python單元整合教學設(shè)計1.1單元整合設(shè)計思路本單元以python程序設(shè)計與開發(fā)的學習為基礎(chǔ)，制定了“智能垃圾分類”的單元主題。圍繞“智能垃圾分類”，引導(dǎo)學生分析智能垃圾分類系統(tǒng)的需求分析、算法設(shè)計、代碼編寫、程序優(yōu)化等程序開發(fā)的一般步驟，從而讓學生學會算法與Python程序設(shè)計相關(guān)的知識與技能，和培養(yǎng)學生相應(yīng)的情感態(tài)度價值觀。 本課程還采用了UMU線上互動學習平臺，UMU線上互動學習平臺整合了本單元的所有知識點的講解。當學生在學習時，遇到困難，隨時都可以在學習平臺上找到相應(yīng)的學習資源，來解決自己的疑惑，讓整個單元的學習都變得觸手可得、輕而易舉。1.2單元整合教學目標梳理（1）善于分析問題，并將問題轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計的需求分析；（2）能夠使用自然語言描述算法；（3）能夠通過自然語言描述的算法畫出流程圖；（4）能夠根據(jù)生活實際優(yōu)化程序算法；（6）了解Python編程環(huán)境，認識簡單的數(shù)據(jù)類型；（6）學會使用input（）、print（）輸入輸出函數(shù)。（7）認識變量，了解變量在程序中的作用。（8）掌握變量的定義、賦值和調(diào)用的過程；（9）學會基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換；（10）認識程序的分支結(jié)構(gòu)，了解Python語言語句縮進的特點；（11）熟練運用if的條件表達式；（12）掌握多分支條件語句的語法結(jié)構(gòu)（13）能夠應(yīng)用條件語句編寫程序，解決生活中的問題（14）認識循環(huán)結(jié)構(gòu)，掌握for循環(huán)和while循環(huán)的用法（15）理解循環(huán)變量在循環(huán)中的作用，能夠熟練應(yīng)用range（）函數(shù)（16）認識列表、元組和字典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，理解他們之間的關(guān)系和區(qū)別（17）學會列表、元組和字典的定義和調(diào)用，掌握簡單的操作函數(shù)（18）了解函數(shù)的基本含義，掌握自定義函數(shù)的語法結(jié)構(gòu)（19）初步體驗?zāi)K化程序設(shè)計的理念，能夠?qū)?fù)雜的問題進行有條理的分析（20）能夠綜合運用所學Python知識，解決生活中的問題（21）培養(yǎng)學生獨立思考，善于解決問題的能力（22）培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作，互幫互助的合作意識（23）培養(yǎng)學生熱愛編程，喜歡動腦的良好習慣1.3各教學內(nèi)容的教學形式安排（單元課時安排）課時題目教學內(nèi)容教學環(huán)境教學準備第1課時初識PYTHON導(dǎo)入垃圾分類系統(tǒng)的需求分析；設(shè)計垃圾分類系統(tǒng)的算法；用自然語言描述算法。用流程圖表示算法認識Python界面編寫垃圾分類系統(tǒng)開機交互用語計算機教室PPT、智能垃圾箱圖片第2課時Python條件語句1、將不同垃圾按種類放入不同的垃圾桶2、設(shè)定會員積分制，獎勵用戶多使用智能垃圾桶3、編寫用戶登錄程序，獲取會員用戶等級計算機教室PPT、UMU教學互動平臺第3課時Python字典、列表、元組1、使用字典編寫垃圾種類數(shù)據(jù)源2、編寫文件讀取程序，通過文件讀取，獲取會員用戶列表，實現(xiàn)會員用戶環(huán)保積分的存儲計算機教室PPT、UMU教學互動平臺第4課時Python循環(huán)語句1、使用循環(huán)語句實現(xiàn)用戶的重復(fù)登錄2、使用循環(huán)語句智能識別垃圾的種類計算機教室PPT、UMU教學互動平臺第5課時Python函數(shù)1、將垃圾分類系統(tǒng)交互用語打包成函數(shù)2、將用戶登錄模塊打包成函數(shù)3、將垃圾識智能識別程序打包成函數(shù)計算機教室PPT、UMU教學互動平臺1.4分課時教學設(shè)計第一課時：初識Python教學目標：能夠通過自然語言描述的算法畫出流程圖2.了解Python編程環(huán)境，認識簡單的數(shù)據(jù)類型；3.學會使用input（）、print（）輸入輸出函數(shù)。4.