高中一年级信息技术必修一2.2做出判断的分支-古城寻宝任务驱动教学设计

高中一年级信息技术必修一2.2做出判断的分支——古城寻宝任务驱动教学设计一、教学设计理念与依据本课选自教科版高中信息技术必修一《数据与计算》第二单元第二节“做出判断的分支”。课程标准对本模块的核心要求是：理解算法的三种基本控制结构，能够运用程序设计语言描述分支结构的执行过程，并在解决实际问题的过程中形成计算思维。本课以“古城寻宝”为贯穿始终的真实情境，将分支结构的知识生长点嵌入寻宝闯关的任务链条中，让学生在“做决定”的过程中自然抽象出“条件判断”这一核心概念。本课设计遵循三条主线。其一，知识逻辑线：从单分支到双分支再到多分支，逐级递进，符合认知规律。其二，任务情境线：以“进入古城—破解石门—选择岔路—开启宝箱”为闯关路径，每一关对应一个分支结构的知识点。其三，素养发展线：在调试程序、优化条件、互助互评的过程中，培养学生的计算思维、数字化学习与创新能力。教学实践中，分支结构的难点不在语法本身，而在“如何把实际问题中的判断条件翻译成可以执行的逻辑表达式”。为此，本课把大量时间留给学生的思维外显活动：先口头说判断，再画流程图，最后才写代码，让学生经历“自然语言—图形语言—程序语言”的三次抽象跨越。二、学情分析授课对象为高一年级学生。经过本单元前几课时的学习，学生已经掌握了Python的基本输入输出语句、变量与赋值、常用数据类型以及简单的算术运算，能够独立运行和修改简短程序，具备了学习分支结构的必要基础。从思维特点看，高一学生处于形式运算阶段的成熟期，逻辑推理能力快速发展，对游戏化、竞赛化的学习活动有强烈的参与意愿。但他们在以下三个方面存在明显困难：一是容易把条件表达式写成数学式的连写形式，如“0<x<100”在某些场景中的误用与逻辑混乱；二是对elif的执行顺序缺乏清晰认识，常出现条件覆盖不全或覆盖重叠的问题；三是书写代码时缩进意识薄弱，语法错误集中在冒号缺失与缩进不一致两处。基于上述分析，本课的教学重心放在“条件的正确表达”与“分支结构的执行流程”两个聚焦点上，语法操练服务于思维发展，而不是相反。三、教学目标1.知识与技能目标。学生能够说出if语句、ifelse语句、ifelifelse语句的语法格式与执行流程；能够正确使用关系运算符与逻辑运算符构造条件表达式；能够在Python环境中独立编写、调试包含分支结构的程序。2.过程与方法目标。学生经历“分析问题—设计算法—编写程序—调试运行—优化改进”的完整过程，体会用流程图描述分支结构的优势，学会用边界值和典型值测试程序的正确性。3.情感态度与价值观目标。学生在闯关情境中体验编程解决问题的成就感，形成“先想清楚再动手写”的工程习惯，在小组协作中养成倾听、质疑与互助的学习品质。4.学科核心素养目标。重点发展计算思维：能够对问题进行抽象与分解，识别其中的判断要素并选择合适的分支结构；同步发展数字化学习与创新能力，能借助在线评测与调试工具自主排错。四、教学重点与难点教学重点：单分支、双分支、多分支三种if语句的语法格式与执行流程；条件表达式的正确书写。教学难点：多分支结构中条件的划分与顺序安排；将生活情境中的模糊判断转化为精确的逻辑表达式。难点突破策略：借助流程图让执行路径可视化；设计“陷阱任务”，让学生在调试含有逻辑错误的程序时自己发现条件覆盖问题；通过对比“口语化判断”与“代码化判断”的差异，引导学生体会精确表达的必要性。五、教学方法与教学准备教学方法：情境教学法、任务驱动法、小组合作探究法、对比归纳法。教师承担的主要是情境搭建、问题链设计与关键点点拨的角色，学生是程序的真正建造者。教学环境：配备多媒体广播教学系统的计算机教室，每生一机，预装Python3.x运行环境；广播教学系统用于教师演示与优秀作品展示；学习单每人一份，小组任务卡每组一份。课前准备：教师编制《古城寻宝》闯关程序框架与三份含错误的“藏宝图代码”；学生复习input函数、print函数与运算符知识。六、教学过程（一）情境导入：古城门口的告示（约5分钟）上课伊始，教师在大屏幕上展示一张手绘风格的古城地图：斑驳的城墙、紧闭的城门、墙上贴着一张告示。教师以寻宝向导的身份朗读告示内容：“欲入此城，须过检验。年满十二且身怀勇气者，城门自开。”教师随即提问：“如果由你来设计这座城门的检验程序，你需要先知道闯关者的什么信息？”学生自然回答：年龄。教师继续追问：“程序拿到年龄之后，接下来要做什么？”学生会说：比较、判断、决定开门还是不开。教师板书学生的口头回答：如果年龄大于等于12，就开门；否则，关门。“这句话里面藏着我们今天要攻克的核心武器——分支结构。