小学《人工智能编程》课程教案
第11讲 学会做决定
1.教学内容分析
本节内容首先情境带入，引出程序的顺序结构的知识内容；随后，以Python编程软件为辅助，讲解缩进格式、单分支选择结构及input函数；之后，开展实践任务，以空气质量报告系统为例，熟悉程序顺序结构的使用方法；然后，思维拓展，讲解缩进规范等知识，最后，能力提升，通过Python编程设计判断闰年方法的程序。
2.学习者分析
1.学生具有一定的Python编程语言基础；
2.学生对程序基本结构有一定的基础认识；
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了解程序的基本结构；
②了解和掌握 Python 程序的缩进格式；
③学生能够了解缩进格式的使用规范。
2.过程与方法：
①通过学习程序的基本结构，体会Python编程的顺序结构的应用；
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.了解单分支选择结构if语句的控制流程和编程方法；
        2.掌握if...else 语句的应用方法；
教学难点：1.能够利用单分支选择结构解决实际编程设计问题；
        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：“每次临近周末，妈妈就会查看空气质量预报。如果空气质量优，妈妈就会安排全家外出活动，去徒步、骑车等，多呼吸新鲜空气。小楷了解到， PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有害物质，对人体健康和大气环境质量的影响很大。环保部门每天都会发布未来几天PM2.5浓度的预报，在网络上可以查询。小楷也想设计类似的程序，预告每天的空气质量等级，提醒同学们健康生活。同学们，你们想不想试试呢？”
学生聆听情境故事，积极回应老师，思考如何设计空气质量报告系统；
教师：“好的，同学们，我们一起去学习一下利用Python编程设计空气质量报告系统吧！今天我们的学习将分成三个模块，第一个模块，认识程序基本结构；第二个模块，一起完成空气质量报告系统的实践任务；第三个模块，思维拓展，学习缩进格式的规范等知识。”
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----学会做决定
环节二：（原理讲解）20min
教学活动2
1.教师讲解Python 程序的顺序结构的知识内容；
教师：“与其他编程语言一样， Python程序的基本结构也是包括顺序结构、选择结构和循环结构三种。其中，顺序结构是必然会使用的，它就是按照程序设计逻辑一条条按顺序执行，顺序结构的流程图如图所示。”
学生聆听教师讲解Python 程序的顺序结构的知识内容；
2.教师讲解缩进格式的知识内容，并进行相关演示；
教师：“学习Python的其他程序结构之前，需要了解Python的缩进格式。缩进是Python的特，目的是区分流程控制结构中的代码块。Python采用严格的缩进格式来表明程序的层次结构。缩进是指：每一行代码开始前的空白区域用来表示代码之间的包含和层次关系。不需要缩进的代码顶行编写，不留空白。代码编写中，缩进可以用Tab键实现，也可以用多个空格实现，但两者不能混用。下
面的程序比较有代表性，如图：在IDLE中执行以上代码，会出现如图所示的错误提示信息：“unindent does not match any outer indentation level”错误提示信息表明，程序中使用的缩进方式不一致，可能有的是用tab键缩进，有的是用空格缩进，或空格数目不一致，需要改成一致才能通过。需要强调的是，在Python程序中必须使用相同数目的行首缩进空格数目，建议采用4个空格进行缩进的方式编写代码。养成良好的编程习惯很重要，不可混用空格缩进的方式。一个程序的缩进可以是单层缩进，也可以进行嵌套，形成多层缩进。缩进表达的是所属关系，单层缩进代码属于之前最邻近的一行非缩进代码。多层缩进代码根据缩进关系决定所属范围。”
学生聆听教师讲解缩进格式的知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
3. 教师讲解单分支选择结构，并进行操作演示；
教师：“Python程序的选择结构通过if...lse结构来呈现，包括单分支、二分支和多分支选择结构。单分支选择结构if语句的语法格式如图：其中，语句块是if条件满足后执行的一个或多个语句序列。语句块中语句通过与if所在行形成缩进表达包含关系。 if语句首先计算条件表达式，如果结果为True，则执行语句块中的语句序列。如果结果为False，则语句块中的语句会被跳过。单分支选择结构if语句的控制过程如图所示。if语句中条件部分可以是任何能够产生True或False的语句、函数或表达式，形成判断条件的常用方法是使用关系操作符。”
学生聆听教师讲解单分支选择结构知识内容，教师播放PPT，进行相关操作演示；
4. 教师讲解input函数，并进行操作演示；
