高一信息技术必修1“做出判断的分支”情境化教案：从身高预测走向选择结构

高一信息技术必修1“做出判断的分支”情境化教案：从身高预测走向选择结构一、教学基本信息本课为高中一年级信息技术必修1第二单元“编程计算”中的核心内容，承接上一节“可以复用的代码”，聚焦“做出判断的分支”这一主题。课标要求学生通过程序实现简单算法，体验程序设计的基本流程，理解结构化程序设计的基本思想。选择结构是三种基本控制结构之一，是学生从“顺序执行”走向“让计算机根据条件自主决策”的关键一步。本课安排一课时四十分钟，采用“情境导入—任务驱动—分层进阶—迁移应用”的教学路径，以Python语言为载体，围绕“根据身高预测未来身高是否达标”“判断闰年”“评估体质指数”三个层层递进的任务展开。二、教材与学情分析教材以“通过身高预测，掌握if语句的使用”为主线展开，给出了单分支if、双分支ifelse和多分支ifelifelse三种语句形式，并引入了关系运算符与逻辑运算符。教材编排暗含一条认知规律：人做判断的过程是“先提出条件，再分情况处理”，程序中的分支结构正是对这一思维过程的机械化表达。学生在上一节已经掌握了赋值语句、输入输出语句和简单的算术运算，能够写出顺序结构的程序。但学生普遍缺乏“条件”意识，容易把判断写死在代码里，或者混淆“＝”与“＝＝”。此外，高一学生的抽象逻辑思维正处于快速发展期，部分学生对缩进这种以格式表达语义的方式会感到陌生。教学难点在于：其一，理解关系表达式的值为“真”或“假”这一布尔概念；其二，正确组织多分支条件的先后次序，避免条件重叠或遗漏；其三，养成先画流程图再写代码的程序设计习惯。三、教学目标在信息意识方面，能从生活情境中发现“需要根据条件做判断”的问题，主动想到用分支结构解决。在计算思维方面，能用自然语言和流程图描述判断过程，掌握if、ifelse、ifelifelse三种语句的格式与执行流程，能正确使用关系运算符和逻辑运算符构造条件。在数字化学习与创新方面，能通过运行、修改、调试程序验证自己的判断逻辑，体验“发现问题—修改条件—重新测试”的迭代过程。在信息社会责任方面，通过对预测程序局限性的讨论，认识到算法的结论受数据和规则约束，不盲目相信程序输出。四、教学重点与难点教学重点是if语句的基本格式、执行流程以及关系表达式的书写。教学难点是多分支结构中条件的设计与排列，以及用流程图辅助逻辑分析的思维方式。五、教学准备教师准备：安装Python运行环境的机房、教学广播软件、半成品程序文件、任务单、板书用流程图卡片。学生准备：复习输入输出语句与变量赋值，课前完成“生活中的判断”微调查，每人记录三个“如果……就……”的生活实例。六、教学过程环节一：情境导入——人会判断，计算机会吗上课伊始，教师投影展示三张生活截图：地铁闸机刷卡后显示“余额充足，请通行”或“余额不足，请充值”；网购结算页面提示“满200元包邮”；体育老师宣布“男生1000米跑进4分35秒为良好”。教师提问：这三件事有什么共同点。学生讨论后归纳出共同结构：先检查一个条件，条件成立做一件事，不成立做另一件事。教师顺势板书这一结构的文字形式，并追问：上节课我们写的程序都是从第一行执行到最后一行，谁也不挑路走，如果让计算机处理上面的问题，该怎么办。此时教师亮出本课主问题：小明的爸爸身高178厘米，妈妈身高165厘米，小明想知道按遗传规律自己未来身高能否超过175厘米，并针对不同结果给出不同建议。学生尝试用上节课知识解决，发现顺序结构只能算出一个数，无法自动给出“达标”或“不达标”的不同提示，认知冲突自然形成。教师揭示课题：让计算机做出判断，需要一种新的结构——分支结构。设计意图在于以真实生活建立“条件—分支”的直观模型，用旧知识的无力感催生学习内驱力，避免空讲语法。环节二：探究一——最小判断单元，认识关系表达式教师提出概念：任何判断的核心是一个“条件”，条件在程序里叫作关系表达式，它的计算结果只有两个值——真或假。教师演示几组对比：在交互式环境中依次输入3大于2、3小于2、3等于等于3，屏幕分别返回True、False、True。学生在任务单上完成“火眼金睛”练习，判断下列表达式的值：8大于等于8；10不等于10；7乘以3是否等于21；“abc”是否等于“abd”。教师巡视，重点观察把比较写成单个等号的错误，组织错例辨析：一个等号是“让变量变成这个值”，两个等号是“问它俩是不是一样”，一个是动作，一个是提问。随后引入逻辑运算符。教师提问：如果要求身高超过170并且体重不超过70，一个条件够不够用。学生学习and、or、not三种连接方式，完成练习：判断变量score表示的成绩是否处于90到100之间，并比较两种写法，体会用逻辑运算符组合的简洁性。设计意图在于把“条件”这一抽象对象显化为可计算、可验证的表达式，先解决“问什么”，再解决“怎么分支”，为后续语法扫清障碍。环节三：探究二——单分支与双分支，让程序分路走教师回到主问题，先给出简化版：计算预测身高，若超过175输出“恭喜，达到理想身高”。师生共同用自然语言描述流程：输入父母身高——计算——判断是否超过175——若成立则输出祝贺。