能夠根據(jù)生活實際優(yōu)化程序算法；教學過程環(huán)節(jié)教師活動學生活動活動意圖提出主題：垃圾分類系統(tǒng)給學生一些生活垃圾的圖片，讓學生回答垃圾的種類，應(yīng)該放到哪個垃圾桶里思考并回答培養(yǎng)學生的分析能力、環(huán)保意識設(shè)計垃圾分類系統(tǒng)的算法垃圾種類繁多，有時候我們常常不知道應(yīng)該放到哪個垃圾桶，請同學們設(shè)計一個智能分類垃圾桶的算法，并且用自然語言描述，畫出流程圖小組討論并回答通過思考提高學生算法設(shè)計的能力初識Python界面設(shè)計完算法之后，我們開始編寫Python代碼，首先我們來認識一下Python界面，主要的Python界面菜單有：File->newFileFile->SaveRun->Runmodule打開PythonIDLE熟悉Python界面提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生的動手能力編寫開機交互語句認識了Python的界面后，我們接下來寫一下智能垃圾分類程序的開機交互程序：Print(“歡迎使用智能垃圾分類機!”)Print(“有什么需要幫助您的？”)Input()Print(“稍等，立馬幫您處理！”)用自己的語言評價作品通過對作品的評價，知道在搜索素材、選擇素材時應(yīng)注意什么。第二課時：Python條件語句教學目標：1、認識程序的分支結(jié)構(gòu)，了解Python語言語句縮進的特點；2、熟練運用if的條件表達式；3、掌握多分支條件語句的語法結(jié)構(gòu)4、能夠應(yīng)用條件語句編寫程序，解決生活中的問題教學過程環(huán)節(jié)教師活動學生活動活動意圖導(dǎo)入分支條件語句將不同的垃圾，放入不同的垃圾桶，這和我們數(shù)學上的什么思想比較類似（分類討論）編程中，也有分類討論，這就是我們的分支條件語句學生回答通過學生知識的遷移，引入分支條件語句。認識分支條件語句的基本語法結(jié)構(gòu)接下來，我們學習一下Python的分支條件語句的語法結(jié)構(gòu)：if判斷條件： 執(zhí)行語句else： 執(zhí)行語句學生將Python的分支條件語句的語法記在筆記本上學生邊聽邊記，提高學習效果學習多分支條件語句分支條件語句只能實現(xiàn)兩種類型的垃圾分類，如果想要實現(xiàn)多種類型的垃圾分類，我們需要用到多分支條件語句，接下來我們學習一下多分支條件語句的語法結(jié)構(gòu)：if判斷條件： 執(zhí)行語句elif判斷條件: 執(zhí)行語句elif判斷條件: 執(zhí)行語句else： 執(zhí)行語句學生將Python的多分支條件語句的語法記在筆記本上從單分支條件語句到多分支條件語句，由淺入深，由易到難，逐步深入練習分支條件語句用分支條件語句，將不同的垃圾放入不同不同的垃圾桶。ifrubbish_type=="可回收垃圾":print("放入1號桶")elifrubbish_type=="廚余垃圾":print("放入2號桶")elifrubbish_type=="有害垃圾":print("放入3號桶")else:print("放入4號桶")學生根據(jù)if條件語句語法，編寫代碼通過代碼練習，提高學生對分支條件語句的熟練程度。第三課時：Python字典、列表、元組教學目標：1、認識列表、元組和字典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，理解他們之間的關(guān)系和區(qū)別2、學會列表、元組和字典的定義和調(diào)用，掌握簡單的操作函數(shù)3、能夠綜合應(yīng)用列表、元組和字典解決復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題教學過程環(huán)節(jié)教師活動學生活動活動意圖導(dǎo)入字典的概念如何才能識別各種各樣的垃圾種類呢，這里我們需要建立一個垃圾的數(shù)據(jù)源，來標識不同垃圾的種類小組討論如何才能識別各種各樣的垃圾提出問題，引發(fā)學生的疑惑，提高學生課堂的興趣定義字典的用法Dictt={key：val，}實例：rubbish_dict={"廢紙":"可回收垃圾","礦泉水瓶":"可回收垃圾","剩飯":"廚余垃圾","剩菜":"廚余垃圾","廢電池":"有害垃圾","過期藥品":"有害垃圾","渣土":"其他垃圾","碎磚":"其他垃圾"}學生在筆記本上記下字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義給出一般的字典結(jié)構(gòu)并且又給出了實際的例子，方便學生理解什么是字典字典的引用我們可以通過dict[“key”]的方式引用字典中的內(nèi)容，例如：rubbish_dict[“廢紙”]，關(guān)于垃圾該如何自動識別，這里老師賣個關(guān)子，下節(jié)課我們講循環(huán)的時候在詳細介紹列表的定義和用法為了提高用戶使用智能垃圾分類系統(tǒng)的頻率，我們通過設(shè)置會員等級、會員積分的方式，來激勵用戶使用，那如何儲存用戶的會員等級和會員積分呢？