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《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》提出了培养学科核心素养的概念。要求学生能够寻求恰当方式获取与处理信息(信息意识);能够采用计算机科学领域的思想方法解决问题(计算思维)。本案例基于教育科学出版社高中版信息技术必修教材《数据与计算》第二单元“编程计算”第3节的内容,旨在培养学生抽象与逻辑思维的能力、创新能力以及分析和解决问题的能力。
学生能利用流程图来描述简单问题并转为程序代码,但熟练度还有所欠缺。本课涉及的知识点较多,要求学生有较强的逻辑思维能力。基于课程标准要求、学情分析,教学目标定为:掌握循环的结构和执行过程;运用循环解决实际问题。教學重点为:for语句含步长的格式与功能;for与while的联系与区别。教学难点为:循环语句的格式与调试;运用循环语句解决实际问题。
项目概述
如今,健康养生成为关注热点,人们对空气质量关注度也越来越高。本项目学生通过对空气监测结果的分析,结合循环语句特性,学习运用计算思维解决问题。教学策略上以学生为主,教师引导。学生在不断发现问题、分析问题、解决问题的过程中,养成严谨的逻辑思维习惯,培养自主学习、协同学习的能力。
项目教学准备
硬件环境:网络机房;学习工具:python3.0;教学资源:PPT课件、程序半成品、学生学案。
教学过程
1.项目引入
问题:健康对每个人都至关重要,智能家居可以监控我们的环境并评估,如空气中的pm2.5,其数据往往很多,如何实现对大量数据的高效处理呢?假设传感器每小时向系统传递一次数值(实际频率更高),如何评估当天空气质量的好坏呢?
2.项目分析
活动1:分析问题,确定需求,资料收集
知识技能:掌握从程序设计的角度分析问题的常见思路;掌握列表的基本使用方法。问题:如果你是系统工程师,以监测pm2.5为例,你觉得工作需分为几个步骤?学生活动:分析讨论并回答。教师小结:空气质量的评估需要经过以下步骤:①获取pm2.5数据并传给系统;②通过某种策略计算,得出结果;③将结果与标准对比,得出结论。
问题:其中最大的阻碍是什么?能否克服?学生活动:小组讨论并回答。教师小结:不难发现,数据统计时数据量较大,程序处理困难。因而急需一种数据结构,希望其能够方便地对大量数据进行读、写等操作。学生活动:打开学案,自学列表知识。
设计意图:列表知识并非由教师强行灌输,而是学生在研究问题过程中的自发需求,是学生主动要求了解掌握的知识与技能。列表只需掌握最基本的读写操作即可,其他可以作为拓展资料由学生自学。
3.项目设计
活动2:讨论可行计算方案,选择一种方案设计出算法
知识技能:将解决问题的思路转化为流程图或伪代码。问题:哪种数据分析策略更加科学呢?学生活动:小组讨论分析策略。
设计意图:数据分析方法不唯一,可能用到均值、方差等各种知识,学生通过对问题的不断思考与讨论,锻炼解决问题的能力。
教师:确定方案并绘制流程图。
设计意图:求平均值的方案简单易懂,流程图绘制难度较低,确保每位学生项目顺利推进。
4.项目实现
活动3:编写程序实现算法
知识与技能:掌握循环的各种功能与格式。教师:若市场上还没有类似产品,请工程师们通过“人无我有”策略来抢占市场。学生活动:结合学案,参照流程图编写程序,调试并运行;作品展示。
设计意图:教师利用半成品及学案资料保障学生项目的顺利实施。
教师:能否用while实现功能?学生活动:分组讨论;通过代码展示的形式共同探讨多种结构的异同点。
教师:若市场上已有类似产品,请工程师们通过“人有我优”策略来抢占市场。假设传感器不仅能够测得pm2.5,还能测得CO2的浓度数值。程序该如何修改?拓展:学生结合学案中for循环含步长的格式,实现产品升级。
设计意图:学有余力的学生能够通过自学进一步提高程序设计的能力,其他学生也能够通过阅读拓展视野。最终所有学生通过编写代码解决实际问题,体验编程的快乐。
5.知识梳理
知识技能:循环语句的格式、注意事项、使用技巧。活动形式:讨论交流学习体会;讨论智能家居其他场合可以用到循环;完成评价量规表。
设计后感
循环作为程序设计中一个极其重要的知识点,需要每一位学生深入学习并掌握其使用方法。本教学设计通过引导学生对智能家居空气监测系统使用过程的分析,归纳出智能系统的执行策略,结合循环语句的特性,学习运用编程加工信息来分析问题、解决问题的方法。项目式教学法作为一种行之有效的教学方法,对传统的教学模式进行了突破,通过解决生活中的问题来帮助学生更加轻松、牢固地掌握知识,大大提高了学生的学习积极性,动手能力和解决问题的能力也得到了极大的锻炼,有助于学生信息素养的提高。
