第2單元探究如何用計算機解決問題本單元學習的目的在于培養(yǎng)學生利用計算機解決問題的思維，能夠體驗如何運用PYTHON編程語言解決問題，并為未來編程學習打好基礎(chǔ)。通過本單元的學習，學生簡單了解PYTHON編程語言的特點及使用技巧，掌握其基本語法，會分析程序、設(shè)計程序，對于生活中簡單的問題可以用計算機解決通過對順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等語言的探索，培養(yǎng)計算思維，從而提高核心素養(yǎng)。微項目1探究用程序加工數(shù)據(jù)的過程1．PYTHON語言【名詞解釋】PYTHON語言是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀嬎銠C程序設(shè)計語言。【概念分析】PYTHONI語言是完全面向?qū)ο蟮恼Z言，其中的函數(shù)、模塊、數(shù)字、字符串等都是對象，完全支持繼承、派生等關(guān)系，有益于增強源代碼的復(fù)用性。PYTHON語言倡導(dǎo)用一種方法，最好是只用一種方法來解決問題，它是簡單主義語言的代表，閱讀PYTHON語言就像讀英語，會使開發(fā)者專注于解決問題而非語言本身?！靖拍顟?yīng)用】PYTHONI語言具有簡潔性、易讀性等特點，其規(guī)范性極強，模塊與模塊之間的界限由每行的首字符在本行的位置決定，這就決定了PYTHON語言要求極高的縮進原則，強制使用4個空格表示每級縮進。PYTHON語言因其易學、嚴道、易讀、易推護的特點成為程序設(shè)計者的理想編程件，被大規(guī)模軟件開發(fā)者使用等。2．面向?qū)ο蟆久~解釋】面向?qū)ο笫且环N軟件開發(fā)的方法。它不同于程序設(shè)計中用算法按步驟來解決同題，面是將問題模塊分成一個個對象，用于描述這些模塊在解決問題的步驟中的行為。面向?qū)ο笫怯嬎銠C編程發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物?！靖拍罘治觥棵嫦?qū)ο蟀嫦驅(qū)ο蟮姆治?、設(shè)計和編程實現(xiàn)等。面向?qū)ο蟮母拍詈蛻?yīng)用已超越了程序設(shè)計和軟件開發(fā)，擴展到如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、交互式界面、應(yīng)用結(jié)構(gòu)、應(yīng)用平臺、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)、CAD技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域。面向?qū)ο笫且环N對現(xiàn)實世界理解和抽象的方法。3．數(shù)據(jù)類型【名詞解釋】數(shù)據(jù)類型在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的定義是一個值的集合以及定義在這個值集上的一組操作。數(shù)據(jù)類型包括原始類型、多元組、記錄單元、代數(shù)數(shù)據(jù)類型、抽象數(shù)據(jù)類型參考類型以及函數(shù)類型。概念分析PYTHON語言具有六種數(shù)據(jù)類型，包括Number（數(shù)字）、String（字符串）Tuple（元組）、List（列表）、Set（集合）、Dictionary（字典），其中，前三種類型屬于不可變數(shù)據(jù)類型，后三種屬于可變數(shù)據(jù)類型。教材中已對前兩種類型作出介紹，下面簡要介紹一下后面幾種1．Tuple（元組）元組寫在小括號（）里，元素之間用逗號（，）隔開，必須注意小括號和逗號都是在英文狀態(tài)下輸入，組中的元素類型可以不相同?？蓞⒖家韵聦嵗?!/usrbin/python3m=('abc’,637,3.14,‘python’,70.2)n=(123,‘python’)print(m)#輸出完整元組print(m[0])#輸出元組的第一個元素print(m[1:3])#輸出從第二個元素開始到第三個元素print(m[2:1])#輸出從第三個元素開始的所有元素print(n*2)#輸出兩次元組print(m+n)#連接元組以下為輸出結(jié)果：(‘a(chǎn)bc’,637,3.14.