程序之所以聪明，就在于它会根据条件做出不同的决定。这一节课，我们就用if语句这把钥匙，一路闯进古城最深处。”设计意图：游戏化的开场把“判断”这一抽象概念先以生活语言呈现，让学生带着真实的表达需求进入课堂。教师此刻不急于给出语法，而是先把“程序需要会做决定”这一观念植入学生心中。（二）第一关：推开城门——认识单分支if语句（约8分钟）教师演示输入并运行第一段闯关代码：age=int(input("请输入你的年龄："))ifage>=12:print("城门缓缓打开，欢迎寻宝者！")程序运行两次：一次输入15，一次输入8。学生观察现象后发现：输入8时，程序没有任何输出。教师抓住这一认知冲突提问：“程序坏了吗？为什么没有反应？”学生经讨论得出结论：因为条件不满足，冒号后面的那句话被跳过了。教师顺势归纳单分支结构的语法要点，用板书定格：if条件表达式:执行语句教师特别强调三个细节，称之为“if三件套”：一是条件后面必须写冒号，它是分支开始的信号；二是冒号下一行的语句必须缩进四个空格，缩进宣告了“这句话归if管”；三是条件表达式的运算结果只有真与假两种，程序只看真假走路。为了让学生看清执行过程，教师在黑板上画出单分支的流程图：菱形判断框中写“age>=12?”，是分支指向输出语句，否分支直接绕过汇合到出口。学生同步在学习单上临摹。紧接着安排一分钟快练：把条件改为“年龄小于12”时打印“你还太小，三年后再来”。学生在自己的电脑上修改并运行，同桌互相检查缩进。设计意图：从“没有输出”这一意外现象切入，让学生在惊奇中自己悟出条件为假时语句被跳过的执行机制，比直接告知规则记忆更深。流程图的引入为后面多分支的复杂执行路径打底。（三）第二关：石门之谜——双分支ifelse语句（约10分钟）学生进入城门，眼前出现一扇刻满符文的石门，门上显示谜题：“输入一个整数。若此数为偶数，左门开启；若为奇数，右门开启。门后各藏半张地图。”教师提问：“现在程序需要在两条路里选一条，而且必须走其中一条。刚才的单分支还能胜任吗？”学生意识到单分支管不了“否则”的情况。小组活动一：用自然语言写出石门判断的完整逻辑，再尝试补全代码框架。教师给出半成品，关键处留白：num=int(input("石门问：你的数字是？"))ifnum%2==0:print("左门开启")else:print("右门开启")学生补全后运行测试。教师巡视中特意收集两类典型错误：一是把“==”写成“=”，二是else后面习惯性加条件。收集完毕后集中讲评：单个等号是赋值，表示“把右边的东西装进左边”；双等号才是比较，表示“看看两边是否相等”。对于else，教师强调：else不带任何条件，它包揽了if条件之外的一切情况，就像岔路口写着“其余车辆请走此道”。此时教师引导学生对比流程图的变化：单分支的“否”路径是空道，双分支的两条路径各有一项任务，最后在菱形下方重新汇合。学生在学习单上画出双分支流程图，并在图的旁边写出一句话总结：“ifelse保证两条路必走一条，且只走一条。”随堂快验：学生输入3、0、4三个数分别测试，确认0也被正确判为偶数。教师借此机会渗透测试意识：“写完程序，要用有代表性的数据去验证，0这种边界值最容易被忘记。”设计意图：通过“必须二选一”的任务需求，让else的存在成为学生主动寻求的方案而非教师的灌输。两类典型错误的现场曝光与剖析，直接命中高一学生最高发的雷区。（四）第三关：岔路迷宫——多分支ifelifelse语句（约12分钟）穿过石门，眼前出现三条岔路，路牌写着迷宫规则：按寻宝积分选择方向——积分达到90，走大道；积分在60到89之间，走青石小径；积分不足60，走荆棘密道。只有选对路，才能抵达藏宝阁。教师抛出问题链：“现在路不止两条了，怎么办？”“能用两个ifelse拼出来吗？”“那样写会有什么麻烦？”学生在讨论中发现：多个if并列，每个条件都要单独判断一次，而且条件之间可能互相打架；嵌套的ifelse层级太深，代码看着头晕。教师引入elif：“Python为这种‘多选一’的场景准备了专门的结构。”教师完整演示：score=int(input("守门人问：你的积分是？"))ifscore>=90:print("你踏上大道")elifscore>=60:print("你走上青石小径")else:print("荆棘密道，小心前行")教师带领学生逐行走读程序，追问一个关键问题：“第二行明明写的是score>=60，为什么积分95的人不会走进青石小径？”学生通过模拟执行悟出：elif是排队检查的，一旦前面有条件命中，后面的条件根本轮不到检查。