信息化说课-教学设计（6）

智慧康养中的"健康数据小哨兵"教学设计

一、教学基本信息

项目	内容
课程名称	《Python程序设计》
授课学时	2课时
授课类型	理实一体化课程
授课地点	计算机机房
授课班级	计算机应用技术专业一年级
授课人数	30人

二、教学分析

教学内容

内容分析： 本课时内容是对《Python程序设计基础》教材中"for循环"和"if选择结构"知识的综合应用与能力拔高。本课在课程体系中扮演着"承上启下"的关键角色，是引导学生从掌握独立的控制结构到能够组合运用它们解决复杂数据处理问题的关键一步，旨在培养学生将零散知识点整合成完整解决方案的算法思维。

教材分析： 本设计对教材内容进行整合与升华，选取教材中for循环与if结构的核心知识点，将其从孤立的语法讲解中剥离，置于一个更综合、更有现实意义的"智慧康养"项目情境中进行教学，旨在引导学生将基础知识融会贯通，提升解决复杂问题的综合能力。

学情分析： 授课对象为计算机应用技术专业一年级学生，具备一定的逻辑思维能力。知识储备上，学生已分别学习了for循环(能够遍历列表)和if-else选择结构(能够对单个数据进行判断)，并能熟练使用IDE。然而，学生尚未掌握将两种结构嵌套使用的复合逻辑，在将"筛选所有异常数据"这类自然语言需求转化为程序代码时存在思维障碍，这是本次教学需重点突破的难点。

三、教学目标确定

教学目标

目标类型	具体内容
知识目标	1. 学生熟练掌握for循环与if选择结构嵌套的语法和执行顺序 2. 学生理解"在循环的每一步都进行一次独立判断"的核心执行逻辑 3. 学生能够运用该嵌套结构遍历健康数据，并编写代码筛选出符合特定条件的异常数据
技能目标	1. 通过分析"健康数据小哨兵"项目需求，体验将复杂数据筛选问题分解为"遍历"和"判断"两个子问题的过程，建立初步的算法设计思维 2. 培养学生使用流程图等工具，将"遍历-判断-输出"的业务逻辑转化为清晰的算法步骤，并最终用规范的Python代码实现该算法的能力
素养目标	1. 在应用编程技术解决智慧康养问题的过程中，体会科技服务于人的价值，激发其运用所学知识关爱家人、服务社会的责任感与使命感 2. 认识到代码是传递关爱、解决问题的有力工具，培养对编程学习的浓厚兴趣和"科技向善"的价值观

教学重点

for循环与if选择结构嵌套的语法、执行顺序与代码实现

教学难点

建立"在循环的每一步都进行一次独立判断"的复合逻辑模型

四、教学策略

教学理念

本课程基于"项目化学习(PBL)结合翻转课堂"的教学理念，针对编程教学中"抽象概念难理解、个体差异难兼顾、理论与实践易脱节、学习效果难验证"四大核心问题，构建了"可视化具象化+智能诊断个性化+真实项目驱动+多维度评价"的解决方案。以"智慧康养健康数据小哨兵"真实项目为载体，开发智能评测、卡片学习、代码拼图、可视化运行、AI助教等信息化教学资源，实现"做中学、用中学、创中学"的深度学习，达成"掌握嵌套结构语法、培养算法思维、提升编程能力"的三维教学目标，实现"科技向善、用代码传递关爱"的育人思想。

环境创设

依托PBL学习平台，构建"智慧康养健康数据小哨兵"项目化学习环境，将抽象的编程知识(for循环与if选择结构嵌套)融入"护士查房"这一生活化比喻场景。通过智能评测系统实现个性化诊断，通过生活化比喻学习系统将抽象概念具象化，通过代码拼图与填空系统、可视化代码运行系统、综合编程任务系统等信息化工具，支持"学做评"一体化学习。学生可以在平台中实时查看学习进度、记录学习心得、获得AI助教个性化指导，实现从被动知识接收者到主动问题探究者的转变。

