《編制計(jì)算機(jī)程序解決問題》教學(xué)設(shè)計(jì)方案一、課程標(biāo)準(zhǔn)解讀本設(shè)計(jì)依據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，針對(duì)高中階段學(xué)生開展教學(xué)設(shè)計(jì)。在知識(shí)與技能維度，聚焦程序設(shè)計(jì)基本概念、算法思想、編程語言基礎(chǔ)三大核心概念，強(qiáng)化編寫簡單程序、調(diào)試排錯(cuò)、問題分析三大關(guān)鍵技能，構(gòu)建"了解應(yīng)用綜合"的認(rèn)知進(jìn)階路徑。在過程與方法維度，貫穿"問題分析算法設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn)測試優(yōu)化"的學(xué)科思想方法，通過階梯式任務(wù)設(shè)計(jì)落實(shí)方法滲透。在情感態(tài)度與價(jià)值觀及核心素養(yǎng)維度，以邏輯思維培養(yǎng)為核心，兼顧創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力塑造，通過真實(shí)問題解決場景滲透核心素養(yǎng)。學(xué)業(yè)質(zhì)量要求嚴(yán)格對(duì)標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)，明確基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)線與高階能力發(fā)展目標(biāo)。二、學(xué)情分析高中學(xué)生已具備基礎(chǔ)邏輯思維與抽象思維能力，熟悉計(jì)算機(jī)基本操作，但程序設(shè)計(jì)認(rèn)知存在顯著分層：多數(shù)學(xué)生零編程基礎(chǔ)，僅少數(shù)學(xué)生有簡單Scratch或Python入門經(jīng)驗(yàn)；學(xué)生對(duì)程序應(yīng)用場景熟悉度高，但對(duì)"程序如何解決問題"的內(nèi)在邏輯認(rèn)知空白；學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)兩極化，部分學(xué)生因"技術(shù)應(yīng)用"產(chǎn)生興趣，部分學(xué)生因"代碼抽象"存在畏難情緒。潛在學(xué)習(xí)困難集中于三點(diǎn)：算法邏輯的具象化理解、編程語言語法的規(guī)范應(yīng)用、問題到代碼的轉(zhuǎn)化能力。針對(duì)性教學(xué)策略：實(shí)施"分層啟蒙情境驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)幫扶"三維策略，為基礎(chǔ)薄弱生提供"語法小卡片+基礎(chǔ)案例庫"，為興趣不足生設(shè)計(jì)"生活問題解決方案"項(xiàng)目，為進(jìn)階學(xué)生設(shè)置"算法優(yōu)化挑戰(zhàn)"任務(wù)；建立"一對(duì)一"答疑小組，重點(diǎn)突破遞歸、循環(huán)嵌套等難點(diǎn)認(rèn)知。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1.識(shí)記程序設(shè)計(jì)核心術(shù)語（變量、數(shù)據(jù)類型、條件語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)等），能準(zhǔn)確闡述其定義及使用場景；2.理解算法的概念、特征（有窮性、確定性、可行性等），能對(duì)比分析冒泡排序與選擇排序的優(yōu)劣；3.應(yīng)用級(jí)目標(biāo)：能運(yùn)用分支、循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，解決"階乘計(jì)算""成績等級(jí)判定"等實(shí)際問題；4.綜合級(jí)目標(biāo)：能整合算法設(shè)計(jì)與編程知識(shí)，完成"簡易計(jì)算器"等小型應(yīng)用開發(fā)。（二）能力目標(biāo)1.操作能力：能熟練使用PythonIDE完成代碼編寫、運(yùn)行及調(diào)試操作；2.思維能力：具備"問題拆解邏輯建模算法設(shè)計(jì)"的高階思維，能從效率角度優(yōu)化現(xiàn)有代碼；3.