典型错误，如遗漏等号、错用运算符、忽略优先级等。

学生活动：完成基础任务，同桌之间互相检查公式书写是否正确。

设计意图：及时巩固，发现共性问题。同伴互检既能提高学生参与度，也能在检查他人时反思自己。

第二课时：驾驭引用——公式的“灵魂”与函数初探

（一）复习回顾与问题深化

教师活动：简要回顾上节课内容。展示学生上节课完成的“零花钱账本”，提问：“如果我们要用公式计算‘平均每周支出’，除了将每周支出相加再除以4，有没有更高效的方法？”

学生活动：思考，联想可能存在的“求和”与“求平均”的快捷功能。

设计意图：承上启下，从手动构建求和公式自然过渡到对专用“函数”工具的需求，引出本课内容。

（二）新知探究一：函数的妙用——SUM与AVERAGE

教师活动：

1.概念讲解：函数是预先定义好的、执行特定计算的公式。它简化了复杂计算。

2.演示SUM函数：在“平均每周支出”单元格，演示输入“=SUM()”后，用鼠标拖选B2到B5单元格区域，生成“=SUM(B2:B5)”，讲解“B2:B5”表示从B2到B5的连续单元格区域。

3.对比教学：在旁边单元格用“=B2+B3+B4+B5”实现同样功能，让学生对比两种方法的优劣，特别是在数据行很多时。

4.迁移学习：引导学生尝试使用AVERAGE函数计算平均支出。

学生活动：

5.模仿操作，使用SUM函数计算总支出。

6.自主探索使用AVERAGE函数。

7.完成基础任务文件中“月度统计分析”部分：计算总收入、总支出、平均收入、平均支出。

设计意图：通过对比，让学生深刻体会函数的简洁与高效。培养学生举一反三的能力，因为大多数函数的插入、参数选择方式相似。

（三）新知探究二：引用揭秘——相对与绝对

教师活动：

1.创设情境：在“校园科技节店铺利润分析”文件中，已知每种商品的“成本价”和“销售单价”，需要计算每种商品的“单位毛利润”（销售单价-成本价）和“毛利率”（单位毛利润/销售单价）。所有商品税率相同，为3%。

2.任务一（相对引用）：在“单位毛利润”列，使用公式（如=C2-B2）计算第一种商品，然后使用填充柄向下拖动公式。引导学生观察公式的变化规律（行号自动递增）。

3.概念讲解：这就是“相对引用”（如B2），公式时，引用关系相对新位置而变化。

4.任务二（绝对引用困境）：在“毛利率”列，公式应为“=(C2-B2)/C2”。现在需要增加一列“税后毛利率”，公式为“=(C2-B2)(1-税率)/C2”，税率3%存放在一个固定单元格（如H1）。在第一个商品行输入“=(C2-B2)

(1-H1)/C2”，向下填充，结果出错。

5.引导分析：让学生检查下方单元格的公式，发现“H1”变成了“H2”、“H3”……而那里没有税率数据。我们需要在时，“H1”这个地址不能变。

6.概念讲解与演示：引出“绝对引用”，在行号和列标前加美元符号“$”（如$H$1）。修改公式为“=(C2-B2)_(1-$H$1)/C2”，再次填充，成功。

7.混合引用简介：简要说明$B2或B$2的形式，并举例（如制作九九乘法表时常用），本课以理解和应用绝对引用为重点。

学生活动：

8.完成“单位毛利润”计算，体验相对引用。

9.遭遇“税后毛利率”计算错误，通过检查的公式发现问题。

10.学习绝对引用符号的添加方法（可使用F4功能键切换），修正公式并成功填充。

设计意图：这是突破难点的关键环节。通过精心设计的、必然会产生错误的任务情境，让学生亲历错误、分析错误原因，从而深刻理解绝对引用的必要性和应用场景。这种基于“故障排除”的学习比直接讲授更有效。

