小学《人工智能编程》课程教案
第9讲 真假难辨
1.教学内容分析
本节内容首先情境带入，引出基本运算符的知识内容；随后，以Python编程软件为辅助，讲解逻辑运算符、布尔运算及增量赋值运算符编程课的作用和意义；之后，开展实践任务，以选择工作为例，熟悉布尔运算的使用及编程方法；然后，思维拓展，讲解编译与解释等知识，最后，能力提升，通过Python编程计算韩信点兵的问题。
2.学习者分析
1.学生具有一定的Python编程语言基础；
2.学生对人机互动有一定的了解；
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了解基本的逻辑运算符，掌握逻辑运算方法；
②了解增量赋值运算符，学会各种增量赋值的编程方法；
③学生能够了解编译与解释等基本知识。
2.过程与方法：
①通过学习基本逻辑运算相关内容，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.掌握基本逻辑运算方法；
        2.掌握各种增量赋值的编程方法；
教学难点：1.利用逻辑、关系运算符进行布尔混合运算，掌握相关的编程方法；
        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
6.教学活动
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：“随着人工智能技术的发展，机器人的研究有了显著进展。其中，人机对话方面的进步尤为突出。人机对话范围包括语音交互对话和文本输入对话两个方面。不管采用哪种信息输入技术，自然语言理解都会起到重要作用。早期的人机对话，人机交流使用的是经过预先定义并有数量限制，由字符集组成的命令式语言。现在的人机对话交流可以初步使用人们习惯的自然交流语言，交流方式也是人们习惯的自然语言交流方式，包括智能语伴、语音和手写等，甚至包括人的表情、手势、步态等。同学们，你们对现在更加先进的人机互动有多少认识呢？”
学生聆听情境故事，积极回应老师，想像先进的人机互动情境；
教师：“好的，同学们，我们一起去了解一下先进的人机互动场景！今天我们的学习将分成三个模块，第一个模块，认识基本运算符及布尔运算；第二个模块，一起完成工作的选择的实践任务；第三个模块，思维拓展，学习编译与解释等知识。”
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----真假难辨
环节二：（原理讲解）20min
教学活动2
1.教师讲解Python逻辑运算符的知识内容，并进行相关演示；
教师：“Python语言支持逻辑运算。用于逻辑运算的运算符称为逻辑运算符，又称布尔运算符。通过逻辑运算符对一个或多个数值、变量、表达式进行逻辑运算，得到True或False的结果。Python提供了and、 or、 not等逻辑运算符，如表所示。接下来做一个编程练习：编写一段Python程序，使用和验证表中所列的3种逻辑运算符。编程中会使用到if选择结构，可以在IDLE交互式编程环境下通过help()进入help状态，查询if结构的使用方法。例程如下：在IDLE编辑器中录入以上程序，并运行程序，输出以下结果，如图：然后，做一个编程练习：练习1：打印逻辑取反运算的布尔值，程序及结果如图；”
学生聆听教师讲解Python逻辑运算符的知识内容，教师演示PPT，并进行相关演示；
2.教师讲解布尔运算的知识内容，并进行相关演示；
教师：“高级语言中，布尔数据类型的值是True(真)或False(假)，它们在存储中的值分别表示为1或0。 Python中，布尔运算的结果同样就两个值：一个是True，另一个是False。布尔运算主要用来进行逻辑判断，常用的6种比较运算符都可以应用在布尔逻辑表达式中，通过运算后最终得到布尔值。例如：在IDLE的交互式环境中逐一执行以上语句，会显示布尔运算的结果。上述案例中，a < b 成立，故布尔运算“a < b”的结果为True。上表所示的and、 or、 not等逻辑运算符也常常应用在布尔逻辑表达式中，通过运算后最终得到布尔值。例如：在IDLE的交互式环境中逐一执行以上语句，会输出布尔运算的结果。布尔表达式5<3 and 5==5是不成立的，所以输出的是False，而布尔表达式not5<3成立的，所以输出的是True。接下来做一个编程练习：练习2：观察布尔运算的值，程序及结果如图；”
学生聆听教师讲解布尔运算的知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
3. 教师讲解增量赋值运算符知识内容，并进行操作演示；