協(xié)作能力：通過小組合作完成"交通燈模擬"項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)任務(wù)分工、代碼整合與問題會(huì)商；4.創(chuàng)新能力：能針對(duì)現(xiàn)有程序提出功能拓展方案，如在計(jì)算器中增加"歷史記錄"功能。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1.通過分析"圖靈獎(jiǎng)獲得者編程故事"，感悟嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神；2.在程序調(diào)試過程中，培養(yǎng)直面錯(cuò)誤、迭代優(yōu)化的抗挫折能力；3.通過解決"校園圖書借閱統(tǒng)計(jì)"等真實(shí)問題，樹立"技術(shù)服務(wù)生活"的應(yīng)用意識(shí)；4.在小組協(xié)作中，養(yǎng)成規(guī)范注釋、成果共享的合作習(xí)慣。（四）核心素養(yǎng)目標(biāo)1.計(jì)算思維：能將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可處理的程序邏輯，理解"抽象建模自動(dòng)化"的核心流程；2.信息意識(shí)：能識(shí)別程序設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵信息，如通過變量命名判斷數(shù)據(jù)含義；3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能利用在線編程社區(qū)、調(diào)試工具等資源自主解決學(xué)習(xí)難題；4.信息社會(huì)責(zé)任：在程序設(shè)計(jì)中遵守代碼版權(quán)規(guī)范，樹立網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)1.核心概念體系：算法的定義、特征及表示方法（流程圖、偽代碼）；2.編程核心技能：條件語句（ifelse）、循環(huán)結(jié)構(gòu)（for/while）的語法及嵌套使用；3.核心流程："問題分析→算法設(shè)計(jì)→代碼實(shí)現(xiàn)→調(diào)試優(yōu)化"的問題解決流程。重點(diǎn)突破策略：采用"案例拆解+階梯任務(wù)"模式，以"成績統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)"為載體，分步落實(shí)重點(diǎn)知識(shí)。（二）教學(xué)難點(diǎn)1.抽象邏輯具象化：遞歸算法的調(diào)用機(jī)制及終止條件設(shè)計(jì)；2.問題轉(zhuǎn)化能力：將自然語言描述的問題轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的算法邏輯；3.調(diào)試能力：精準(zhǔn)定位語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并修正。難點(diǎn)成因：遞歸思維與學(xué)生常規(guī)線性思維沖突；問題轉(zhuǎn)化需跨"自然語言邏輯語言代碼語言"三重轉(zhuǎn)換。突破策略：借助"遞歸可視化演示工具"具象化調(diào)用過程；設(shè)計(jì)"問題流程圖偽代碼代碼"四步轉(zhuǎn)化模板；建立"常見錯(cuò)誤案例庫"輔助調(diào)試。五、教學(xué)準(zhǔn)備（一）教學(xué)資源多媒體課件：包含算法動(dòng)畫演示、語法規(guī)則圖譜、案例代碼庫；實(shí)操工具：Python3.9及以上版本、PyCharmEdu版、在線調(diào)試平臺(tái)（備用）；學(xué)習(xí)支架：流程圖模板、語法速查表、任務(wù)單（分基礎(chǔ)版/進(jìn)階版）；評(píng)價(jià)工具：課堂表現(xiàn)記錄表、代碼評(píng)價(jià)量規(guī)（準(zhǔn)確性、規(guī)范性、創(chuàng)新性）。（二）學(xué)生準(zhǔn)備完成預(yù)學(xué)任務(wù)：觀看"編程解決問題的三個(gè)故事"微視頻，填寫《預(yù)學(xué)疑問單》；安裝Python編程環(huán)境，完成基礎(chǔ)環(huán)境測試。（三）環(huán)境布置采用"4人小組"座位布局，確保組內(nèi)協(xié)作便捷；黑板劃分"知識(shí)圖譜區(qū)""核心代碼區(qū)""問題答疑區(qū)"三大板塊。