教科版2019信息技术必修1数据与计算
第2单元编程计算2.2做出判断的分支教学设计
【教材分析】
紧密联系计算最适宜的运动心率的例子，教材介绍了Python中的常量、变量、数据类型的定义、运算符与表达式、常用的顺序、分支结构语句；提供了参考算法和需要补充完善的流程图，并让学生进一步体验了编程计算的完整过程：分析问题，设计算法，编写程序，调试运行程序，保存程序文件。
顺序、分支结构的实现语句的格式和功能，以及同种结构的不同实现语句之间的差异是本节的重点，也是难点。本节主要是让学生理解顺序结构、分支结构的基本思想，在后续章节的编写中还将不断用到这两种结构，学生可逐渐掌握。
【教学建议】
本节我们将围绕“最适宜运动心率计算器”项目展开学习。本项目主要包含“利用赋值语句实现计算”和“利用分支语句实现分性别计算”两个任务。
任务一的活动“计算最适宜运动心率”，是下一活动的铺垫。活动中涉及相当一部分的识记性知识，如Python中的常量、变量的定义、运算符与表达式，相对简单。教师要特别注意两个问题：①将本节内容与数学课程中的相关概念联系起来，如Python中的“数据”和数学课中的“数据”之间的差异、Python中“赋值”和数学中的“赋值”有什么不同、Python中的“=”和数学中的“=”有什么不同等；②对Python中一些概念的讲解可采用形象化的比喻，比如变量，变量的名称相当于个人信箱的名称，变量地址（内存单元）相当于个人信箱具体地点（XX大学XX#信箱），变量的值相当于个人信件的内容。
在本节教学中，教师要着重指导学生理解顺序结构的基本思想，“顺序结构”，没有特定的实现语句，程序自上而下一行行执行，运行过程中没有分支，没有重复，是一种最简单的程序结构，可采用教师讲授或学生自主学习的教学方式。活动2在活动1的基础上输入的年龄与安静心率是任意值，发生了变化，每次修改程序代码让使用者不够方便。因此在这个活动中教师更关键的是引导学生理解输入、输出语句的作用，了解数据的类型，通过实例让学生掌握语句的使用。
任务二只有一个活动“利用分支语句实现分性别计算”。使用IF语句实现“分支结构”，它有具体的语法格式和功能，教师可进行适当指导，引导学生自主探究或者在交流合作中学习。分支语句有单分支、双分支和多分支，教师要分别进行举例，让学生理解在条件满足或不满足的情况下，语句块的执行情况，如果学生接受程度较好，可以考虑增加分支语句嵌套的内容。
【学习目标】
2、学会赋值语句、if
语句的使用方法。
3、运用顺序结构、分支结构的语句编写简单的程序解决问题。
【教学重点、难点】
掌握顺序结构、分支结构的基本结构；学会赋值语句、if
语句的使用方法。运用顺序结构、分支结构的语句编写简单的程序解决问题。
【教学过程】
第一课时
一、引入
使用计算机解决问题时，必须准确地告诉计算机应该进行哪些操作以及进行这些操作的步骤。如果各个步骤是按照自上而下的顺序--步一步进行的，那么该流程是顺序结构;如果需要根据“条件判断”来决定下一步的走向，那么该流程是分支结构。通过本节的学习，我们将掌握如何运用顺序结构、分支结构控制程序流程，学会使用赋值语句、if语句编写简单的程序，初人程序设计的大门。
任务一利用赋值语句实现计算
活动1计算最适宜运动心率,
该同学今年16岁，安静心率为71。
最适宜运动心率=?(220-年龄-安静心率)?x?(60%~?80%)?+安静心率