這里我們使用列表的方式來存儲會員信息列表的定義：Listl=[,,,,,,]具體的例子：User_info=[“ma”,”123”,”1”,”86”]列表的引用：User_info[1]、User_info[2]給出一般的列表結(jié)構(gòu)并且又給出了實際的例子，方便學生理解什么是列表字典和列表的綜合應(yīng)用請同學們根據(jù)老師講解的字典、列表的語法結(jié)構(gòu)，完善垃圾分類系統(tǒng)，寫出垃圾分類系統(tǒng)中的垃圾種類數(shù)據(jù)源和從用戶txt文件中，讀取出用戶信息列表通過代碼練習，提高學生對字典、列表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的熟練程度。第四課時：Python循環(huán)語句教學目標：1、認識循環(huán)結(jié)構(gòu)，了解循環(huán)結(jié)構(gòu)在程序中的作業(yè)和意義2、掌握for循環(huán)和while循環(huán)的用法3、理解循環(huán)變量在循環(huán)中的作用，能夠熟練應(yīng)用range（）函數(shù)教學過程環(huán)節(jié)教師活動學生活動活動意圖編寫登錄程序復(fù)習if條件語句，編寫用戶登錄程序：user_name=input("請輸入用戶名：user_pwd=input("請輸入密碼：")ifuser_name=="admin"anduser_pwd=="12345":print("登陸成功！")else:print("用戶名或密碼錯誤,請重新輸入！")學生根據(jù)掌握的if條件語句，編寫用戶登錄程序復(fù)習上節(jié)課學習的if條件語句引入while循環(huán)結(jié)構(gòu)上面的程序用戶名密碼錯誤后，只能退出重新登錄，如何才能讓用戶一直登錄，知道用戶登錄成功，這里我們就需要用到while循環(huán)語句來實現(xiàn)：whileTrue:user_name=input("請輸入用戶名：")user_pwd=input("請輸入密碼：")ifuser_name=="admin"anduser_pwd=="12345":print("登陸成功！")breakelse:print("用戶名或密碼錯誤,請重新輸入！")while當條件城里時執(zhí)行下面縮進的語句True為布爾變量，表示條件成立下面縮進對齊的代碼為執(zhí)行語句學生邊聽邊思考while循環(huán)結(jié)構(gòu)語句的語法學生邊聽邊記，提高學習效果While循環(huán)變量的講解為了避免用戶惡意登錄，我們不能讓用戶一直登錄，如果登錄失敗三次，我們就提示賬號鎖定，無法登錄。這里我們需要用到循環(huán)變量，接下來我們寫一下代碼：s=0whiles<3:user_name=input("請輸入用戶名：")user_pwd=input("請輸入密碼：")ifuser_name=="admin"anduser_pwd=="12345":print("登陸成功！")breakelse:print("用戶名或密碼錯誤,請重新輸入！")s=s+1ifs==3:print("登錄失敗，賬號已鎖定，請聯(lián)系客服！")學生邊聽邊思考while循環(huán)結(jié)構(gòu)語句的語法學生邊聽邊記，提高學習效果For循環(huán)結(jié)構(gòu)語法講解除了while循環(huán)結(jié)構(gòu)，還有一種for循環(huán)結(jié)構(gòu)，接下來請同學們自主學習umu互動學習平臺，將上面的while循環(huán)語句，轉(zhuǎn)化為for循環(huán)語句：forsinrange(0,3):user_name=input("請輸入用戶名：")user_pwd=input("請輸入密碼：")ifuser_name=="admin"anduser_pwd=="12345":print("登陸成功！")s=0breakelse:print("用戶名或密碼錯誤,請重新輸入！")