六、教學(xué)過程（1課時(shí)，45分鐘）（一）情境導(dǎo)入，激發(fā)思考（5分鐘）生活設(shè)問："同學(xué)們，當(dāng)我們用外賣APP下單時(shí)，系統(tǒng)如何計(jì)算配送費(fèi)？當(dāng)我們玩跳一跳游戲時(shí)，程序如何判斷得分？"引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中程序應(yīng)用場景。問題呈現(xiàn)：展示"簡易計(jì)算器程序"故障案例（輸入"3+5"后輸出錯(cuò)誤結(jié)果），提問："這個(gè)程序哪里出了問題？我們?cè)撊绾涡迯?fù)它？"目標(biāo)明確：引出本節(jié)課主題，展示學(xué)習(xí)路線圖："問題分析→算法設(shè)計(jì)→代碼實(shí)現(xiàn)→調(diào)試優(yōu)化"，明確本節(jié)課將掌握"用Python編寫并調(diào)試簡單程序"的核心能力。（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，探究新知（25分鐘）任務(wù)一：算法設(shè)計(jì)入門——從問題到流程圖（8分鐘）目標(biāo)：掌握算法的表示方法，能繪制簡單流程圖。教師活動(dòng)：1.講解算法定義及特征，以"整理書桌"為例分析算法的步驟性；2.示范用流程圖表示"計(jì)算15的和"的算法，強(qiáng)調(diào)開始/結(jié)束、判斷、處理等核心符號(hào)；3.發(fā)布小組任務(wù)：用流程圖表示"判斷一個(gè)數(shù)是否為偶數(shù)"的算法。學(xué)生活動(dòng)：1.小組討論算法步驟，繪制流程圖；2.2個(gè)小組上臺(tái)展示，其他小組點(diǎn)評(píng)補(bǔ)充。即時(shí)評(píng)價(jià)：對(duì)照"流程圖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)"（完整性、邏輯性、規(guī)范性）進(jìn)行互評(píng)，教師針對(duì)性點(diǎn)撥。任務(wù)二：編程實(shí)現(xiàn)——從流程圖到代碼（10分鐘）目標(biāo)：掌握條件語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本語法，能實(shí)現(xiàn)簡單算法的代碼轉(zhuǎn)化。教師活動(dòng)：1.語法精講：以"判斷偶數(shù)"流程圖為例，逐句轉(zhuǎn)化為Python代碼，講解ifelse條件語句語法；以"計(jì)算110的和"為例，講解for循環(huán)語法；2.規(guī)范強(qiáng)調(diào)：演示代碼縮進(jìn)、變量命名等規(guī)范，強(qiáng)調(diào)"注釋"的重要性。學(xué)生活動(dòng)：1.跟隨教師完成"判斷偶數(shù)"和"求和"代碼編寫，調(diào)試運(yùn)行；2.小組內(nèi)互助：基礎(chǔ)薄弱生由組長協(xié)助排查語法錯(cuò)誤。即時(shí)反饋：教師巡視，用"紅筆批注"方式糾正典型語法錯(cuò)誤（如缺少冒號(hào)、縮進(jìn)錯(cuò)誤），展示2個(gè)規(guī)范代碼案例。任務(wù)三：調(diào)試優(yōu)化——解決實(shí)際問題（7分鐘）目標(biāo)：掌握基礎(chǔ)調(diào)試方法，能修正程序中的邏輯錯(cuò)誤。教師活動(dòng)：1.問題呈現(xiàn)：回歸導(dǎo)入環(huán)節(jié)的"簡易計(jì)算器"故障代碼，引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因（缺少加法運(yùn)算邏輯）；2.調(diào)試示范：使用print()函數(shù)打印中間結(jié)果，定位錯(cuò)誤位置，演示修改過程；3.方法總結(jié)：講解"逐行運(yùn)行""打印變量值"兩種基礎(chǔ)調(diào)試方法。學(xué)生活動(dòng)：1.小組合作修復(fù)"簡易計(jì)算器"代碼，實(shí)現(xiàn)"兩數(shù)相加"功能；2.進(jìn)階任務(wù)（選做）：為計(jì)算器增加"減法"功能。成果展示：1個(gè)基礎(chǔ)組和1個(gè)進(jìn)階組展示修復(fù)后的代碼，講解調(diào)試思路。（三）分層練習(xí)，鞏固提升（10分鐘）采用"基礎(chǔ)提高拓展"三級(jí)練習(xí)體系，學(xué)生根據(jù)自身水平自主選擇，小組內(nèi)互助完成?