4.1.4 Python的函数教学设计-2025-2026学年粤教版高中信息技术必修一

《Python的函数》教学设计 第一部分：课标解读 通过本单元学习，学生需掌握程序设计的基本知识，包括常量、变量、数据类型、运算符、表达式及函数，理解函数在程序中的封装复用价值。 要求学生学会使用内置函数和库函数解决简单计算问题，初步理解自定义函数的定义与调用方法。 引导学生经历“识别重复功能→使用已有函数→尝试定义函数→解决实际问题”的过程，逐步培养模块化的计算思维。 第二部分：单元设计说明 【教材分析】 本课选自《数据与计算》第四章第四节“程序设计基础”中的Python函数部分，是学生在掌握常量、变量、数据类型、运算符与表达式之后的进阶内容。函数是Python程序设计的核心概念之一，它将可重复使用的代码段封装起来，提高代码复用性与程序可读性。本节课内容主要包括三个方面：认识函数的概念与作用、掌握内置函数和库函数的用法、初步体验自定义函数的定义与调用，为后续学习顺序结构、选择结构和循环结构中函数的灵活运用奠定基础。 【学情分析】 学生在学习本节之前，已经掌握了Python的常量、变量、数据类型、运算符和表达式等基础知识，在编程练习中已多次使用过print()、input()、int()、float()等函数，但可能并未意识到它们就是“函数”，对函数的概念和系统分类缺乏认识。学生具备了一定的逻辑思维能力，能够编写简单的顺序结构程序，但对于如何将重复使用的代码封装为函数、如何调用库函数进行高级计算等概念还较为陌生。需要从学生已熟悉的内置函数入手，逐步引导其理解函数的价值和使用方法。 【教学重难点】 重点：理解函数的概念与作用；掌握常用内置函数（max()、min()、sum()、abs()、round()等）的使用方法；了解math库函数的导入和调用方式。 难点：理解函数的输入（参数）与输出（返回值）模型；区分内置函数与库函数的不同调用方式（是否需要import）。 【教学策略与方法】 信息技术教师而对着参差不齐的计算机基础学生，课堂教学方式方式要灵活多变，主要是以理论知识为基础，注重学生实践操作，培养学生的自主、协作、创新能力。 情境创设法：以“校园体质健康数据统计分析”为情境主线，将函数学习融入学生熟悉的校园体检场景，激发学习兴趣，降低认知门槛。 类比教学法：将函数类比为生活中的“工具”（如计算器——输入数字，输出计算结果），帮助学生直观理解函数的“输入→处理→输出”模型。 任务驱动法：围绕“体质成绩统计分析”和“BMI指数批量计算”两个递进任务，引导学生从调用现成函数过渡到自定义函数，体现从“使用者”到“创造者”的进阶。 分层指导法：基础薄弱的学生重点掌握内置函数的调用方法，学有余力的学生挑战自定义函数和库函数的综合运用。 第三部分：教学设计 教学环节 教学活动 计算思维培养意图 计算思维素养效果评估 教师活动 学生活动 课前预习 布置预习任务： 1. 阅读课本第四章4.1.4节Python的函数部分； 2. 回顾自己编写过的Python程序，列出使用过哪些“单词+括号”形式的功能（如print( )、input( )、int( )等）； 3. 思考：如果要在程序中反复计算圆的面积，每次都要写一次完整的计算公式吗？有没有更好的办法？ 1. 阅读教材，标注出不理解的专业术语（如“参数”“返回值”）； 2. 在笔记本上列出曾使用过的函数名称及其作用； 3. 思考重复计算的问题，尝试提出解决思路。 引导学生从已有的编程经验出发，觉察函数存在的普遍性，建立“函数是程序的基础构件”这一前设认知，培养归纳与抽象的意识。 能否列出至少4个自己用过的函数名称，能否初步说出它们的共同特征（如“都有括号”“能完成特定任务”）。 导入新课 展示校园体质健康测试场景图片：学校每年组织体质测试，体育老师需要统计全年级学生身高、体重、肺活量等数据。 提问：假如要统计50名学生的身高数据，找出最高和最低的身高，如何让计算机帮我们高效完成？ 引导学生讨论：之前写过求最高值的程序吗？如果每次都要写一段代码找最大值，是否太麻烦了？ 引出本课主题——Python的函数：把常用的功能封装起来，随用随调。 思考并回答：可以用程序比较数据找最大值，但每次重写很麻烦。 小组讨论：生活中哪些工具可以类比“把复杂操作封装起来，随拿随用”？（如手机APP、遥控器等） 尝试说出对“函数”的初步理解。 通过真实的数据统计需求引出“封装重复功能”的必要性，让学生感知函数的核心价值——一次封装、多次调用，培养识别重复逻辑并追求代码复用的计算思维。 学生能否说出“把常用功能做成工具、需要时直接调用”这一函数的核心思想，是否有兴趣了解Python中如何实现这一功能。 新课学习 第一环节：函数的概念与作用（约8分钟） 1. 从已知出发 引导学生回忆：之前学习过print()、input()、int()、float()，它们就是Python自带的函数。 