小学《人工智能编程》课程教案
第5讲 挑战运算
1.教学内容分析
本节内容首先情境带入，引出Python字符串的相关知识内容；随后，以Python编程软件为辅助，讲解字符串、字符串索引、输出及基本操作符；之后，开展实践任务，以计算打折销售价格为例，熟悉字符串的使用方法；然后，思维拓展，讲解Python编程规范等知识，最后，能力提升，通过编写Python程序，将明文China加密成密文。
2.学习者分析
1.学生具有一定的Python编程语言基础；
2.学生对字符串有一定的了解；
3.学生具备一定的逻辑推理能力，知识迁移能力，对人工智能的技术有较强的学习兴趣。
3.学习目标确定
1.知识与技能：
①了解Python的字符串数据类型，并掌握其应用方法；
②掌握字符串索引和输出方法；
③学生能够了解编程规范的一些基本知识。
2.过程与方法：
①通过学习字符串操作符的相关内容，体会Python编程的应用；
②通过项目的编程练习，培养学生设计能力和举一反三的能力。
3.情感态度与价值观：
①养成自主学习、自主探究的能力；
②培养发现问题、解决问题的探究能力；
③通过对项目的讨论、分析、制作等活动，培养严密的逻辑思维能力。
4.教学重点难点
教学重点：1.掌握基本的字符串操作符的使用方法；
        2.掌握字符串数据类型及其应用方法；
教学难点：1停止供暖时间.初步掌握 print（）内置函数的用法；
        2.灵活运用软件完成项目的制作。
5.教学流程图
情境导入
原理讲解
   
项目制作
思维拓展
展示小结
    能力提升
6s11全球总决赛八强.教学活动
javascript和vue的关系registry是什么进程
环节一：（情境导入）5min
教学活动1
1.教师讲授情境故事，设置悬念，吸引学生兴趣；（教师播放PPT）
教师：“新冠肺炎疫情暴发以来，小楷每天都关注国内外疫情变换情况。小楷发现全国疫情实时动态发布系统中，每天在屏幕指定位置实时更新确诊人数、无症状感染、输入病例、治愈人数等信息，情况一目了然。小楷也想利用学校的显示屏来显示每日疫情变化信息，提醒师生注意防疫和健康。为了在屏幕上显示这些动态变化的文本信息，小楷还需要学习哪些Python编程知识呢？同学们，你们帮小楷想想办法吧！”
学生聆听情境故事，积极回应老师，思考完成任务还需要哪些知识；
教师：“好的，同学们，我们一起去想一想，完成任务还需要哪些编程知识吧！今天我们的学习将分成三个模块，第一个模块，学习字符串相关知识；第二个模块，一起完成计算打折销售价格的实践任务；第三个模块，思维拓展，学习Python编程规范等知识。”
学生聆听教师讲授。
活动意图说明：
通过情境故事吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，导入本节课的内容----挑战运算
环节二：（原理讲解）20min
教学活动2
1.教师讲解Python 字符串的知识内容，并进行相关演示；
教师：“字符串是Python最常用的数据类型之一，它是由数字、字母、下划线组成的一串字符。存储和处理文本信息是程序设计中会经常遇到的工作， Python字符串是用来表示文本的数据类型，可以使用单引号、双引号或三引号来创建。一般记为，如图：（1）单引号创建字符串；Python使用一对单引号’‘来定义字符串。例如： 'Python'。通过变量赋值的方法，可以把创建好的字符串赋值给变量。如图：需要注意的是，单字符在Python中也是作为一个字符串使用。例如图：（2）引号字符；Python也可以使用一对双引号”“来定义字符串。例如： "Python"。Python语言中，使用双引号定义的字符串中可以包含单引号，同样，使用单引号定义的字符串中也可以包含双引号。（3）三引号字符串Python还可以使用一对三单引号''' '''或三双引号”””“””来定义字符串。例如图：Python字符串中的单引号、双引号只能在一行中使用，遇到跨行的情况就要用到三引号。Python中三引号允许一个字符串跨多行。三引号可以是3个连续的单引号或双引号。特殊的是，三引号中可以包含换行符、制表符以及其他特殊字符。如图：其中，/n是换行符，显示在屏幕上时是另起一行的。当然，使用三引号定义的字符串中可以包含单引号和双引号。需要注意的是，在Python程序中，三引号也是用来做注释用途的。（4）字符串生成综合练习，观察以下字符串的定义，想想看会生成什么样的字符串。在交互式编程环境中尝试一下，看看输出的结果与预期的是否一致：执行以上语句可以看出，字符串中单引号中可以使用双引号，中间的会当作字符串输出。双引号中可以使用单引号，中间的会当作字符串输出。三单引号和三双引号中间的字符串在输出时保持原来的格式。”
学生认真聆听教师讲解Python 字符串的知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
2.教师讲解字符串索引（排序）的知识内容，并进行相关演示；
教师：“字符串其实是字符组成的序列，应用中可以按照单个字符或字符片段进行索引。Python字符串有2种序号体系，即正向递增序号和反向递减序号，如图5-2所示；字符串包含两种序号体系：正向递增序号和反向递减序号。如果字符串长度为L，正向递增时，以最左侧字符序号为0，向右依次增加，最右侧字符序号为L-1。反向递减时，以最右侧字符序号为-1，向左依次递减，最左侧字符序号为-L。如图所示。字符串从左到右索引，默认从0开始的，最大范围是字符串长度少1，即L-1。字符串从右到左索引，默认从-1开始的。例如： Str1[-1]表示字符串Str1的最后一个字符。Python字符串也提供区间访问方式，采用[M： N]形式，即表示提取字符串从M到N的子字符串。其中， M、 N为字符串的索引序号。以这种方式获取的子字符串包含起始序号的字符，但不包含结尾序号的字符。例如图：”
