Python第六課-趣解數(shù)字謎題（教學(xué)設(shè)計(jì)）科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）Python第六課-趣解數(shù)字謎題（教學(xué)設(shè)計(jì)）教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為《Python第六課-趣解數(shù)字謎題》，選自教材相關(guān)章節(jié)，圍繞運(yùn)用Python編程解決數(shù)學(xué)謎題。具體內(nèi)容包括：運(yùn)用循環(huán)與條件語(yǔ)句分析數(shù)字規(guī)律，解決數(shù)列相關(guān)問(wèn)題，如數(shù)獨(dú)、迷宮等。通過(guò)本節(jié)課，使學(xué)生掌握運(yùn)用編程思維解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的方法。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：在此之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)基本的Python語(yǔ)法，如變量、循環(huán)、條件語(yǔ)句等。本節(jié)課將在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已掌握的Python知識(shí)，結(jié)合數(shù)學(xué)邏輯思維，解決實(shí)際問(wèn)題。這將有助于加深學(xué)生對(duì)編程與數(shù)學(xué)之間聯(lián)系的理解，提高他們的問(wèn)題解決能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的以下學(xué)科核心素養(yǎng)：

1.信息素養(yǎng)：通過(guò)運(yùn)用Python編程解決數(shù)字謎題，提升學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)其數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。

2.邏輯思維能力：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用編程邏輯與數(shù)學(xué)思維，分析數(shù)字規(guī)律，提高學(xué)生邏輯推理與問(wèn)題解決能力。

3.創(chuàng)新意識(shí)：鼓勵(lì)學(xué)生在解決謎題過(guò)程中，發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)不同的算法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作：分組合作解決謎題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高溝通與交流水平。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）掌握運(yùn)用循環(huán)與條件語(yǔ)句分析數(shù)字規(guī)律；

（2）熟練運(yùn)用Python編程解決數(shù)列相關(guān)問(wèn)題，如數(shù)獨(dú)、迷宮等；

（3）培養(yǎng)學(xué)生將數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為編程問(wèn)題的能力。

舉例：通過(guò)講解數(shù)獨(dú)謎題的解決方法，強(qiáng)調(diào)循環(huán)與條件語(yǔ)句在分析數(shù)字規(guī)律中的應(yīng)用，使學(xué)生能夠?qū)⑦@一核心知識(shí)運(yùn)用到其他類似問(wèn)題中。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）理解編程邏輯與數(shù)學(xué)思維的結(jié)合：學(xué)生在解決謎題時(shí)，需要將數(shù)學(xué)邏輯轉(zhuǎn)換為編程邏輯，這一過(guò)程可能存在一定的困難；

（2）算法設(shè)計(jì)：在解決謎題過(guò)程中，如何設(shè)計(jì)高效的算法是學(xué)生需要突破的難點(diǎn)；

（3）團(tuán)隊(duì)協(xié)作：如何在小組成員之間進(jìn)行有效溝通，共同解決問(wèn)題。

舉例：針對(duì)難點(diǎn)（1），教師可以通過(guò)示例演示和逐步引導(dǎo)，幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)問(wèn)題背后的編程邏輯。針對(duì)難點(diǎn)（2），教師可以引導(dǎo)學(xué)生探討不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)比較和優(yōu)化，提高學(xué)生設(shè)計(jì)算法的能力。針對(duì)難點(diǎn)（3），教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行充分討論，并在教學(xué)過(guò)程中適時(shí)給予指導(dǎo)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法選擇：

-講授法：講解Python編程解決數(shù)字謎題的基本原理和方法；

-討論法：引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)特定謎題展開(kāi)討論，激發(fā)思維，促進(jìn)交流；

-項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：將數(shù)字謎題作為項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識(shí)點(diǎn)。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：