提问：这些函数有什么共同特点？（都有括号，括号里可以放东西，能完成特定任务） 2. 类比讲解函数概念 将函数类比为生活中的工具： - 函数就像榨汁机：你放入苹果（输入），机器内部工作（函数体），流出果汁（输出）。你不需要知道机器内部齿轮怎么运转，只需要知道放什么进去、得到什么出来。 - 函数就像计算器：你按“9 × 9 =”，计算器内部处理，最终显示81。 总结：函数是具有特定功能、可重复使用的代码段，能提高编程效率和代码可读性。 函数的本质是“输入→处理→输出”。 3. 函数的分类 Python中的函数可分为三类： - 内置函数：Python解释器自带的函数，直接使用，如print()、input()、int()、float()、max()、min()、sum()、abs()、round()、len()等。 - 库函数：存储在Python标准库中的函数，需要先使用import导入库，再通过“库名.函数名()”调用，如math库中的数学函数。 - 自定义函数：程序员根据需求自己定义的函数，使用def关键字定义。 第二环节：内置函数的使用（约10分钟） 1. 常用内置函数讲解 在Python编辑器中现场演示常用的内置函数： scores = [85, 92, 78, 95, 88, 73, 90] print(max(scores)) # 求最大值：95 print(min(scores)) # 求最小值：73 print(sum(scores)) # 求和：601 print(len(scores)) # 求个数：7 print(sum(scores)/len(scores)) # 求平均值：85.857... print(round(85.857, 1)) # 保留1位小数：85.9 print(abs(-15)) # 绝对值：15 逐行解释每个函数的作用，强调函数调用格式：函数名(参数)，多个参数用逗号分隔。 2. 实践活动 让学生打开Python编程环境（如IDLE或Spyder），跟随教师逐条输入以上代码，观察运行结果。教师巡视指导，检查学生是否理解每个函数的功能。 第三环节：库函数的使用——以math库为例（约8分钟） 1. 引入需求 提问：如果我们需要计算一个正方形的对角线长度（边长×√2），Python有没有直接求平方根的函数？ 讲解：有些特殊的数学计算功能（如开平方、取整、三角函数等）需要从math库中导入。 2. 演示库函数调用 import math # 导入math库，写在程序开头 print(math.sqrt(16)) # 开平方：4.0 print(math.sqrt(2)) # √2：1.414... print(math.ceil(2.3)) # 向上取整：3 print(math.floor(3.8)) # 向下取整：3 print(math.pi) # 圆周率：3.14159... 强调库函数调用格式：先import库名，再用“库名.函数名(参数)”。 3. 对比总结 引导学生对比内置函数和库函数的调用差异： - 内置函数：直接写函数名即可，如max()； - 库函数：需要先import导入对应的库，再用库名加点号调用，如math.sqrt()。 第四环节：任务实践（约14分钟） 任务一（基础）：体质成绩统计分析 发布任务：“体育老师收集了某班级10名同学的体质健康测试总分：85, 92, 78, 95, 88, 73, 90, 82, 67, 91。请编写程序，用内置函数计算并输出该班级的最高分、最低分、总分和平均分（保留1位小数）。” 提供半成品代码框架，留空函数调用部分让学生补全： scores = [85, 92, 78, 95, 88, 73, 90, 82, 67, 91] # 请补全以下函数调用 print(“最高分:”, ________) print(“最低分:”, ________) print(“总分:”, ________) print(“平均分:”, ________) 巡视指导，收集学生常见的错误（如用中文逗号分隔参数、忘记用list存储数据、平均分计算时用了固定数字而非len()等）。 任务二（提升）：BMI指数计算器 发布升级任务：“体质测试需要计算所有同学的BMI指数（BMI = 体重 / 身高的平方）。现在有两位同学：张三，体重60kg，身高1.70m；李四，体重75kg，身高1.75m。请编写程序，分别计算并输出他们的BMI值（保留1位小数）。” 引导分析： （1）BMI的计算需要哪些运算？（除法、幂运算） （2）计算两位同学的BMI，计算公式几乎一样，只是数据不同。这提示我们想到了什么？（函数——把相同的计算逻辑封装起来） （3）提示引入自定义函数的基本语法：def bmi(weight, height): return weight / (height**2) 然后调用：bmi(60, 1.70) 此为选做内容，为基础较好的同学提供进一步探索的方向。 