‘python’,702)abc(637,3.14)(3.14,‘python’,70.2)(123,‘python’,123,‘python’)(‘a(chǎn)be’,637,3.14,‘python’,70.2,123,‘python’)2．List（列表）List（列表）是Python中使用最頻繁的數(shù)據(jù)類型。列表中元素的類型可以不相同，它支持數(shù)字、字符串甚至可以包含列表（所謂嵌套）。列表是寫在方括號[]之間、用逗號（，）分隔開的元素列表。和字符串一樣，列表同樣可以被索引和截取，列表被截取后返回一個包含所需元素的新列表。列表截取的語法格式如下：變量［頭下標：尾下標］索引值以0為開始值，－1為從末尾的開始位置。加號（＋）是列表連接運算符，星號（*）是重復(fù)操作。如下實例：#!/usrbin/python3m=[‘a(chǎn)bc’,637,3.14,‘python’,70.2]n=[123,‘python’]print(m)#輸出完整列表print(m[0])#輸出列表第一個元素print(m[1:3])#從第二個開始輸出到第三個元素print(m[2:1])#輸出從第三個元素開始的所有元素print(n*2)#輸出兩次列表print(m+n)#連接列表以下是輸出結(jié)果：[‘a(chǎn)bc’,637,3.14,’python’,70.2]Abc第2單元探究如何用計算機解決問題微項目2用選擇結(jié)構(gòu)程序做出判斷科技詞典1．選擇結(jié)構(gòu)【名詞解釋】選擇結(jié)構(gòu)又叫分支結(jié)構(gòu)，它的執(zhí)行是依據(jù)一定的條件作出判斷，根據(jù)判斷結(jié)果，選擇執(zhí)行不同的分支。選擇結(jié)構(gòu)并不是嚴格按照程序語句出現(xiàn)的順序執(zhí)行，也并不會執(zhí)行所有程序語句，而只是執(zhí)行符合判斷條件的那部分語句?！靖拍罘治觥渴褂眠x擇結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于構(gòu)造合適的分支條件和分析程序流程，根據(jù)不同的程序流程選擇適當?shù)姆种дZ句。選擇結(jié)構(gòu)適合帶有邏輯或關(guān)系比較等條件判斷的計算，設(shè)計這類程序時往往要先繪制流程圖描述算法，然后根據(jù)流程圖寫出程序代碼，把程序設(shè)計分析與程序語言分離，從而使問題簡單化，易于理解。2．變量【名詞解釋】變量是指在程序運行時，其值可以改變的量，是一個用變量名訪問的存儲空間，用于存儲變化的信息。【概念分析】變量同常量一樣可以看作是存放信息的“容器”，不同的是變量的“容器”里的信息不是固定的，是可以改變的。每個變量都對應(yīng)一個存儲單元，變量名就是該存儲空間的標識，程序通過變量名訪問存儲單元里的數(shù)據(jù)。在Python中，變量不需要事先聲明，可以直接引用?！靖拍顟?yīng)用】Python中的變量不需要聲明，但是在使用前必須賦值，變量賦值以后該變量才會被創(chuàng)建。在python中利用“等號（＝）”來給變量賦值。等號（＝）運算符左邊是一個變量名，右邊是存儲在變量中的值。如以下實例所示：#!/usr/bin/python3I=100#整型變量M=1000.0#浮點型變量N=”python”#字符串Print(i)Print(m)Print(n)執(zhí)行以上程序會輸出如下結(jié)果：1001000.0PythonPython允許同時為多個變量賦值。例如：A=b=c=1以上實例，創(chuàng)建一個整型對象，值為1，三個變量都指向同一個內(nèi)存位置。我們也可以為多個對象指定多個變量。例如：a,b,c=1,2,”python”在以上實例中，兩個整型對象1和2的分配給變量a和b，字符串對象”python”分配給變量c。【技術(shù)手冊】1、驗證密碼是否輸入正確技術(shù)關(guān)鍵：條件表達式的使用(if…else)；注意區(qū)分“==”（判斷是否等于）和“=”（賦值語句）。