；A(chǔ)層（必做）：語法鞏固修正代碼錯(cuò)誤：defmultiply(a,b):returnab缺少運(yùn)算符編寫代碼：用循環(huán)計(jì)算1100的累加和。提高層（選做）：邏輯應(yīng)用編寫"成績等級(jí)判定"程序：輸入學(xué)生成績（0100），輸出對(duì)應(yīng)等級(jí)（90100為A，8089為B，以此類推）。拓展層（挑戰(zhàn)）：為"成績等級(jí)判定"程序增加"輸入驗(yàn)證"功能：若輸入非數(shù)字或超出0100范圍，提示"輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入"。反饋方式：組內(nèi)互評(píng)→教師抽查→展示優(yōu)秀代碼（標(biāo)注"規(guī)范注釋""邏輯簡潔"等亮點(diǎn)）。（四）總結(jié)升華，布置作業(yè)（5分鐘）知識(shí)梳理：引導(dǎo)學(xué)生繪制"程序解決問題"知識(shí)圖譜，明確"問題→算法→代碼→調(diào)試"的核心流程。反思提升：提問："今天調(diào)試代碼時(shí)，你印象最深的錯(cuò)誤是什么？如何解決的？"培養(yǎng)元認(rèn)知能力。作業(yè)布置：必做作業(yè)：完成"素?cái)?shù)判斷"程序編寫，提交至學(xué)習(xí)平臺(tái)（附調(diào)試過程說明）；選做作業(yè)：調(diào)研"Python在人工智能中的應(yīng)用"，撰寫200字短文；預(yù)習(xí)任務(wù)：觀看"循環(huán)嵌套"教學(xué)視頻，嘗試編寫"打印九九乘法表"代碼。七、評(píng)價(jià)體系（一）過程性評(píng)價(jià)采用"三維記錄法"：1.課堂參與：記錄學(xué)生發(fā)言、小組討論貢獻(xiàn)度；2.任務(wù)完成：根據(jù)任務(wù)單提交質(zhì)量、代碼調(diào)試效率評(píng)分；3.協(xié)作表現(xiàn)：小組內(nèi)互評(píng)"互助次數(shù)""貢獻(xiàn)度"。（二）終結(jié)性評(píng)價(jià)單元測試：采用"項(xiàng)目式考核"，要求學(xué)生在40分鐘內(nèi)完成"簡易學(xué)生成績管理程序"開發(fā)（包含輸入、計(jì)算、輸出功能），依據(jù)"準(zhǔn)確性（60%）、規(guī)范性（20%）、創(chuàng)新性（20%）"評(píng)分。（三）多元評(píng)價(jià)主體構(gòu)建"學(xué)生自評(píng)→小組互評(píng)→教師評(píng)價(jià)"三維評(píng)價(jià)體系，確保評(píng)價(jià)全面客觀。八、板書設(shè)計(jì)text《編制計(jì)算機(jī)程序解決問題》一、核心流程：問題→算法→代碼→調(diào)試二、算法表示：流程圖（開始/結(jié)束、判斷、處理）三、核心語法：1.條件語句：if條件:執(zhí)行語句else:執(zhí)行語句2.循環(huán)語句：foriinrange(10):執(zhí)行語句四、調(diào)試技巧：1.逐行運(yùn)行2.打印變量3.對(duì)照語法表五、關(guān)鍵意識(shí)：規(guī)范、邏輯、創(chuàng)新九、教學(xué)反思（一）目標(biāo)達(dá)成分析多數(shù)學(xué)生能掌握條件語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本語法，完成基礎(chǔ)代碼編寫（達(dá)成度85%）；但在"邏輯錯(cuò)誤調(diào)試"和"復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化"方面，約30%的學(xué)生存在困難，需通過課后一對(duì)一輔導(dǎo)強(qiáng)化。（二）教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化亮點(diǎn)：任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)有效提升學(xué)生參與度，小組互助降低了基礎(chǔ)薄弱生的畏難情緒。不足：算法設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)間稍顯緊張，部分學(xué)生流程圖繪制不夠規(guī)范。改進(jìn)：課前增加"流程圖繪制"微練習(xí)，課堂中提供標(biāo)準(zhǔn)化模板