-角色扮演：學(xué)生模擬偵探角色，通過(guò)編程尋找謎題線索；

-游戲：設(shè)計(jì)數(shù)字謎題挑戰(zhàn)，以游戲形式激發(fā)學(xué)生興趣和參與度；

-實(shí)驗(yàn)操作：分組進(jìn)行編程實(shí)踐，解決具體數(shù)字謎題。

3.教學(xué)媒體使用：

-使用多媒體教學(xué)工具，展示Python編程實(shí)例和謎題案例；

-利用編程軟件，讓學(xué)生在課堂上實(shí)時(shí)操作，提高實(shí)踐能力；

-通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，共享學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)學(xué)生課后學(xué)習(xí)和交流。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括PPT、教學(xué)視頻和預(yù)習(xí)指導(dǎo)文檔，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“趣解數(shù)字謎題”課題，設(shè)計(jì)問(wèn)題，如“如何使用循環(huán)和條件語(yǔ)句解決數(shù)列問(wèn)題？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生預(yù)習(xí)情況，及時(shí)給予反饋。

-學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，閱讀資料，初步理解Python編程解決數(shù)字謎題的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：嘗試回答預(yù)習(xí)問(wèn)題，記錄疑問(wèn)。

提交預(yù)習(xí)成果：將筆記、疑問(wèn)等提交至平臺(tái)。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

-作用與目的：

讓學(xué)生提前接觸課程內(nèi)容，為課堂學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)的能力。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)一個(gè)數(shù)獨(dú)謎題的故事，引起學(xué)生對(duì)本課題的興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解循環(huán)、條件語(yǔ)句在解決數(shù)字謎題中的應(yīng)用，結(jié)合具體實(shí)例。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組合作解謎題、編程實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握技能。

解答疑問(wèn)：及時(shí)解答學(xué)生在活動(dòng)中的疑問(wèn)。

-學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，思考案例中的編程邏輯。

參與課堂活動(dòng)：積極投身于小組討論和編程實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

提問(wèn)與討論：針對(duì)疑問(wèn)大膽提問(wèn)，與小組成員或教師討論。

-教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過(guò)案例分析，深入講解知識(shí)點(diǎn)。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)編程實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

-作用與目的：

加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和技能的掌握。

通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)課程內(nèi)容，布置相關(guān)的編程練習(xí)題，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍、在線教程等，供學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予反饋，指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)。

-學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，深化對(duì)Python編程的理解。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出改進(jìn)建議。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)反思，提升學(xué)習(xí)效果。

-作用與目的：

鞏固知識(shí)技能，提高學(xué)生的編程能力。

通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，豐富學(xué)生的知識(shí)體系。

通過(guò)反思，幫助學(xué)生形成有效的學(xué)習(xí)方法，促進(jìn)個(gè)人成長(zhǎng)。知識(shí)點(diǎn)梳理1.Python基本語(yǔ)法

-變量與數(shù)據(jù)類型

-運(yùn)算符與表達(dá)式

-控制流程：條件語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句

2.函數(shù)與模塊

-自定義函數(shù)

-模塊與函數(shù)調(diào)用

-常用Python庫(kù)：math、random等

3.列表與元組

-列表的創(chuàng)建與操作

-元組的創(chuàng)建與操作

-列表與元組的區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)景

4.字典與集合

-字典的創(chuàng)建與操作

-集合的創(chuàng)建與操作

-字典與集合的常用方法

5.文件與異常

-文件讀取與寫入

-異常處理

-文件與異常在實(shí)際編程中的應(yīng)用

6.類與對(duì)象

-類的定義與創(chuàng)建

-對(duì)象的創(chuàng)建與調(diào)用

-類的方法與屬性

7.數(shù)字謎題相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

-數(shù)列：等差數(shù)列、等比數(shù)列等

-數(shù)字規(guī)律：奇偶性、質(zhì)數(shù)、回文數(shù)等

-謎題類型：數(shù)獨(dú)、迷宮、接龍等

8.編程解決數(shù)字謎題的方法

-分析數(shù)字規(guī)律

-設(shè)計(jì)算法

-編寫程序代碼

-調(diào)試與優(yōu)化

9.Python編程實(shí)例

-數(shù)獨(dú)謎題求解

-迷宮問(wèn)題求解

-接龍游戲?qū)崿F(xiàn)

10.項(xiàng)目實(shí)踐

-設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字謎題求解器

-編寫一個(gè)數(shù)字謎題生成器

-數(shù)字謎題挑戰(zhàn)賽典型例題講解例題1：數(shù)獨(dú)求解

題目：給定一個(gè)9x9的數(shù)獨(dú)謎題，要求填充剩余的空格，使得每行、每列以及每個(gè)3x3的小格子內(nèi)的數(shù)字1-9各出現(xiàn)一次。