點拔：本問題的關(guān)鍵在于判斷輸入的密碼是否正確，若正確，輸出“歡迎您！”，若密碼輸入錯誤，則輸出“密碼錯誤”。Ifp==”xly23z”;Print(“歡迎您！”)else:print(“密碼錯誤”)2、比較兩個表達式的大小技術(shù)關(guān)鍵：表達式的計算；算數(shù)運算符的優(yōu)先順序。點撥：兩個表達式的比較結(jié)果一般有三種情況（大于、小于和等于）。在判斷第一種情況后，需要在否則（else）情況下再進行判斷第二種情況，剩余的就是第三種情況。ifa>bprint(a,’>’,b)elseifa<b:print（a，’<’，b）eIseprint（a，’＝’,b）3．多種情況的羅列推斷技術(shù)關(guān)鍵：對于多種可能的情況，使用“if…elif…else”進行判斷，其中“elif表示否則再判斷的意思。點撥：此題共分為四種情況，a．當輸入的年齡小于等于0時，顯示“你是在逗我吧！”；b．當輸人的年齡為1歲時，狗狗的年絵相當于14歲的人；c．當輸入的年齡為2歲時，狗狗的年齡相當于22歲的人；d．當輸入的年絵大于2歲時，狗狗的年絵相當于（22＋（age-2）*5）歲的人。ifage<=0:print（”你是在過我吧！”）elifage==1:print（”相當于14歲的人哦！”）elifage==2print（“相當于22歲的人哦！”）else:pint（”對應(yīng)人類年齡：”,22＋（age-2）*5）教學指引【指導(dǎo)學時】2－3課時【教學建議】活動一：根據(jù)條件作出判斷。對于需要使用選擇程序作出判斷的同題，需具體問題具體分析，認識基本的選擇結(jié)語句，注意語句的縮進?；顒佣焊鶕?jù)多個條件逐步判斷。對于判斷條件比較多的問題，需要使用選結(jié)構(gòu)的嵌套和復(fù)合選擇結(jié)構(gòu)，注意比較運算符的正確使用?！緮?shù)學范例】根據(jù)多個條件步推斷教學目標：1．學會條件語句結(jié)構(gòu)，拿握其一般形式2．正確使用選擇結(jié)構(gòu)的嵌套和復(fù)合選擇結(jié)構(gòu)的運用3．了解比較運算符和邏輯運算符的使用方法，比較其異同教學方法項目教學法、合作探究法。教學過程：1．引入部分對于生活中判斷情況比較復(fù)雜的問題，可以用條件語句來解決。數(shù)師在屏幕上展示兩個不宜直接判斷大小的表達式，讓學生在不進行運算的基上直接判斷，但是學生并不能很容易地判斷出來，就可以交給計算機來完或。2新授部分小組合作學習，探究比較兩個表達式大小的所有情況，分別是大于、小于、等于三種。程序在進行判斷時，先判斷第一種情況，若不符合，則判斷第二種情況，若還不符合，再判斷第三種情況。小組探究選擇結(jié)構(gòu)的嵌套的基本形式，如下：if（條件1）語句1elseif（條件2）:語句2else:語句3小組合作，嘗試利用程序?qū)崿F(xiàn)表達式大小的判斷過程，并思考：若需要將多種可能情況進行一一羅列，那么應(yīng)該使用什么語句？接著，組內(nèi)展開對“多種情況的羅列判斷”問題的研究，設(shè)計程序，并運行調(diào)試，體驗狗狗胸年齡與人相當?shù)那闆r探索多重判斷的程序執(zhí)行過程，并了解elif的作用。3．拓展部分自主學習“科學探究”中的內(nèi)容，了解python中比較運算符的使用，學會使用運算判斷復(fù)雜的情況。合作完成“技術(shù)探索”中的內(nèi)容，體驗邏輯運算與比較運算的異同，并合作完成兩個技術(shù)試驗，利用試驗來體驗and和or的不同，參考實驗過程中的條件值，分析返回結(jié)果。根據(jù)實驗內(nèi)容提示，創(chuàng)造機器人聊天小程序。4．交流與反思（1）選擇結(jié)構(gòu)的基本形式、適用條件。（2）體會選擇結(jié)構(gòu)的嵌套，注意縮進等格式。（3）分析比較運算和邏輯運算的異同。（4）分享在本項目學習中的收獲與不足，與同學們探討。