ifs>=2:print("登錄失敗，密碼已鎖定，請聯(lián)系客服！")學生通過umu自主學習平臺，自主探究for循環(huán)結(jié)構(gòu)，并且將while循環(huán)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為for循環(huán)結(jié)構(gòu)學生通過老師提供的網(wǎng)上學習平臺，自主探究，小組協(xié)作，提高學生自主學習能力和團隊協(xié)作的能力應(yīng)用循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫垃圾種類識別程序請同學們小組協(xié)作，利用老師提供的學習資源，完善垃圾種類識別的程序：rubbish_type=0fork,vinrubbish_dict.items():ifrubbish==k:rubbish_type=v學生應(yīng)用循環(huán)結(jié)構(gòu)語句，編寫垃圾種類識別程序代碼學生綜合應(yīng)用for、while循環(huán)結(jié)構(gòu)程序，解決生活中的實際問題，提高學生的代碼編寫的能力第五課時：Python函數(shù)教學目標：1、了解函數(shù)的基本含義，掌握自定義函數(shù)的語法結(jié)構(gòu)2、初步體驗?zāi)K化程序設(shè)計的理念，能夠?qū)?fù)雜的問題進行有條理的分析3、能夠綜合運用所學Python知識，解決生活中的問題4、培養(yǎng)學生獨立思考，善于解決問題的能力教學過程環(huán)節(jié)教師活動學生活動活動意圖導(dǎo)入函數(shù)應(yīng)用前面的學習，我們基本上完成了Python的垃圾分類程序，但是我們寫的代碼冗雜，不易修改，接下來我們就對代碼進行優(yōu)化，將代碼進行模塊化，讓代碼變得簡潔、有序思考如何優(yōu)化代碼，讓代碼變得簡潔、有序提出問題情境，激發(fā)學生積極思考定義函數(shù)接下來，我們就通過自定義函數(shù)，將代碼進行打包：#識別垃圾種類的函數(shù)：defjudge_type():rubbish_type=0fork,vinrubbish_dict.items():ifrubbish==k:rubbish_type=vreturnrubbish_typedef是自定義函數(shù)的關(guān)鍵字judge_type是函數(shù)名judge_type()括號中放的是函數(shù)的參數(shù)這樣我們就把垃圾識別代碼打包成了函數(shù)學生邊聽邊記，學會Python自定義函數(shù)的代碼學生邊聽邊記，提高學習效果函數(shù)調(diào)用自定義完函數(shù)后，如何讓我們寫的代碼起作用呢？這其實很簡單，只需要簡單的一行代碼就能完成函數(shù)的調(diào)用：rubbish_type=judge_type()rubbish_type變量的值就等于judge_type()函數(shù)return返回的值生嘗試調(diào)用自己寫的自定義函數(shù)通過完成函數(shù)的調(diào)用，讓學生感受模塊化編程的魅力綜合應(yīng)用自定義函數(shù)請同學們參考umu自主學習平臺，對垃圾分類程序中的其他代碼進行函數(shù)化生嘗試自主編寫函數(shù)，優(yōu)化垃圾分類程序綜合應(yīng)用自定義函數(shù)，提高學生對自定義函數(shù)的理解1.5教學評價本單元所有的課程緊緊圍繞著“智能垃圾分類”這個主題，將單元內(nèi)的所有內(nèi)容都整合到這同一的主題下，這使得每一節(jié)課程的代碼不再是一個單獨的、孤立的程序，而是一個連續(xù)的、緊密結(jié)合的大的程序。這使得學生對Python程序設(shè)計知識點有了一個整體的把握，代碼的綜合運用能力也得到了一個很好的提升。在實際的單元整合課程中，Python的變量部分以及數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化函數(shù)，沒有單獨的列出來，深入講解，只是隨堂進行了串講，學生掌握的有所欠缺，需要在后續(xù)的課程中把這些部分的內(nèi)容融合進來，實現(xiàn)知識點覆蓋更廣的單元整合。隨著課程的深入，希望以后能夠跨單元進行內(nèi)容整合，把辦公軟件的應(yīng)用整合到算法設(shè)計部分，把Photoshop、flash整合到代碼演示部分，讓學生能夠更好的對信息進行收集、整合、加工、處理，切實提高學生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。