附件1函數(shù)教學(xué)設(shè)計

函數(shù)教學(xué)設(shè)計課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)目標(biāo)函數(shù)教材內(nèi)容：本課包含教材3.2.5函數(shù)與模塊1.函數(shù)的構(gòu)造及應(yīng)用適應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)：1.7掌握一種程序設(shè)計語言的基本知識，使用程序設(shè)計語言實現(xiàn)簡單算法。教學(xué)目標(biāo)：●掌握函數(shù)的構(gòu)造（函數(shù)名、參數(shù)結(jié)合、函數(shù)體、函數(shù)值）和調(diào)用方法?！裾莆胀ㄟ^自定義函數(shù)編程解決問題的方法。指向的核心素養(yǎng)：●信息意識：在合作解決問題的過程中，愿意與團(tuán)隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的最大價值。●計算思維：（1）通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。（2）總結(jié)利用計算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中學(xué)習(xí)環(huán)境：有教學(xué)控制軟件的多媒體機(jī)房，需要安裝Python編程環(huán)境。建議課時：1課時教學(xué)活動設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程設(shè)計意圖情境導(dǎo)入問題1：Python中有很多內(nèi)建函數(shù)，現(xiàn)有一個列表lst=[3,2,5,4,7]，請問要找到列表中最大的數(shù)應(yīng)該使用哪個函數(shù)？代碼如何寫？參考答案：max，max(lst)。問題2：如果不用Python的內(nèi)建函數(shù)max，直接寫代碼來找到列表lst中的最大值代碼該如何寫？參考答案：lst=[3,2,5,4,7]maxn=lst[0]foriteminlst[1:]:ifitem>maxn:maxn=itemprint(maxn)問題3：對比問題1和問題2查找列表中最大值的方法你覺得哪種方式更加簡單？假設(shè)在你的程序中有26個列表需要查找列表中的最大值，是采用問題2的方式重復(fù)問題2中的代碼還是直接調(diào)用max函數(shù)更加簡便、省力？參考答案：使用內(nèi)建函數(shù)更加簡單。如果需要重復(fù)使用函數(shù)，調(diào)用內(nèi)建函數(shù)更加簡便、省力、省代碼。教師總結(jié)：①內(nèi)建函數(shù)實際上只是實現(xiàn)了某段代碼功能的快捷方式。②內(nèi)建函數(shù)可以重復(fù)使用，省去我們寫重復(fù)代碼的成本。問題4：同學(xué)們查一查？有沒有什么函數(shù)可以快速的計算列表中所有數(shù)字的平均值的？參考答案：沒有。教師總結(jié)：不是任何情況下都有可以用內(nèi)建函數(shù)來解決我們編程中的問題，不是所有的功能都可以用內(nèi)建函數(shù)來解決，但是在我們實際的編程中確實存在在這樣一些功能，經(jīng)常需要使用的，比如求平均值，Python的作者也考慮到了這一點，允許我們自定義函數(shù)，把我們需要重復(fù)解決的問題和功能定義為自定義函數(shù)，這樣我們就可以在自己的程序中調(diào)用自定義函數(shù)來簡化我們的代碼，去除重復(fù)的代碼。設(shè)計意圖：通過問題1、問題2和問題3讓學(xué)生了解內(nèi)建函數(shù)是什么。使用內(nèi)建函數(shù)的優(yōu)勢和函數(shù)的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)的興趣。通過問題4引出本節(jié)課的內(nèi)容—函數(shù)的構(gòu)造及應(yīng)用。新課教學(xué)●知識講解—定義函數(shù)的語法及定義函數(shù)示例教師講解Python中定義函數(shù)的語法:def函數(shù)名(參數(shù)集合): <函數(shù)體> [return函數(shù)值]其中的函數(shù)名命名規(guī)則和變量名命名的規(guī)則一樣。參數(shù)集合是調(diào)用該函數(shù)需要提供的數(shù)據(jù)。比如數(shù)學(xué)中的函數(shù)f(x)=x+1，如果不告訴f(x)參數(shù)x的取值，這個函數(shù)就無法進(jìn)行計算。函數(shù)體是函數(shù)需要執(zhí)行的具體代碼（計算過程），比如f(x)=x+1中的x+1。函數(shù)值是函數(shù)執(zhí)行完畢以后計算的結(jié)果，如f(x)=x+1這個函數(shù)，f(2)=3，3就是函數(shù)計算的返回值。定義完成函數(shù)以后可以像內(nèi)建函數(shù)一樣，在程序中調(diào)用該函數(shù)。任務(wù)：觀察下面3個函數(shù)的構(gòu)造和調(diào)用方式，小組討論這些函數(shù)有哪些不同點？