解答：

```python

defsolve_sudoku(board):

empty=find_empty(board)

ifnotempty:

returnTrue

else:

row,col=empty

foriinrange(1,10):

ifvalid(board,i,(row,col)):

board[row][col]=i

ifsolve_sudoku(board):

returnTrue

board[row][col]=0

returnFalse

defvalid(board,num,pos):

#Checkrow

foriinrange(len(board[0])):

ifboard[pos[0]][i]==numandpos[1]!=i:

returnFalse

#Checkcolumn

foriinrange(len(board)):

ifboard[i][pos[1]]==numandpos[0]!=i:

returnFalse

#Checkbox

box_x=pos[1]//3

box_y=pos[0]//3

foriinrange(box_y*3,box_y*3+3):

forjinrange(box_x*3,box_x*3+3):

ifboard[i][j]==numand(i,j)!=pos:

returnFalse

returnTrue

deffind_empty(board):

foriinrange(len(board)):

forjinrange(len(board[0])):

ifboard[i][j]==0:

return(i,j)

returnNone

```

例題2：迷宮問(wèn)題

題目：給定一個(gè)二維數(shù)組，代表迷宮，0表示通道，1表示墻壁，從左上角出發(fā)，尋找一條通往右下角的路徑。

解答：

```python

deffind_maze_path(maze,start,end):

ifstart==end:

return[start]

fordirectionin[(0,1),(1,0),(0,-1),(-1,0)]:#right,down,left,up

next_pos=(start[0]+direction[0],start[1]+direction[1])

if0<=next_pos[0]<len(maze)and0<=next_pos[1]<len(maze[0])andmaze[next_pos[0]][next_pos[1]]==0:

maze[next_pos[0]][next_pos[1]]=2#markasvisited

path=find_maze_path(maze,next_pos,end)

ifpath:

return[start]+path

maze[next_pos[0]][next_pos[1]]=0#backtracking

returnNone

```

例題3：接龍游戲

題目：編寫一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)字接龍游戲。從1開(kāi)始，每次可以加1、2或3，誰(shuí)先達(dá)到30誰(shuí)贏。

解答：

```python

defnumber_chain_game(player1,player2):

current=1

whilecurrent<30:

current+=player1.move(current)

ifcurrent==30:

return"Player1wins!"

ifcurrent>30:

return"Player1goesover,Player2wins!"

current+=player2.move(current)

ifcurrent==30:

return"Player2wins!"

ifcurrent>30:

return"Player2goesover,Player1wins!"

```

假設(shè)`player1`和`player2`是兩個(gè)對(duì)象，擁有一個(gè)`move`方法，根據(jù)當(dāng)前數(shù)字返回加1、2或3。

例題4：質(zhì)數(shù)生成器

題目：編寫一個(gè)程序，生成并打印出1到100之間的所有質(zhì)數(shù)。

解答：

```python

defis_prime(num):

ifnum<2:

returnFalse

foriinrange(2,int(num**0.5)+1):

ifnum%i==0:

returnFalse

returnTrue

defprime_generator():

foriinrange(1,101):

ifis_prime(i):

yieldi

forprimeinprime_generator():

print(prime)

```

例題5：回文數(shù)檢查

題目：編寫一個(gè)程序，檢查一個(gè)整數(shù)是否是回文數(shù)。

解答：

```python

defis_palindrome(num):

returnstr(num)==str(num)[::-1]

#測(cè)試

print(is_palindrome(121))#True

print(is_palindrome(-121))#False

print(is_palindrome(10))#False

```板書設(shè)計(jì)-①Python編程基本語(yǔ)法：變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制流程

-②函數(shù)與模塊：自定義函數(shù)、模塊調(diào)用、常用庫(kù)

-③列表與元組：創(chuàng)建與操作、區(qū)別與應(yīng)用場(chǎng)景

-④字典與集合：創(chuàng)建與操作、常用方法

-⑤文件與異常：文件讀寫、異常處