直接把他的年龄与安静心率的数值代入最适宜运动心率的公式中就可以算出适宜运动心率，请将如图2.2.1所示的流程图补充完整。
常量
在程序运行过程中值始终保持不变的量称为常量。所有的常数都是常量。例如π，活动1中出现的220、0.6等。
变量
在程序运行过程中值允许改变的量称为变量。例如，活动1中的low、high就是变量。计算机在处理数据时，首先要将数据调入内存单元，然后进行各种操作。变量是创建时在内存中开辟的-一个存储空间，变量名是内存中存放数据的存储单元的标签，存放的数据叫变量的值。在Python中，
变量的命名需遵循以下几条规则。
必须以字母或下划线开头，后面可以是字母、数字或下划线。
区分大小写。
不能使用保留字。
程序中的变量与数学中的变量含义略有不同。数学中的变量隐含着“未知”;在程序中，程序执行的每个瞬间，变量的值是确定的，但在程序执行的整个过程中，它的值是可以改变的。
运算符与表达式
表达式由一-个或多个操作数通过运算符组合而成。例如“2?+3”，它由运算符“+”和操作数“2”“3”?两部分构成。运算符是进行某种运算的标识符号，它标明对操作数所进行的运算。常见的运算符如表
1.计解表达式由一个或多个操作数通过运算符组合而成。例如“2
+
3”，它由运算符“+”和操作数“2”“3”两部分。运算符是进行某种运算的标识符号，它标明对操作数据所进行的运算。常见的运算符见下表。
运算符
+
-
/
//
%
名称
加
减
乘
幂
除
取整除
取模
我们可以在Python
shelI的命令提示符(>>>)后，一行一行地输人命令，观察运行结果。
>>>4
2
8
>>>4/2
2.0
>>>4//3
1
>>>4%2
2
>>>4
3
64
>>>
赋值语句
赋值语句的基本格式如下:变量=表达式,功能是将右边表达式的值赋值给左边的变量。
在Python中，通过给变量赋值来使用变量。我们可以在Pythonshell的命令提示符后输人命令，观察运行结果。
在Python
shell的命令提示符（>>>)后，录入命令，观察运行结果。
>>>age=17
>>>print(age)
17
>>>n=4
>>>print(n)
4
>>>n=n+1
>>>print(n)
5
>>>
赋值语句“n=n+1"
表达的含义是:先计算赋值号右边的表达式，也就是计算“n+1”
的值，然后将这个值“赋”给左边的变量“n”。Python中的赋值语句较为灵活.
3.讲解Python中的赋值语句较为灵活，例如：
a
=
b
=
c
=
1
#数值1赋值给变量a,b,c
a,
b,
c
=
1,
2,
3
#数值1、2、3分别赋值给变量a,b,c
a,b
=
b,a
#交换a,b两个变量的值
c+=a
#等效于c=c+a
请将下列程序代码补充完整，并调试运行。注意避免常见错误，如变量名拼写错误、输入了中文的标点符号等。
low=
（220-
-
）
0.6+
#计算最适宜运动心率低值
high=（220-
-
）
0.8+
#计算最适宜运动心率高值
print（low,high）
#显示最适宜运动心率的范围
该同学把计算器展示给其他同学，其他同学也想计算自己的最适宜心率，可是每次都要修改程序代码中的年龄和安静心率会很麻烦。那么可以怎么做呢?
活动2计算任意年龄
与安静心率的最适宜运动心率
在程序运行时输入年龄和安静心率，计算出最适宜运动心率。请将如图2.2.2所示的流程
三、输入和输出语句
在Python中，使用“input()”.