1.6附件:單元主題學習進度自查表（做一個表格）序號知識列表是否掌握1學會對生活中的問題進行需求分析；□是□否3用自然語言描述算法。□是□否4用流程圖表示算法□是□否5熟悉Python開發(fā)界面□是□否6input（）、print（）輸入輸出語句□是□否int（）、str（）、eval（）類型轉(zhuǎn)化函數(shù)用法□是□否7if……else分支結(jié)構(gòu)語法□是□否8if……elif……elif……else多分支結(jié)構(gòu)語句語法□是□否9while循環(huán)語句語法□是□否10for循環(huán)語句語法□是□否11range()函數(shù)用法□是□否12嵌套循環(huán)語句的語法□是□否13列表、字典、元組的定義□是□否14列表、字典、元組的使用方法□是□否15函數(shù)的定義與作用□是□否16函數(shù)的聲明與調(diào)用□是□否附錄垃圾分類程序完整代碼：rubbish_dict={"廢紙":1,"礦泉水瓶":1,"剩飯":2,"剩菜":2,"廢電池":3,"過期藥品":3,"渣土":4,"碎磚":4}#用戶登錄，確定用戶信息uer_level=0#初始化用戶等級信息user_score=0#初始化用戶環(huán)保積分defuer_login(user_name,user_pwd):flag=Falseglobaluser_levelglobaluser_scoreuser_list=[]f=open("user_info.txt","r")tempList=f.readlines()fortempintempList:user_list=temp.split("")ifuser_name==user_list[0]anduser_pwd==user_list[1]:user_level=eval(user_list[2])user_score=eval(user_list[3])flag=Truef.close()returnflag#判斷垃圾的類型defjudge_type():rubbish_type=0fork,vinrubbish_dict.items():ifrubbish==k:rubbish_type=vreturnrubbish_type#計算用戶積分defcompute_score(rubbish_type,user_level):ifuser_level>=0anduser_level<=5:protect_score=rubbish_type*10+user_levelelifuser_level>=6anduser_level<=10:protect_score=rubbish_type*10+2*user_levelelse:protect_score=rubbish_type*10+3*user_levelreturnprotect_score#用戶登陸print("我是垃圾分類助手，接下來我們一起開啟環(huán)保之旅吧！")user_name=input("請輸入用戶名：")#用戶名ma，密碼123，在user_info文件中，可以手動添加user_pwd=input("請輸入密碼：")whileTrue:flag=uer_login(user_name,user_pwd)ifflag==True:break;else:print("用戶名或密碼錯誤，請重新登錄")user_name=input("請輸入用戶名：")user_pwd=input("請輸入密碼：")#判斷用戶等級defcompute_level(user_score):returnint(user_score/100)+1#更新用戶信息defupdate_user_message(user_name,user_pwd,user_score,user_level):flag=Falsef=open("user_info.txt","r")tempList=f.readlines()write_str=""fortempintempList:user_list=temp.split("")ifuser_name==user_list[0]:write_str=write_str+user_name+""+user_pwd+""+str(user_level)+""+str(user_score)+"\n"else:write_str=write_str+user_list[0]+""+user_list[1]+""+user_list[2]+""+user_list[3]flag=Truef.close()f=open("user_info.txt","w")f.write(write_str)f.close()r