第三单元《算法和程序设计》《项目八 分析睡眠健康数据——算法与程序设计》 教学设计　2023—2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修1.docx

1、高中信息技术 沪科版 高一（必修 1）数据与计算 第三单元 算法和程序设计项目八 分析睡眠健康数据1、课时教材分析本项目是整个大单元中难度较大的部分，通过对学生批量健康数据的处理， 将程序设计中的函数、嵌套、模块化设计以及“自顶向下、逐步求精”的程序设 计方法， 用较少的篇幅、较为完整地呈现在学生面前。本项目的重点是帮助学生 建立一种对批量数据处理的方法模型，掌握处理批量数据的步骤和流程。2、课时学情分析学生通过本单元前面几个子项目的学习已经初步了解掌握了算法及其基本  控制结构、程序和程序设计语言以及设计简单的数值数据算法，所以在初探设计 批量数据算法时有基础， 再上升一个台阶，

2、适时搭建学习支架， 帮助学生掌握程 序中批量数据的表示和操作。3、课时学习重点批量数据的表示方法、函数的定义和使用方法、“自顶向下、逐步求精”的 程序设计方法、模块化设计的思想4、课时学习难点定义和使用函数的方法、嵌套思想的理解和使用5、开放性学习环境机房、 Python 软件、极域电子教室6、课时学习目标了解批量数据在程序中的表示方法【信息意识】【计算思维】了解访问批量数据常用程序模式【计算思维】【数字化学习与创造】了解定义和使用函数的方法【信息意识】【计算思维】了解“自顶向下、逐步求精”的程序设计方法， 以及嵌套、模块化设计的思 路【信息意识】【数字化学习与创造】7、课时教学过程活动环节教

3、师活动学生活动活动意图说 明情境导入一、导入：播放央视 新闻关于青少年睡眠 健康问题调查。提问： 你的睡眠充足么？学生观看积极讨论分享作答自己的睡眠时长 以及学习和作息安排情况青 少 年 睡 眠 不足导致健 康问题，让学 生引起重视， 合 理 利 用 时 间 ， 高 效 学 习， 引入本课提出问题二、问题情境：升入 高中， 功课不断增多， 学习负担加大，所占 用的时间也逐渐增 加，严重影响到中学 生的睡眠情况。以此 引发了近视眼、精神 不振课堂利用率不高 等情况。所以我们利 用佩戴的电子穿戴设 备搜集本校学生的睡 眠数据， 深入调查，  问： 面对全校同学们 每天产生的大量睡眠 数据

4、， 我们采用何种 手段对其进行分析比 较便捷呢？学生组内讨论尝试多种方法解决问题分组汇报抽样调查手工计算运用 excel 表格计算等方 法教师总结引导 Python 处 理大量数据的优势最后比较总结： 面对大量 生 成 的 数 据 可 以 使 用 Python 来处理大量的数 据，更加便捷、高效。通 过 学 生 的 讨 论 和 尝 试 来 总 结 出 运 用 Python 设 计 算 法 编 写 程 序 来 解 决 批 量 数 据 分 析问题。引 入 利 用 Python 设 计 批量数据算 法 来 分 析 我 校 学 生 每 天 产 生 的 大 量 睡眠数据分析问题1、 如何将电子穿戴 设备

5、上生成的大量睡 眠数据导入到 Python 中进行处理？2、 Python 语言使用 什么工具表示一组数 据类型相同的数据对 象？任务一：探究批量数 据在 Python 中表示方 法活动要求：（1）将 104 班同学睡学生学习导学案中关于列 表的学习支架内容：批量数据表示的内容：列 表用 表示。其中每一项 可以使任意数据类型的数 据项， 各数据项之间用逗 号分隔。通过赋值运算可以创建列 表：L= #创建一个空的列表 L将批量数据导入到Python 中通过导学案 中 自 学 批 量 数据的表示， 将 文 件 中 的 批 量 睡 眠 数 据 导 入 到 Python 中。并通过创建 列表表示本 组

6、 同 学 们 的 睡眠数据，深 入探究列表 的 组 成 和 列 表 中 各 数 据 项名称的命名规则。眠数据导入到 Python 中（2）以小组为单位， 探究如何在 Python 中 表示批量数据（3）在 Python 中表 示小组同学们的睡眠 时长数据并介绍在 Python 中创建列表表 示本组同学睡眠数据，并 介绍列表的组成和列表里 各数据项名称为下一步运 用 列 表 工 具 设计批量数据 算 法 打 下 良好的基础。设计算法设计批量数据求平均 值算法 分组布置任 务 用不同的算法（算 术运算法 内置函数 法 循环累加法)求批 量数据的平均值各小组依据导学案中学习 支架分组探究汇报总结1、

7、顺序结构：使用 for 循环累加求和计 算平均睡眠时长通 过 小 组 探 究 不 同 算 法 解决批量数 据 求 平 均 值 问题。比较不 同 算 法 的 效 率编写程序，调试运行每个小组根据算法编 写程序， 调试运行For i in range(len(h_Stu):s=s+h_Stuin=n+1学 生 调 试 程 序 中 查 找 问 题， 深入理解 程序对批量数据 中数据项的 访问方法：下 标访问和迭 代访问for x in h_Stu:s=s+xn=n+1构造求平均 值函数问：如何更加便捷的 求更多批量数据的平 均值？讲解： 用户自定义函数： 由用户自己编写 的、能够实现独立功根据教师讲

8、解和导学案中 学习支架内容， 编辑自定 义函数， 调式运行构造自定义函数当面对大量 数 据 要 解 决 同 样 一 个 问 题时，可以构 造 一 个 自 定 义函数，更加能的语句块函数定义的一般形式def 函数名（<参数>）:函数体return 语句的作用 是结束函数的执行， 返回一个值作为函数 的返回值调用自定义函数方 便 高 效 的 解决问题。通 过 前 面 设 计 算 术 运 算 和 使用 for 循环 实 现 累 加 的 学习，引申到 构 造 求 平 均 值 函 数 来 求 大 量 睡 眠 数 据 的 平 均 时 长。体现了算 法 效 率 的 提 高， 初步了解 模 块 化

9、 设 计 思路。完善睡眠分 析报告交流总结各小组派代表总结解 决问题的方法以及掌 握的技能和体会学生总结本节课的收获： 批量数据的工具：列表； 批量数据的算法，从算术 运算法、循环累加法到构 造、调用自定义函数的方 法通过分析 的平 均睡 眠时 长，完善睡眠分析报告， 形成良好的学习和作息方 案，便于以后更加高效健 康的学习和生活。通 过 研 究 睡 眠问题，让学 生 意 识 到 睡 眠健康的重 要性，养成劳 逸结合，高效 学习的习惯。6 反思性教学改进在这节课中，学生要解决求批量数据平均值问题，是一个学习和解决问题的过程。 学生初识列表工具， 通过设计不同结构的算法来求平均值， 从分析问题、设计算 法到编写调试程序。学生在积极、主动的学习气氛中， 有利于提高学生的学习兴 趣，充分调动学生的学习积极性。在教学过程中要更细化学习任务，任务要有梯度，小组分工要更明确，落实 到每个学生， 让所有学生都参与进来。教师要适时搭建学习支架， 多让学生从实 践中总结方法。