作者单位:南京师范大学附属中学
学生能利用流程图来描述简单问题并转为程序代码,但熟练度还有所欠缺。本课涉及的知识点较多,要求学生有较强的逻辑思维能力。基于课程标准要求、学情分析,教学目标定为:掌握循环的结构和执行过程;运用循环解决实际问题。教學重点为:for语句含步长的格式与功能;for与while的联系与区别。教学难点为:循环语句的格式与调试;运用循环语句解决实际问题。
项目概述
如今,健康养生成为关注热点,人们对空气质量关注度也越来越高。本项目学生通过对空气监测结果的分析,结合循环语句特性,学习运用计算思维解决问题。教学策略上以学生为主,教师引导。学生在不断发现问题、分析问题、解决问题的过程中,养成严谨的逻辑思维习惯,培养自主学习、协同学习的能力。
项目教学准备
硬件环境:网络机房;学习工具:python3.0;教学资源:PPT课件、程序半成品、学生学案。
教学过程
1.项目引入
问题:健康对每个人都至关重要,智能家居可以监控我们的环境并评估,如空气中的pm2.5,其数据往往很多,如何实现对大量数据的高效处理呢?假设传感器每小时向系统传递一次数值(实际频率更高),如何评估当天空气质量的好坏呢?
2.项目分析
活动1:分析问题,确定需求,资料收集
知识技能:掌握从程序设计的角度分析问题的常见思路;掌握列表的基本使用方法。问题:如果你是系统工程师,以监测pm2.5为例,你觉得工作需分为几个步骤?学生活动:分析讨论并回答。教师小结:空气质量的评估需要经过以下步骤:①获取pm2.5数据并传给系统;②通过某种策略计算,得出结果;③将结果与标准对比,得出结论。
问题:其中最大的阻碍是什么?能否克服?学生活动:小组讨论并回答。教师小结:不难发现,数据统计时数据量较大,程序处理困难。因而急需一种数据结构,希望其能够方便地对大量数据进行读、写等操作。学生活动:打开学案,自学列表知识。
设计意图:列表知识并非由教师强行灌输,而是学生在研究问题过程中的自发需求,是学生主动要求了解掌握的知识与技能。列表只需掌握最基本的读写操作即可,其他可以作为拓展资料由学生自学。
3.项目设计
活动2:讨论可行计算方案,选择一种方案设计出算法
知识技能:将解决问题的思路转化为流程图或伪代码。问题:哪种数据分析策略更加科学呢?学生活动:小组讨论分析策略。
设计意图:数据分析方法不唯一,可能用到均值、方差等各种知识,学生通过对问题的不断思考与讨论,锻炼解决问题的能力。
教师:确定方案并绘制流程图。
设计意图:求平均值的方案简单易懂,流程图绘制难度较低,确保每位学生项目顺利推进。
4.项目实现
活动3:编写程序实现算法
知识与技能:掌握循环的各种功能与格式。教师:若市场上还没有类似产品,请工程师们通过“人无我有”策略来抢占市场。学生活动:结合学案,参照流程图编写程序,调试并运行;作品展示。
设计意图:教师利用半成品及学案资料保障学生项目的顺利实施。
教师:能否用while实现功能?学生活动:分组讨论;通过代码展示的形式共同探讨多种结构的异同点。
教师:若市场上已有类似产品,请工程师们通过“人有我优”策略来抢占市场。假设传感器不仅能够测得pm2.5,还能测得CO2的浓度数值。程序该如何修改?拓展:学生结合学案中for循环含步长的格式,实现产品升级。
设计意图:学有余力的学生能够通过自学进一步提高程序设计的能力,其他学生也能够通过阅读拓展视野。最终所有学生通过编写代码解决实际问题,体验编程的快乐。
5.知识梳理
知识技能:循环语句的格式、注意事项、使用技巧。活动形式:讨论交流学习体会;讨论智能家居其他场合可以用到循环;完成评价量规表。
设计后感
循环作为程序设计中一个极其重要的知识点,需要每一位学生深入学习并掌握其使用方法。本教学设计通过引导学生对智能家居空气监测系统使用过程的分析,归纳出智能系统的执行策略,结合循环语句的特性,学习运用编程加工信息来分析问题、解决问题的方法。项目式教学法作为一种行之有效的教学方法,对传统的教学模式进行了突破,通过解决生活中的问题来帮助学生更加轻松、牢固地掌握知识,大大提高了学生的学习积极性,动手能力和解决问题的能力也得到了极大的锻炼,有助于学生信息素养的提高。
作者单位:南京师范大学附属中学