小組合作繪制函數(shù)的構(gòu)造的思維導(dǎo)圖，指明哪些部分是必須的，哪些部分是不可或缺的。（1）defalert():print('注意危險')alert()#調(diào)用（2）defalert(msg):print(msg)alert('危險')#調(diào)用alert('注意')#調(diào)用（3）defmy_abs(x):ifx>=0:returnxelse:return-xmy_abs(6)#調(diào)用my_abs(-8)#調(diào)用參考答案：（1）無參數(shù)集合、不返回函數(shù)值的函數(shù)定義和調(diào)用（2）有參數(shù)集合、不返回函數(shù)值的定義和調(diào)用（3）有參數(shù)集合、有返回函數(shù)值的定義和調(diào)用●學(xué)習(xí)任務(wù)—“素數(shù)檢驗”函數(shù)的編程實現(xiàn)編寫一個函數(shù)，接受一個大于1的自然數(shù)作為參數(shù)，若該自然數(shù)是素數(shù)返回True，否則返回False。參考答案：defis_prime(x):yes=Trueforiinrange(2,x-1):ifx%i==0:yes=Falsebreakreturnyes●學(xué)習(xí)任務(wù)—“地塊面積計算”編程實現(xiàn)某地塊為四邊形，地塊邊長分別為L1、L2、L3、L4。請編程實現(xiàn)該地塊面積計算的程序。分析：要想計算其面積可通過如下算法完成，L1、L3相交的頂點和L2、L4相交的頂點畫一條線L5，L5將此地塊劃分成兩個三角形，只要再丈量出L5的長度，就可以利用海倫公式分別計算出這兩個三角形的面積S1和S2，從而得到此地塊的總面積S（S=S1+S2）。該算法將兩次使用海倫公式分別求S1和S2兩個三角形的面積，這里存在了重復(fù)的代碼，所以可以先編程實現(xiàn)一個求三角形面積的函數(shù)Area。任務(wù)一：利用海倫公式編寫求三角形面積的函數(shù)。分析：該函數(shù)接受3個參數(shù)，分別是三角形的三條邊，返回的函數(shù)值是三角形的面積。利用的計算模型是海倫公式。參考答案： defarea(a,b,c): p=(a+b+c)/2 s=(p*(p-a)*(p-b)*(p-c))**0.5 returns任務(wù)二：利用求三角形面積的函數(shù)來計算地塊面積。分析：地塊的L1、L2、L3、L4、L5的長度已知的情況下，調(diào)用函數(shù)area(L1,L2,L5)計算S1的面積，調(diào)用函數(shù)area(L3,L4,L5)計算S2的面積。S為S1和S2面積的總和。參考答案： S=area(L1,L2,L5)+area(L3,L4,L5) 任務(wù)三：地塊面積的計算也是一個常用的功能，請將地塊計算定義為一個函數(shù)方便以后遇到類似問題時直接調(diào)用。分析： 地塊計算函數(shù)返回的函數(shù)值是地塊的面積，接受的參數(shù)是地塊的L1、L2、L3、L4、L5的長度。在該函數(shù)內(nèi)部可以調(diào)用area函數(shù)分別計算S1和S2的值，然后返回S1和S2的和即為地塊的面積。參考答案：defquad(a,b,c,d,e):returnarea(a,b,c)+area(a,b,c)調(diào)用方式：quad(L1,L2,L3,L4，L5)設(shè)計意圖：通過講解函數(shù)的定義語法及實例讓學(xué)生了解函數(shù)定義的語法，函數(shù)的構(gòu)造和函數(shù)的調(diào)用。設(shè)計意圖：通過該任務(wù)加深學(xué)生對于函數(shù)構(gòu)造的理解，與此同時，培養(yǎng)學(xué)生小組合作的能力，并在合作學(xué)習(xí)的過程中，與團(tuán)隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的更大價值的信息意識素養(yǎng)。設(shè)計意圖：讓學(xué)生初步掌握構(gòu)造定義函數(shù)的方法，并加深對函數(shù)構(gòu)造的理解。培養(yǎng)通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案的計算思維。設(shè)計意圖：掌握構(gòu)造自定義函數(shù)解決問題的方法，培養(yǎng)通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案的計算思維。設(shè)計意圖：任務(wù)三能夠進(jìn)一步加深函數(shù)應(yīng)用的理解，不僅僅是在解決問題的時候會用到函數(shù)，問題本身也可以是一個函數(shù)，把解決問題的代碼封裝為一個函數(shù)。通過“地塊面積計算”問題的解決完成本課的重點也是難點“構(gòu)造自定義函數(shù)解決實際問題”的教學(xué)。解決這個問題需要計算機(jī)解決問題的一般步驟：“抽象建?！薄霸O(shè)計算法”—“編寫程序”，因此，這個過程中中也培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)利用計算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中的計算思維。課堂小結(jié)知識梳理：1.