第2單元探究如何用計算機解決問題微項目3用循環(huán)結(jié)構(gòu)程序自動化計算科技詞典1．循環(huán)結(jié)構(gòu)【名詞解釋】循環(huán)結(jié)構(gòu)是指在程序中需要反復(fù)執(zhí)行某個功能面設(shè)置的一種程序結(jié)構(gòu)。它由循環(huán)體中的條件來判斷健續(xù)執(zhí)行循環(huán)體還是跳出循環(huán)。根據(jù)判斷條件，循環(huán)結(jié)構(gòu)可分為以下兩種形式：先判斷后執(zhí)行的循環(huán)結(jié)構(gòu)（當型循環(huán)）和先執(zhí)行后判斷的循環(huán)結(jié)構(gòu)（直到型循環(huán)）。【概念分析】當條件成立的時候，執(zhí)行循環(huán)體的代碼，當條件不成立的時候，跳出循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)后面的代碼。環(huán)結(jié)構(gòu)用來描述重復(fù)執(zhí)行某段算法的問題，可以減少源程序重復(fù)書寫的工作量，這是程序設(shè)計中最能發(fā)揮計算機特長的程序結(jié)構(gòu)。一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)包含三個要素：循環(huán)變量、循環(huán)體和循環(huán)終止條件。【概念應(yīng)用】循環(huán)結(jié)構(gòu)包括兩種循環(huán)形式：（1）當型循環(huán)先判斷所給條件P是否成立，若P成立，則執(zhí)行A（步驟）；再判斷條件P是否成立；若P成立，則又執(zhí)行A，如此反復(fù)，直到某一次條件P不成立時為止。（2）直到型循環(huán)先執(zhí)行B，再判斷所給條件Q是否成立，若Q不成立，則再執(zhí)行B，如此反復(fù)，直到Q成立，該循環(huán)過程結(jié)束。條件條件P語句A假真語句語句B條件Q假真技術(shù)手冊1．while循環(huán)Python中while語句的一般形式：whilel判斷條件：語句需要注意冒號和縮進。另外，在Python中沒有do…while循環(huán)。例如，使用while來計算1到100的總和#!/usrbin/envpython3n=100sum=0i=1whilei<=n:sum=sum+ii=i+1print(“1到%d之和為:%d”,(n,sum))執(zhí)行結(jié)果如下：1到100之和為50502．for語句Python中for循環(huán)可以遍歷任何序列的項目，如一個列表或者一個字符串。for循環(huán)的一般格式如下for變量in序列語句for實例中也可以使用break語句，break語句用于跳出當前循環(huán)體。以下為遍歷“Python”中的字母：foriin’Python’print（“當前字母：”，i）教學指引指導(dǎo)學時13課時【數(shù)學建議】第一課時：體會循環(huán)的力量。解決累加的問題第二課時：了解計數(shù)循環(huán)的結(jié)構(gòu)，掌for循環(huán)語句格式及使用條件。第三課時：探討條件循環(huán)結(jié)構(gòu)，學會使用while循環(huán)語句，初步了解多重循環(huán)?！緮?shù)學范例】探究條件循環(huán)的程序教學目標1．了解while環(huán)語句的基本形式2．學會用while循環(huán)語句解決生活中的同題。教學方法：自主探究結(jié)合分組團隊合作。教學過程教師可根據(jù)自己的教學風格和教學計劃合理地安排教學環(huán)節(jié)。下面以常規(guī)劃分為例給出一點過程上的提示，僅供參考。1．引人部分教師可以引導(dǎo)學生自行閱讀活動描述，然后通過問題啟發(fā)學生思考，最終將學生引導(dǎo)到用程序來解決問題的探究之路上。例如，講授活動2時，先讓學生體驗登錄網(wǎng)站時驗證碼的輸人，然后提出疑問：為防止惡意登錄，驗證碼的設(shè)置十分重要，那么同學們知道如何利用Python語言設(shè)計程序來實現(xiàn)驗證碼的輸入過程嗎？通過設(shè)置問題情境改發(fā)學生的學習興趣，使學生進行利用程序解決問題的探究過程。2．