教学组织

以项目为载体，解构原有学科知识体系，整合教学内容，重构基于知识应用的应用型教学体系，突出学生专业核心能力、实践应用、创新意识培养。

教学方法

教法： 项目驱动法、情境教学法、卡片式学习法、递进式教学法

学法： 自主探究法、小组协作法、可视化学习法(借助PBL平台5个任务)

信息化手段

1. 智能评测系统： 课前诊断工具，通过基础测试精准掌握学情，识别共性问题，为后续教学提供数据支撑
2. 生活化比喻学习系统： 核心教学工具，基于测试结果，通过3张互动卡片将嵌套结构概念具象化，攻克教学难点
3. 代码拼图与填空系统： 将抽象代码转化为可拖拽的代码块，为学生"拼"出思维地图，辅助逻辑构建与调试
4. 流程图设计系统： 基于Excalidraw的流程图编辑器，支持拖拽式节点操作，培养算法思维
5. 可视化代码运行系统： 实时代码运行和结果展示，变量状态可视化，执行步骤追踪
6. 综合编程任务系统： 从零开始的完整编程任务，AI智能辅助

五、教学流程

教学过程

课前阶段：基础测试，学情诊断

通过PBL学习平台发布基础测试任务，检验学生对for循环、if判断以及嵌套结构的掌握情况，为课中教学提供数据支撑。

课中阶段：协作建构，深度探究

教学环节	教学内容	教师活动	学生活动	设计意图
情境导入，目标明确	智慧康养中心宣传片导入与学习目标展示 播放智慧康养中心宣传片，引出"健康数据小哨兵"的真实需求，明确学习目标。通过真实项目情境，解决传统教学中"理论与实践脱节"的问题	教师引导，情境创设与目标明确 1. 播放智慧康养中心宣传片，创设温情场景，体现"科技向善"的价值观 2. 展示本节课的学习目标，让学生明确学习方向 3. 结合课前测试结果，提问关键点:"手动一个个检查数据太慢，我们能不能用程序写一个'小哨兵'，自动帮我们盯住所有异常数据呢?" 4. 引导学生思考技术的社会价值，将学习任务转化为解决真实问题的使命	学：依托PBL学习平台，观看智慧康养中心宣传片，了解当前老龄化社会的挑战和智慧康养技术的发展现状，在平台中查看自己的学习进度条，理解健康数据监控的重要性和技术需求 做：参与课堂讨论，分析视频中展示的问题场景，思考如何用编程技术解决健康数据监控问题，在平台中记录自己的想法和解决方案，查看其他同学的学习进度和讨论内容 评：通过讨论和评价，在平台中明确本节课的学习目标和要解决的核心问题，建立学习动机和责任感，更新个人学习期望和关注点	真实情境，价值驱动 通过真实项目情境激发学习内驱力，将学习任务转化为解决真实问题的使命，实现有温度的技术教学。解决传统教学中"理论与实践脱节"的问题，体现项目化学习的"真实情境驱动"特点
概念建构，思维培养	任务2：嵌套结构概念学习 基于课前测试结果，借助3张互动卡片，针对性构建嵌套结构概念。通过生活化比喻，将抽象概念具象化，解决传统教学中"抽象概念难理解"的问题	教师引导，思维建构 1. 结合课前测试结果，引导学生将"筛选所有异常数据"这个大问题，分解为"挨个检查每一个数据"和"判断这个数据是否异常"两个步骤 2. 演示卡片式学习系统，展示3张卡片(层层检查图、执行流程图、应用场景图)，针对测试中暴露的问题进行重点讲解 3. 通过项目化教学，将for循环和if选择结构的知识点进行解构，围绕"健康数据小哨兵"项目进行重构	学：依托生活化比喻学习系统，通过卡片式学习系统，深入学习嵌套结构的概念。第一张卡片"层层检查图"帮助学生理解嵌套的生活化比喻，就像"护士查房时先检查每个病人，再判断每个病人的各项指标"；第二张卡片"执行流程图"展示嵌套结构的执行顺序；第三张卡片"应用场景图"将概念与智慧康养项目结合，在平台中记录自己的理解进度 做：独立完成卡片翻转游戏，通过拖拽操作将代码片段与对应的生活化比喻进行匹配，在平台中查看自己的学习进度条，通过小组讨论分享自己对嵌套结构的理解，互相解释概念，在平台中记录讨论内容和学习心得 评：依托智能评测系统，系统自动评估学生对嵌套结构概念的理解程度，生成个性化学习报告，通过自我评价和同伴评价，检验概念掌握情况，在平台中更新学习进度，为后续实践做好准备	可视化具象化，攻克难点 基于课前测试结果，遵循"先思后行"的认知规律。借助卡片式学习系统，将抽象的算法思维过程具象化，为学生后续编码提供清晰的"思维地图"。解决传统教学中"抽象概念难理解"的问题，通过生活化比喻攻克教学难点