教师：“Python中， input()函数用来接收键盘输入。编程中，为了方便理解和交互，一般在input()函数里放置一些提示性文本，使用方法如图：例如；需要注意的是，无论从键盘输入字母还是数字， input()函数都统一以字符串类型返回结果。例如，当我们从键盘输入数字3.1415926时， input()函数是以字符串形式返回结果。如图，请输入圆周率的值：3.1415926；‘3.1415926’ ；接下来做两个编程实践，编程实践1：对输入的成绩分数进行简单的分级评判。程序及结果如图；编程实践2：对输入的成绩分数进行三级分级评判，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程序基本结构、缩进格式及input函数使用方法。
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空气质量报告系统的编程设计；
教师：“1.任务描述；PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。虽然PM2.5在地球大气成分中含量很少，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5粒径小，易附带大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年国家发布了新版本的PM2.5空气质量检测标准，如表所示；请参考表所列的空气质量检测标准，编写Python程序，通过键盘输入当天的PM2.5指标检测值，判断当天的空气质量情况，并在屏幕上进行输出。2.问题分析；该空气质量检测任务的IPO设计如下：（1）输入接收键盘输入当天的PM2.5指标检测值。（2）处理if PM2.5值≥75，判断为空气污染，输出信息“今天空气有污染，请减少户外活动！”if 35≤PM2.5值<75，判断为空气污染，输出信息“今天空气质量良好，可以安排户外活动！”if PM2.5值<35，判断为空气污染，输出信息“今天空气质量优，快去参加户外活动！”（3）输出在屏幕上输出空气质量判断结果以及提示信息。3.编写代码；如图，编程中使用了eval()函数。 eval(<字符串>)能够以表达式的方式解析并执行字符串，并将返回结果。如果直接使input(“请输入今天PM2.5的数值：”)函数，接收到的可能是数值键，也可能输入了非数值的字符。使用eval(input(“请输入今天PM2.5的数值：”))的目的是获取键盘输入的数字。对于需要接收纯数字输入的情况，使用eval(input())这种组合形式比较高效。4.代码优化；上述程序中使用了3次if单分支选择结构，完成空气质量的检测任务。 Python中分支选择结构有多种形式，请体会下面的程序代码。如图，上例中只使用了一次if分支选择结构，程序的结构得到优化。关于更多形式的分支选择结构，将在下一项目中介绍。”
教师操作Python编程语言，并讲解根据具体操作步骤完成空气质量报告系统的编程设计，并进行操作演示；
学生聆听教师讲解利用Python完成空气质量报告系统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
教师讲解缩进规范的相关内容；
教师：“PEP8编程规范中给出了一些缩进规范，主要包括：（1）每一级缩进使用4个空格。（2）续行应该与其包裹元素对齐，要么使用圆括号、方括号和花括号内的隐式行连接来垂直对齐，要么使用挂行缩进对齐3。当使用挂行缩进时，应该考虑到第一行不应该有参数，以及使用缩进以区分自己是续行。根据PEP8缩进规范，推荐的范例示例如图：不符合PEP8缩进规范的案例示例如图。”
学生认真聆听教师讲解缩进规范的相关内容；
eval是做什么的
活动意图说明
增强学生对缩进规范的认识，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。”
1.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。
教学活动6
1.教师讲解闰年判断方法内容；
教师；“通常，每四年里有三个平年一个闰年。公历年份是4的倍数的，一般都是闰年。按照每四年一个闰年计算，平均每年就要多算出0.0078天，这样经过四百年就会多算出大约3天来，因此，每四百年中要减少三个闰年。所以规定，公历年份是整百数的，必须是400的倍数的才是闰年，不是400的倍数的就是平年。以上就是闰年的判断方法：四年一闰，百年不闰，四百年再闰。即公历年份是4的倍数的，一般都是闰年。但公历年份是整百数的，必须是400的倍数才是闰年。”
学生聆听教师讲解闰年判断方法；
2.根据所学知识，利用Python编程设计判断闰年的方法程序；
教师：“请用选择结构设计一个程序，用户输入年份，判断是否为闰年。”
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

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。