学生聆听教师讲解字符串索引（排序）的知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
3. 教师讲解字符串的输出的知识内容，并进行操作演示；
教师：“Python提供了一个内置函数print()用来输出字符串信息。当输出纯字符串信息时，直接将待输出文本内容传递给print()函数即可。当输出字符串变量时，可以将变量传递给print()函数，也可以采用格式化的输出方式。字符串格式化输出的方法将在后续课程中介绍。Python示例及结果如ssh框架 定时任务图：利用print()函数还可以输出数值型变量以及计算表达式的值，例如以下代码：结果如图。”
学生聆听教师讲解字符串的输出的知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
4. 教师讲解基本的字符串操作符的知识内容，并进行操作演示；
教师：“Python提供了5个基本的字符串操作符，如表5-1所示：（1）提取单字符；Python不支持单字符类型，单字符在Python中也是作为一个字符串使用。如果需要从字符串中提取一个字符，可以使用索引操作来截取出字符，例如：结果如图；（2）提取子字符串；如果需要从字符串中提取一个子字符串，则需要使用切片操作来截取出子字符串，例如：结果如图；（3）字符串拼接；编程中，经常需要对某字符串进行截取并与其他字符串进行连接，可以利用字符串连接等方法实现。例如：结果如图；接下来，做一个编程练习；应用增量赋值运算符进行计算，程序及结果如图；”
活动意图说明
配合PPT和Python编程语言进行讲解，让学生从亲身经验中体会字符串、字符串索引、输出及字符串操作符等知识。
环节三：（项目制作）25min
教学活动3
教师带领学生借助软件完成计算打折销售价格的编程设计；
教师：“任务描述：超市打折促销，商品全部按照原价的8.5折出售，已知一盒饼干原价30元，计算打完折之后的单件实付价格，并打印结果的数据类型。如果有100块钱，计算能买几盒这样的饼干呢，并计算回的零钱。设计分析浮点型与整型相乘带的结果为浮点型， //运算符为除法取整， %为取余。应用这些运编程软件python怎么读算符参与计算；参考代码及结果如图。”
教师操作Python编程语言，并讲解根据具体操作步骤完成计算打折销售价格的编程设计，并进行操作演示；
学生聆听教师讲解利用Python完成计算打折销售价格的编程设计的过程和方法；
教师讲解完成后，教师可留给学生5min时间让学生自己操作学习；
活动意图说明
屏幕共享，教师演示操作，培养学生动手操作能力，让学生直观学习编程设计过程，掌握逻辑结构。
环节四：（思维拓展）10min
教学活动4
1.教师讲解Python之禅的相关内容；
教师：“青少年学生如何快速提升自己的编程水平和Python素养，从而写出简洁、优美、通俗易懂的Python程序？ Python编译器以内核函数的形式内置了一个有趣的程序，被称为“Python之禅”，介绍了Python编程的理念和方法，编程技巧、编程经验之谈。在交互式环境下，执行import this语句，就会输出一段名为“The Zen of Python”的诗句般的指南，如图5-4所示。”
学生认真聆听教师讲解Python之禅的相关内容；
2.教师讲解Python 编程经验相关内容；
教师：“对图5-4所示的Python之禅进行总结，可以提炼出Python编程的理念、方法和经验，大致就是：
（1）编程之前要先思考，以编写优美的代码为目标，要做总体的设计和规划；
（2）编程中要保持统一风格，养成良好习惯，命名要规范，代码行间隔适当，保证可读且易读；
（3）程序设计应该简洁，避免逻辑复杂，特别是避免太多层次的嵌套。如果必须采用复杂逻辑，接口关系也要清晰；
（4）每行代码只解决相应问题，不要指望仅有几行代码就解决所有问题，要使程序维护方便；
（5）要设计稳定性好的程序，针对各种实现方式，要选取最简明实用的方案。要使用捕获异常机制，不让程序留有因错误退出的可能。”
学生认真聆听教师讲解Python 编程经验相关内容；
活动意图说明
增强学生对计算机编程经验的认识，更好利用Python语言进行编程设计。
环节五：（展示小结）5min
教学活动5
1.学生发言，展示作品，进行逻辑代码讲解；
2.教师对学生作品进行评价；
教师：“同学们，在看了大家的作品后，老师觉得大家都完成的非常好，老师给同学们一个大大的赞。”
总结本节课的知识内容，巩固本节课的知识点，铺垫下一节课。
环节六：（能力提升）5min
教学活动6
1.教师讲解凯撒密码原理；
教师：“密码在军事、商业领域作用巨大。著名的恺撒密码是古罗马帝国的军事家恺撒大帝发明的一种加密方法。恺撒密码的原理很简单：通过把字母移动一定的位数来实现加解密。明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文，如图5-5所示。例如，当偏移量为3时，所有的字母（不区分大小写）A被替换成D，B被替换成E，Z被替换成C。设原文字符变量为S，对应的密文字符变量为C，加密公式定义如下：
C=（S+3）mod 26；相应的解密公式为：S =（C-3）mod 26”
2.根据所学知识，利用Python编程将明文China加密成密文；
教师：“请根据上述加密公式，编写Python程序，将明文China加密成密文。”
活动意图说明
通过项目式学习的体验效果，让学生可以更直接的体验Python编程的应用，提高学生的参与感。
7.板书设计

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