教师：“前面介绍过，Python的赋值运算符用于为变量赋值。例如a=8，是最基本的赋值运算，它将表达式右侧的值8分配给左侧的变量a。Python中还有一批运算符可以执行复杂一些的赋值运算。例如a +=8，它的处理过程是先将变量a的当前值与8相加，再将最终结果分配给变量a，等价于：a=a+8。这些运算符实际上是算术运算符与基本赋值运算符的复合，有组合作用，被称为增量赋值运算符。在Python中，具有增量赋值作用的运算符还不少，具体见表所示。下面，编写一段Python程序，使用和验证表9-2中所列的增量赋值运算符，观察运算输出的结果。例程如下：以上实例输出结果如图：接下来，做一个编程练习，练习3：打印布尔值，程序及运行结果如图。”
学生聆听教师讲解增量赋值运算符知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
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逻辑运算符、布尔运算和增量赋值运算符等知识。
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工作的选择的编程设计；
教师：“任务描述：如果你在一个工厂工作，面临不同的主人以及工作环境，有三个环境：当主人是人，工作环境对人无害，对机器人有害；当主人是人，工作环境对人和机器人都有害；当主人是AI，并且工作环境对机器人有害。有三个选择：（1）老老实实干活儿；（2）奋勇救人；（3）一溜烟逃跑。做出选择之后，打印出对结果的评价；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工作的选择的编程设计，并进行操作演示；
学生聆听教师讲解利用Python完成工作的选择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PEP8 编码规范的相关内容；
教师：“PEP是Python Enhancement Proposal 的缩写，是关于Python的增强建议书。 PEP8规范的主题是“Style Guide for Python Code”，它是一个编程规范，整理了很多使程序更具可读性的建议。PEP8的原文在Python上，作者是Guido、 Barry和Nick。 PEP8改编自Python创始人Guido先生所写的《 Python Style Guide》一文，同时添加了一些来自Barry等人关于编程风格的总结。 Guido的重要见解是认为，代码被读者阅读的次数更多，从这个意义上来说，代码的可读性比编程过程更重要。因此， PEP8规范里提供的指导原则主要用于提升代码的可读性。PEP8首次发布时间是2001年，整份规范分10个部分，主要包括代码布局、语句中空格的使用、注释、命名规范和编程建议等。”
学生认真聆听教师讲解PEP8 编码规范的相关内容；
2.教师讲解编译及解释相关内容；
教师：“编译型语言在执行之前，先会通过编译器对程序执行一个编译的过程，把程序转变成机器语言，运行时就不需要翻译，而直接执行就可以了，最典型的例子就是C语言。解释型语言就没有这个编译的过程，而是在程序运行的时候，通过解释器对程序逐行做出解释，然后直接运行，最典型的就是Ruby、 Python。 Python语言的解释器工作原理如图所示。”
学生认真聆听教师讲解编译与解释相关内容；
活动意图说明
增强学生对编译与解释的认识，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.教师讲解韩信点兵问题；
教师；“韩信是汉高祖刘邦手下的大将，他英勇善战，智谋超，为汉朝建立了卓越的功劳。据说韩信的数学水平也非常高超，他每次点兵的时候，为了知道有多少兵，同时又能保住军事机密，便让士兵排队报数。有一次战斗前，韩信要清点士兵的人数。让士兵三人一组，就有两人无法编组；五人一组，就有三人无法编组；七人一组，就有两人无法编组。那么这些士兵一共有多少人呢？”
学生聆听教师讲解韩信点兵问题；
2.根据所学知识，利用Python编程讲解韩信点兵问题；
教师：“请编写Python程序计算韩信至少有多少兵。”
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
真假难辨
1.基本运算符：
逻辑运算符：
布尔运算：
增量赋值运算符： 
2.工作的选择：
8.作业与拓展学习设计
请编写Python程序计算韩信至少有多少兵   

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。