实践练习，能力提升	任务3-5：代码拼图、填空练习、流程图设计 通过三个递进式实践任务，掌握嵌套结构应用： • 代码拼图：拖拽7个代码块构建程序 • 填空练习：完成4个关键语法填空 • 流程图设计：设计系统流程图培养算法思维 通过可视化工具，解决传统教学中"抽象逻辑看不见"的问题	教师指导，项目实践 1. 演示各项实践任务的操作方法，指导学生理解每个任务的目标和要求 2. 巡视指导，及时纠正学生的错误操作，提供个性化指导 3. 鼓励学生尝试不同的解决方案，从错误中学习 4. 通过项目实践，培养学生的编程能力、算法思维、创新意识和职业素养	学：依托代码拼图与填空系统，观看教师演示，理解健康数据监控的嵌套结构逻辑，学习代码块的组合方式，分析"护士查房"的生活化比喻，理解外层循环和内层判断的嵌套关系，在平台中查看自己的学习进度 做：依次完成三个实践任务，在平台中记录完成进度： • 代码拼图：2-3人一组，通过拖拽7个代码块构建完整的健康数据监控程序，就像"护士查房时先检查每个病人，再判断每个病人的各项指标"，在平台中记录拼图过程和完成时间 • 填空练习：独立完成4个关键填空，形成完整的统计程序，AI助教提供实时指导，在平台中记录填空正确率 • 流程图设计：使用内置流程图工具，设计健康数据监控系统的完整流程图，在平台中记录设计思路和流程图质量 评：依托智能评测系统，系统自动检测代码逻辑正确性，实时反馈填空正确性，验证流程图逻辑性和完整性，通过小组互评和教师点评，检验实践成果，在平台中更新学习进度和评价结果	可视化实践，能力融合 攻克因抽象逻辑"看不见"而产生的认知之墙。利用PBL学习平台的三个递进式任务，将静态、抽象的代码执行过程转化为动态、具象的互动体验。解决传统教学中"抽象逻辑看不见"的问题，通过多样化实践方式提升编程能力
可视化运行，深度理解	任务6：健康数据监控程序可视化运行 运行完整的健康数据监控程序，观察执行过程和变量变化。系统提供多语言支持，实时代码分析。通过可视化运行，解决传统教学中"执行过程看不见"的问题	教师引导，能力检验 1. 演示可视化运行系统的使用方法 2. 指导学生观察代码执行过程和变量变化 3. 解释嵌套结构的执行顺序和逻辑关系 4. 鼓励学生分析代码性能和优化方案	学：依托可视化代码运行系统，观察代码执行过程，理解嵌套结构的执行顺序和变量变化规律，通过可视化界面清楚看到外层循环变量patient的变化过程，就像"护士查房时先检查每个病人，再判断每个病人的各项指标"，内层if判断的执行时机，在平台中记录观察心得 做：运行完整的健康数据监控程序，观察变量状态变化，追踪执行步骤，分析输出结果，可以单步执行、设置断点、查看变量值，深入理解代码执行机制，在平台中记录运行过程和执行结果 评：依托智能评测系统，系统展示执行轨迹和代码分析结果，通过教师引导分析执行逻辑，总结嵌套结构的执行特点，生成执行报告，分析代码性能，在平台中更新学习进度和运行结果	可视化验证，深度理解 攻克"看不见"的执行过程之墙。通过可视化运行系统，将抽象的代码执行过程转化为直观的视觉体验，让学生能够"看见"循环变量的每一次变化和if条件的每一次判断。解决传统教学中"执行过程看不见"的问题，通过可视化运行深化理解
综合应用，成果展示	任务7：综合编程与成果展示 设计并实现完整的健康数据小哨兵系统，包括数据输入、异常检测、预警报告生成等功能。AI助教提供支持。通过成果展示和总结，实现知识、能力、实践、创新、素质的有机融合	教师引导，创新培养与价值升华 1. 发布挑战:在综合编程任务系统发布最终挑战:"设计并实现完整的健康数据小哨兵系统" 2. 创新指导:引导学生进行创新设计，鼓励学生提出独特的解决方案 3. AI助教支持:通过AI助教实现即时、个性化的启发式辅导 4. 成果展示:邀请小组上台展示作品，利用可视化系统进行动态演示 5. 价值升华:引导学生总结核心内容，升华课程的人文价值	学：依托综合编程任务系统，综合运用前面5个任务中学到的所有知识和技能，学习如何设计完整的系统解决方案，通过分析真实需求，理解系统设计的整体性和模块化思维，在平台中查看自己的学习进度和项目完成度 做：小组协作，从零开始编写完整的健康数据监控程序，就像"护士查房时先检查每个病人，再判断每个病人的各项指标"，利用AI智能辅助、代码模板、测试用例支持，展示创新设计，如添加新的检测指标、优化算法效率等，在平台中记录开发过程和创新点 评：依托AI智能评价系统，系统自动评测程序功能完整性，通过教师评价创新设计，展示作品并解释创新点，小组互评代码质量和创新性，生成综合评分报告，包括功能完整性、代码规范性、创新性等维度，在平台中更新项目完成度和评价结果	AI助教，个性化指导 攻克"等不及"的反馈之墙。通过AI助教实现即时、个性化的启发式辅导，将学习的主动权交还给学生，培养其独立分析和解决问题的能力。解决传统教学中"个性化指导不足"的问题，通过综合应用实现知识整合，通过成果展示升华课程的人文价值