（四）综合应用与挑战

教师活动：发布进阶任务：在“科技节利润分析”文件中，完成所有商品的基础计算，并利用SUM函数计算所有商品的总利润。

学生活动：独立或两人小组协作完成进阶任务。需要综合运用本课及上节课的知识。

设计意图：在相对复杂的数据环境中进行综合练习，巩固相对引用、绝对引用和基础函数的使用，提升知识整合与应用能力。

第三课时：综合实践与创新迁移

（一）项目启动：家庭低碳生活调查

教师活动：引入项目挑战——“家庭低碳生活一周调查报告”。展示项目空白框架，包含多个家庭成员一周的“用电量”、“用水量”、“燃气费”、“交通里程”等原始数据区，以及需要设计公式计算的“人均能耗”、“家庭总碳排放估算”、“每周环保行为得分统计”等分析区域。

学生活动：理解项目要求，明确最终需要交付一份能自动计算的、数据可视化的家庭低碳报告。

（二）项目规划与算法设计

教师活动：引导学生分组讨论，以“家庭总碳排放估算”为例，带领学生进行问题分解。

1.分解问题：总碳排放=用电碳排放+用水碳排放+交通碳排放+…。

2.确定计算模型：例如，用电碳排放=总用电量×碳排放转换系数。这个系数是固定值，需要绝对引用。

3.设计公式步骤：先计算各项分碳排放，再求和。

学生活动：分组讨论，选择报告中的1-2个分析目标，在白纸或思维导图工具上画出计算步骤流程图，明确需要哪些原始数据、中间变量（计算列）和最终结果，并标注可能需要的引用方式（相对或绝对）。

设计意图：这是将技能升华为思维的关键步骤。引导学生跳出软件界面，从解决问题的逻辑出发进行规划设计，培养计算思维中的“分解”与“算法设计”能力。

（三）项目实践与创意实现

教师活动：巡视各组，提供针对性指导。鼓励学生不仅使用SUM、AVERAGE，还可以探索使用MAX、MIN函数找出能耗最高/最低的一天，或使用RANK函数进行排名。对于学有余力的小组，引导其思考如何用条件格式将高能耗数据标红，初步接触数据可视化。

学生活动：小组协作，依据设计方案，在项目文件中创建数据表，设计并输入一系列公式，完成数据分析报告。在此过程中调试公式错误，优化计算结构。

（四）成果展示、评价与反思

教师活动：组织项目成果展示会。每组选派代表，简要介绍本组报告的分析维度和计算公式设计的亮点（特别是引用方式的运用）。引导其他学生提问和评价。

学生活动：展示成果，分享设计思路和遇到的困难及解决方法。观看其他组作品，进行互评。

设计意图：通过展示与交流，学生能梳理自己的学习成果，从同伴那里获得灵感和启发。评价过程也是知识内化与反思的过程。教师最后进行总结提升，强调公式作为思维工具的价值，鼓励学生在其他学科和生活中主动应用。

七、教学评价设计

本单元教学评价采用过程性评价与总结性评价相结合、量化评价与质性评价相补充的方式。

1.课堂观察与任务完成度评价：教师通过课堂巡视，观察学生在每个探究环节和任务实践中的参与度、操作熟练度以及遇到的问题。对三个层次的任务文件（基础、进阶、项目）的完成情况进行检查，评估其知识技能的掌握情况。重点关注公式书写的规范性、引用方式选择的正确性以及问题解决的逻辑性。

2.项目成果评价量表：为“家庭低碳生活调查报告”项目设计评价量表。量表维度包括：

1.3.数据完整性与规范性（原始数据录入准确，表格结构清晰）。

2.4.公式应用水平（公式使用恰当，能综合运用算术运算、多种引用方式和至少两个函数）。

3.5.计算逻辑与创新性（分析维度合理，计算步骤清晰，有独特的分析视角或展示方式）。

4.6.报告整体效果（分析结果明确，有简单的文字结论，版面整洁）。

5.7.协作过程（小组分工明确，能有效沟通与合作）。

8.学习反思与自评：单元学习结束后，要求学生撰写简短的学习反思日志，内容包括“我学到的最重要的概念或技能”、“我遇到的最大挑战及如何克服的”、“我可以在哪些地方应用这些知识”等。促进学生无认知能力的发展。

9.技能诊断性小测验：在第二、三课时开始时，可进行5分钟的简短线上小测，包含2-3道关于上节课核心概念（如运算符优先级、绝