函數(shù)的構(gòu)造（函數(shù)名、參數(shù)結(jié)合、函數(shù)體、函數(shù)值）和調(diào)用方法。2.通過自定義函數(shù)編程解決問題的方法。通過回顧總結(jié)幫助學(xué)生鞏固函數(shù)的構(gòu)造及應(yīng)用，通過自定義函數(shù)編程解決問題的方法。作業(yè)布置基礎(chǔ)作業(yè)（面向所有學(xué)生）：本節(jié)配套課后作業(yè)提升作業(yè)（面向?qū)W有余力學(xué)生）：嘗試編寫一個函數(shù)實現(xiàn)內(nèi)建函數(shù)len的功能根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和能力設(shè)置不同難度的作業(yè)，以滿足不同層次的學(xué)生需求?；A(chǔ)作業(yè)鞏固本節(jié)課所學(xué)知識，提升作業(yè)讓學(xué)生能夠更多的思考與探究，進(jìn)一步加深對于函數(shù)構(gòu)造與應(yīng)用的理解。教學(xué)設(shè)計思路本課內(nèi)容為函數(shù)的構(gòu)造與應(yīng)用。函數(shù)是編程中比較重要的內(nèi)容，函數(shù)可以把實現(xiàn)同一功能程序代碼進(jìn)行封裝，去除了程序中重復(fù)的代碼，縮減了代碼的長度，在解決同類程序問題時更加便捷，是編程解決實際問題的過程中必不可少的工具。在教學(xué)中，建議通過內(nèi)建函數(shù)的使用導(dǎo)入本節(jié)課的內(nèi)容，讓學(xué)生對比使用內(nèi)建函數(shù)和不使用內(nèi)建函數(shù)的代碼，親身感受函數(shù)給編程帶來的便利，縮減程序代碼長度方面的優(yōu)勢，了解函數(shù)在代碼復(fù)用方面起到的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)的興趣。對于函數(shù)的構(gòu)造這塊內(nèi)容，建議教師可以通過講解的方式來介紹，隨后設(shè)置一個任務(wù)，讓學(xué)生觀察不同函數(shù)，小組討論、分析這些函數(shù)構(gòu)造的區(qū)別，總結(jié)組成函數(shù)各個部分，繪制函數(shù)構(gòu)造的思維導(dǎo)圖，加深學(xué)生對于函數(shù)構(gòu)造的理解。學(xué)生掌握了函數(shù)構(gòu)造后，建議布置實際編程問題給學(xué)生，在解決這些問題的過程中掌握構(gòu)造自定義函數(shù)解決實際問題的方法，完成本課的重點教學(xué)和難點教學(xué)。在本案例中提供給了一小一大2個任務(wù)。一個任務(wù)是在學(xué)生了解函數(shù)的構(gòu)造以后的小任務(wù)“素數(shù)檢驗”函數(shù)的編寫，通過這個任務(wù)能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步的理解函數(shù)的構(gòu)造并初步掌握自定義函數(shù)的編寫。隨后的大任務(wù)“地塊面積計算”是一個綜合性較強(qiáng)的實際問題，通過分析問題、設(shè)計算法、編寫程序掌握構(gòu)造自定義函數(shù)解決問題的方法。在解決“地塊面積計算”任務(wù)的時候，設(shè)置了一個編寫“地塊面積計算”函數(shù)的小任務(wù)，學(xué)生通過編程解決這個任務(wù)能夠更好的理解函數(shù)的復(fù)用在解決實際問題時候的應(yīng)用場景。針對核心素養(yǎng)培養(yǎng)的設(shè)計考慮本節(jié)課的主要內(nèi)容是函數(shù)的構(gòu)造與應(yīng)用，需要編寫程序構(gòu)造自定義函數(shù)解決實際問題，所以核心素養(yǎng)的培養(yǎng)主要落在計算思維的培養(yǎng)上。編寫自定義函數(shù)的時候，必須對函數(shù)的構(gòu)造完全掌握，為了幫助學(xué)生更好的掌握函數(shù)的構(gòu)造，可以讓學(xué)生小組合作討論、分析，深入解剖函數(shù)的構(gòu)造，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生愿意與團(tuán)隊成員共享信息，實現(xiàn)信息的最大價值的信息意識。本節(jié)課對于計算思維的培養(yǎng)有兩個維度。第一個維度是通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案。本課在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的時候設(shè)計了兩個學(xué)習(xí)任務(wù)“素數(shù)檢驗函數(shù)”和“地塊面積計算”。學(xué)生在解決這兩個問題的時候要給予學(xué)生充分的時間進(jìn)行分析、討論，根據(jù)分析、討論的結(jié)果形成合力的算法來解決這兩個問題。第二個維度是總結(jié)利用計算機(jī)解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關(guān)的其他問題解決中。在編寫構(gòu)造函數(shù)的過程中，也需要經(jīng)歷“抽象建?！薄霸O(shè)計算法”—“編寫程序”這3個計算機(jī)編程解決問題的步驟，在完成本課設(shè)計的這兩個學(xué)習(xí)任