课后阶段：任务回顾，二次完成

引导学生回顾PBL学习平台中的7个任务，针对掌握不牢固的知识点进行二次学习和练习，通过AI助教提供个性化指导。

板书设计

核心任务：筛选异常健康数据

面临问题：
·数据量大，人工检查效率低
·容易出错，无法实时响应

解决方案：
编写程序，让计算机自动"放哨"
关键代码结构：循环与判断嵌套

#遍历检查每一个数据
for patient in health_data:
    if patient['temperature'] > 37.5:
        print(f"患者{patient['name']}体温异常")
    if patient['blood_pressure'] > 140:
        print(f"患者{patient['name']}血压异常")

教学目标
·知识：掌握for-if嵌套语法
·能力：编写代码解决筛选问题
·素养：建立算法思维，关爱家人

科技向善，用代码传递关爱

教学反思

特色与亮点：

1. 情境化教学： 真实场景：智慧康养中心健康数据监控；故事化叙述：每个任务都有明确的问题背景；职业导向：对接智慧康养行业需求
2. 递进式学习： 从概念理解到实践应用：5个任务形成完整学习链；从简单到复杂：难度逐步提升，技能层层递进；从个人学习到团队协作：支持多种学习模式
3. 智能化支持： AI智能辅助：个性化学习建议和代码分析；自动评测：实时反馈和指导；数据分析：学习行为分析和进度跟踪
4. 多元化评价： 过程性评价与结果性评价结合：60%过程 + 40%结果；个人评价与团队评价结合：支持协作学习；技术评价与素养评价结合：全面评估学生能力

不足之处：

1. 部分学生在嵌套结构理解上仍存在困难，需要更多个性化指导
2. 时间分配上，综合编程任务时间略显紧张
3. 部分学生对于AI助教的使用还不够熟练

改进措施：

1. 增加更多生活化比喻和可视化工具，帮助理解抽象概念
2. 优化时间分配，为综合编程任务预留更多时间
3. 加强AI助教使用培训，提高学生自主学习效率
4. 建立更完善的个性化学习路径，满足不同层次学生需求