教师用一句话定格：“elif像医院分诊台，从上往下依次问，谁先符合条件，病人就归谁，其余的号全部作废。”陷阱任务登场。教师出示一段被守门人动过手脚的代码：ifscore>=60:print("青石小径")elifscore>=90:print("大道")else:print("荆棘密道")教师提问：“这段代码能正常运行，不报错。但它藏着一个逻辑漏洞，能找到吗？”学生小组讨论后运行测试，输入95，发现输出的是“青石小径”。学生恍然大悟：条件顺序错了，宽条件写在前面，把窄条件永远挡住了，elifscore>=90成了永远走不到的路。教师归纳出三条铁律，板书于黑板右侧：第一，条件的排列要从小到大或从大到小保持严格的次序，窄条件不能被宽条件提前拦截；第二，多分支结构全体条件加起来不能留死角，用else兜底是最稳妥的做法；第三，elif可以有任意多个，但整套结构里if只能有一个，else最多一个且必须殿后。巩固练习：学生独立完成“古城天气播报员”程序。输入气温t，t不低于35输出“酷暑，多在树荫下休整”；t在25至34之间输出“炎热，注意补水”；t在10至24之间输出“凉爽，适合赶路”；t低于10输出“寒冷，生堆篝火再走”。要求用ifelifelifelse结构完成，并用35、24、10、3四个边界值及典型值自测。设计意图：多分支是本课的思维高峰。通过“宽条件拦截窄条件”的逻辑陷阱，让学生亲历逻辑错误比语法错误更难发现的事实，从而建立起“顺序即逻辑”的敏感，以及用测试数据验证程序的工程习惯。（五）第四关：开启宝箱——综合运用与分层挑战（约8分钟）终于抵达藏宝阁，宝箱上有三道锁，对应三个层次的挑战任务，学生根据自己的掌握情况选择起点，完成一关即可向上攀登。铜锁（基础任务）：宝箱要求输入一个年份，判断是否为闰年并输出结果。规则由教师给出简化版：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除的年份是闰年。本任务考查逻辑运算符and、or的综合运用。学生在动手前，先用流程图画出判断逻辑，教师提醒：先用自然语言把话说顺——“要么满足甲且不满足乙，要么满足丙”，再翻译成代码。参考写法：year=int(input("宝箱低语：说出年份"))if(year%4==0andyear%100!=0)oryear%400==0:print("闰年，宝箱第一道锁开了")else:print("平年，锁纹丝不动")银锁（进阶任务）：藏宝阁门口的天平要求输入三件宝物的重量a、b、c，输出最重的宝物名称。学生需要比较三个数的大小，可以用连续的双分支嵌套，也可以借助三个单分支配合变量记录最大值。教师鼓励两种思路并存，并在展示环节对比它们的可读性差异。金锁（拓展任务）：完整复原整趟寻宝之旅——程序依次询问年龄、积分、一个整数，分别调用本节课三道关卡的判断逻辑，只有年龄达标、且积分选对道路、且数字为偶数的寻宝者，才能看到“宝藏到手”的最终输出。该任务涉及多组分支结构的串联与组合，为学有余力的学生提供拔高空间，也为下一节“循环结构”埋下伏笔——真正的寻宝不会只问一次。教师巡视过程中采用“先问后答”策略：学生求助时，先反问“你觉得问题出在第几行？你打算输入什么数据去验证？”把排错的主动权留在学生手里。（六）展示互评：寻宝成果发布会（约4分钟）选取两个小组的作品通过广播系统展示。第一份展示闰年程序，由作者讲解条件中and与or的分工，全班用2000、1900、2024、2023四个年份集体测试。第二份展示三天平比大小的程序，由其他小组提出质询：“如果两件宝物一样重会怎样？”引发关于相等情形处理的讨论，学生现场修改条件，体会严谨表述的价值。评价不只看对错，教师引导从三个维度互评：条件是否周全无重叠、代码缩进是否规范、变量命名是否见名知义。每组在学习单上为展示作品打星并写一句建议。（七）课堂小结：寻宝者的地图册（约3分钟）教师带领全班回顾整趟旅程，用一张逐级生长的知识树收尾：今天我们掌握了分支结构的三级形态——单分支if管“做不做”,双分支ifelse管“二选一”,多分支ifelifelse管“多选一”；我们记住了elif按序检查、命中即走的执行规则；我们亲历了把模糊的口头判断打磨成精确的逻辑表达式的过程，也学会了用边界值拷问自己的程序。教师最后留下一句话：“程序里的每一个if，都是你们在替计算机做决定。判断写得越清楚，程序就越聪明；想得越周全，走的弯路就越少。写代码如此，做选择亦然。”（八）分层作业布置必做题：编写“古城门票定价器”。输入游客年龄，6岁及以下或65岁以上免票，7至18岁半价，其余全价，输出相应提示。要求先画流程图再写代码，提交流程图照片与程序