教师投影程序：father等于input括号提示语、mother同理，分别取浮点数；son等于小括号father加mother反括号乘0.54；print输出预测身高；如果son大于175，则print祝贺语句。教师逐行讲解if语句格式：if后面跟条件，条件后必须有冒号；条件成立要执行的语句缩进四个空格，缩进就是Python里“属于这个分支”的标记。教师故意删除缩进运行，展示报错或逻辑错误，让学生直观感受缩进的语法地位。学生动手补全程序并运行，输入不同数据测试。教师追问：如果没超过175，程序什么也不说，礼貌吗。学生提出应给出另一种回应，由此引出双分支ifelse：条件成立走一条路，不成立走另一条路，两条路必有其一。学生将程序升级为双分支版本，不成立时输出“加油锻炼，仍有希望”。这一环节中教师同步在黑板上用流程图卡片摆出双分支结构：菱形判断框分出“是”与“否”两个箭头，各自连接一个处理框，最后汇合。要求学生在自己任务单上照样子画出流程图，强调先画图再写代码的习惯。设计意图是从单分支到双分支顺应“先肯定、再补全”的认知顺序，用“程序不够礼貌”这种人文化的问题引出else，让语法进化有情境依据；流程图与代码双线并进，训练形式化表达。环节四：探究三——多分支，应对更细的世界教师升级问题：体育测试中，1000米成绩按分数段分为优秀、良好、及格、不及格四档，如今只有两个分支还够用吗。学生发现需要“分多种情况”，教师引出ifelifelse结构，强调elif是“否则如果”，可以出现多次，程序自上而下逐个检查条件，一旦某个条件成立，执行对应语句块后跳过其余所有分支。师生共建成绩分档程序：输入分数score；如果score大于等于90输出优秀；elif大于等于80输出良好；elif大于等于60输出及格；否则输出不及格。教师抛出关键问题：条件能不能按60、80、90的顺序从小到大写。学生预测并实验，发现倒序书写时高分段会先命中低门槛条件，导致判断全错。教师归纳：多分支的条件排列要有严格的包含关系意识，写完后必须用边界值测试，如恰好90分、恰好59分。巩固任务：编写闰年判断程序。条件为“能被400整除，或能被4整除但不能被100整除”。学生先独立构造逻辑表达式，再小组互查，教师展示两种写法并比较优劣，提醒逻辑运算符优先级问题，必要处用括号明确组合次序。设计意图是借“条件顺序”这一真实陷阱制造第二次认知冲突，让学生在试错中理解多分支的互斥执行机制，闰年任务则综合关系运算与逻辑运算，实现知识的螺旋上升。环节五：综合应用——体质指数评估器学生以小组为单位完成综合任务：编写体质指数评估程序。输入身高（米）与体重（千克），按体重除以身高的平方计算体质指数，依据标准给出评价：低于18.5提示偏瘦，18.5到24之间提示正常，24到28之间提示超重，28及以上提示肥胖。程序还需对输入做基本判断：身高或体重为负数时提示“数据有误”。任务单提出三步要求：第一步画出完整流程图；第二步编写并调试程序；第三步设计至少五组测试数据，覆盖每个分支和边界。教师巡视指导，对普遍性问题集中讲解，对进度快的小组追加挑战：把一周七天的锻炼建议也按分支加入程序。展示环节采用“互评找茬”方式：每组演示程序，其他组用预设测试数据检验，找出条件漏洞。一组学生演示时发现同学把“大于24”写成“大于等于24”，导致恰好24的数据落入超重档，课堂现场修正，评价标准的严谨性在真实交锋中被学生内化。设计意图是综合运用三种分支与复合条件，以完整的“画图—编码—测试—互评”工程流程模拟真实开发，落实计算思维的培养。环节六：总结升华——分支的意义与边界学生用一句话概括本课收获，教师从三个层面收束。结构层面：分支结构让程序有了选择性，if看路、else兜底、elif分岔，缩进标记归属。思维层面：写分支前先想清楚条件，条件之间不能重叠也不能留白，流程图是整理思路的工具。价值层面：预测身高的程序给出的只是按公式的估算，结论受规则和数据限制，程序会判断，但判断的质量取决于人的设计。教师布置分层作业。基础作业：完成教材配套练习，编写“判断一个数是正数、负数还是零”的程序。提升作业：编写简易滴滴计费程序，3公里内收8元，超出部分每公里2元。拓展作业：调查学校或社区中一处用到条件判断的智能设备，分析它的判断逻辑，思考如果条件设计不合理会发生什么，写成两百字小报告。七、板书设计主板书以流程图为中心：开始—输入—菱形判断框（条件？）—“是”支路处理框、“否”支路处理框—汇合—输出—结束。左侧书写三种语句格式框架：if加条件加冒号；ifelse成对出现；if配多个elif最后else收尾。右侧列出关系运算符六种与逻辑运算符三种，并用红笔标注“＝是赋值，＝＝是比较”。板书随教学进程逐步生成，教师故意留出一处空位，在总结环节由学生补全“条件要互斥、不遗漏”的注意事项。八、教学评价设计过程性评价贯穿全课。导入环节观察学生能否归纳出“条件—分支”模式；探究环节依据任务单完成度判断对关系表达式的掌握；综合任务采用小组互评加教师点评，评价量规覆盖四个维度：流程图规范、条件设计正确完整、程序能运行且通过测试、测试数据覆盖边界。课后通过分层作业收集证据，对条件排列仍混乱的学生安排课后小灶，用“成绩分档倒序写”的案例再次辨析。九、教学反思预设本课把语法教学嵌