从键盘输人数据，使用“print()"在屏幕上输出数据。如果有多个输出项，可以使用“,”
分隔。下面先来看一个简单的例子，这个程序用来输入姓名，输出简单的问候。
myname=input("请输入myname:")
print("hello",myname)
运行结果：
请输入myname:Justin
hello
Justin
代码中的"hello"表示字符串，字符串就是文本，可以是字母、数字或符号。字符串与数字的区别在于，字符串两端需加引号('或")，输出时原样显示引号中的内容。我们可以改写最适宜运动心率的输出语句，使其显示更为友好。
例子：
print?("最适宜的运动心率是:?"?,1ow,"~?",high)
程序运行的结果如图2.2.3所示。
请输人年龄=16
请输人安静心率=71
最适宜的运动心率是:?150.?8~177.4
参考图2.2.3的运行结果,将下列程序代码补充完整,并调试运行。
age=float(input("请输人年龄="))
#输人年龄
#输入安静心率
1ow=(220-?age-HRrest)
8.6+HRrest
#计算最适宜运动心率低值
high=(220?-age-HRrest)
0.8+HRrest
#计算最适宜运动心率高值
print(
）
#显示最适宜运动心率的范围
程序运行时通过键盘输入的内容是字符串，它是怎样转化成数值再进行运算的呢?第二课时
一、数据类型
为了便于数据的表示与处理，Python提供了
整数、浮点数和字符串等常见的数据类型。下面给出-
.
些函数，它们可以把数据从一种类型转换为另一种类型。
float():根据一个字符串或整数创建一个新的浮点数(小数)。
int():根据一个字符串或浮点数创建一个新的整数。
str():根据一个数(也可以是任何其他类型)创建一个新的字符串。
二、分支语句
程序中需要根据不同的条件判断来决定程序执行走向的，可以使用if分支语句实现。
基本格式如下
单分支
if
条件：
语句或语句组
双分支
if
条件：
语句或语句组A
else：
语句或语句组B
下面先来看一一个简单的例子，这个分支程序用来判断飞船是否能够升空。当飞船速度“v>=7.91”?时，输出“飞船成功飞行!”;否则输出“飞船不能升空!
v=float(input("请输入速度(千米/秒):"))
if?v>=7.91:
print("飞船成功飞行!?")
else:
print("飞船不能升空!?")
分支语句的条件“v>=7.91"表达式，-?-般称为关系表达式。关系表达式是用关系运算符连接起来的式子。常用的关系运算符如表2.2.2所示。
表2.2.2关系运算符
运算符
==
>
>=
<
<=
!=
含义
等于
大于
大于等于
小于
小于等于
不等于
当关系表达式成立时值为真(True)，不成立时值为假(False)。对于数值，是按照数值的大小来比较它们的关系的。例如:?9>=7.9.其值为True;?23=?24,?其值为False。
例子：
将下列程序代码补充完整，并调试运行。
age=float(input("请输入年龄="))
#输入年龄
HRrest=float(input("请输人安静心率="))
#输人安静心率
gender-input("请输人male或female:")
#输入性别
if_
#根据输人的性别判断
else:
1ow=(n-age-HRrest?)
日.6+HRrest
#计算最适宜运动心率低值
high=(n-age-?HRrest)
0.8+HRrest
#计算最适宜运动心率高值
#输出最适宜运动心率的范围
print?("最适宜的运动心率是:?",?low,?"~",high)
拓展
对以上程序进行修改，使其可以输入年龄、安静心率和运动后心率，并能依据最适宜运动心率公式输出反馈结果，如“您的运动心率太低，请适当提:高”“您的运动心率正好，请保持”?“您的运动心率太高，请适当降低”。
拓展知识
对于多分支语句的情况，Python?语言通常使用if-elif-else?语句来处理，参照表1.1.3所示的感冒指数，根据输人的感冒指数，输出该指数所对应的含义。实现程序的代码如下。
num=int(input("请输人感冒指数:?"))
if?0<=num<=6?:
print("少发")
elif?7<=num<=19:
print("较易发")
lif?20<=num<=30:
print("易发")
elif?31<=num<=61:
print("极易发")
else:
print("指数值不正确")
【拓展练习】
对于多分支语句的情况，
Python
语言通常使用
if-elif-else
语句来处理，参照
表1.1.3所示的感冒指数，根据输入的感冒指数，输出该指数所对应的含义。实现
程序的代码如下。
num=int(input("请输入感冒指数：
"))
if
0<=num<=6
:
print("少发")
elif
7<=num<=19:
print("较易发")
elif
20<=num<=30:
print("易发")
elif
31<=num<=61:
print("极易发")
else:
print("指数值不正确")
【教学反思】