鼓励学有余力的学生尝试阅读课本中关于自定义函数的内容并动手实践。 学习概念环节 ① 回忆并列出已用过的函数及其作用； ② 理解函数“输入→处理→输出”模型，在笔记上记录； ③ 区分内置函数、库函数、自定义函数三类。 学习内置函数环节 ① 跟随教师逐条输入代码，运行并观察结果； ② 记录每个内置函数的功能：max()-最大值、min()-最小值、sum()-求和、len()-求长度、round()-四舍五入、abs()-绝对值； ③ 独立完成一个简单练习：对[3, 7, 2, 9, 5]分别求最大值、最小值和总和。 学习库函数环节 ① 理解为什么有些函数需要import导入——因为它们存放在标准库中，不是一开机就加载的； ② 动手练习：import math后调用sqrt()、ceil()、floor()，观察结果并验证； ③ 在笔记上记录库函数的调用格式：库名.函数名()。 实践环节 任务一 ① 补充完成代码框架中的空缺函数调用； ② 在Python环境中运行测试，检查输出结果是否正确； ③ 尝试拓展：增加5名新同学的成绩，观察代码是否需要大规模修改？（体会：数据变化，函数不变。） 任务二（选做） ① 小组讨论BMI计算公式的实现方式； ② 尝试阅读教材自定义函数部分的内容； ③ 尝试编写def bmi(weight, height)函数并调用； ④ 思考：如果需要算50位同学的BMI，自定义函数能带来什么好处？ 概念讲解：通过类比教学将函数抽象概念形象化，帮助学生建立“函数是代码工具”的直观认知；从学生已熟悉的内置函数切入，降低认知门槛，自然引出三类函数的分类框架。 内置函数实践：训练学生掌握常用内置函数的调用方法，体会“一行代码完成复杂计算”的高效性，强化“善用已有工具”的计算思维。 库函数讲授：让学生理解Python的“库”就像工具包，有些工具需要专门取出后才能使用，理解import语句的作用，为后续学习更多库函数奠定基础。 任务实践：通过由易到难的两个任务，让学生在实践中巩固函数知识，同时为下一课时学习自定义函数做铺垫和衔接，体现“先会用、再会造”的学习逻辑。 概念理解：能否准确说出函数的概念和作用，能否区分三类函数并说出各自的特点。 内置函数：能否正确调用max()、min()、sum()、len()、round()等函数完成简单数据分析，并输出正确结果。 库函数：能否区分内置函数和库函数的不同调用方式，说出import的作用。 任务实践：能否独立完成成绩统计分析程序，代码格式是否规范，输出是否符合要求。 任务二（选做）：能否初步理解自定义函数的基本语法，能否建立“自定义函数可以将重复计算封装起来”的意识。 课堂总结 引导学生回顾本课所学： 1. 函数的概念——具有特定功能、可重复使用的代码段； 2. 函数的“输入→处理→输出”模型； 3. 三类函数及调用方式： - 内置函数：直接调用，如max()、min()、sum()等； - 库函数：先import再调用，如math.sqrt()； - 自定义函数：用def定义。 4. 函数的价值：一次封装，多次调用，提高编程效率。 提问：生活中还有哪些场景适合用“函数”的思想来处理？（如计算商品总价、判断成绩等级等）为下节课学习自定义函数做铺垫。 各小组派代表总结本课所学内容，其他成员补充； 举例说明：计算圆的面积可以做成一个函数，每次传入不同的半径即可算出面积；计算三角形的面积也可以封装为函数。 通过归纳总结将零散知识系统化，并引导学生将函数思想迁移到生活中的其他场景，强化模块化的计算思维。 学生能否准确说出三类函数的特点和调用方式，能否举出1-2个适合封装为函数的生活场景例子。 学业检测 1. 基础作业： 完成课本第四章第1节第4小节课后练习题中关于函数概念填空和内置函数识别选择的题目。 2. 提升作业： 设计一个“矩形计算器”程序： （1）输入矩形的长和宽（均为整数），用内置函数abs()确保输入值为正数； （2）计算并输出矩形的面积（保留1位小数）。 （3）（选做）尝试将计算面积的逻辑封装为一个自定义函数area(length, width)，调用函数完成计算。 3. 预习作业： 预习课本自定义函数部分，思考：定义一个函数需要哪些要素？函数名、参数和返回值各有什么作用？ 根据自身情况选择完成基础或提升任务； 提升任务写出完整代码，下节课展示； 预习作业可在笔记本上写下初步想法。 用不同层次的作业检测学生对函数的理解和运用能力，巩固已学知识，同时为下一课时自定义函数的学习做好知识衔接。 能否正确使用内置函数完成计算任务，输出结果是否准确；学有余力的学生能否初步尝试自定义函数。 【板书设计】 Python的函数 一、函数的概念 具有特定功能、可重复使用的代码段 类比：榨汁机 / 计算器（输入 → 处理 → 输出） 二、函数的三类 类型 调用方式 示例 内置函数 直接调用 max()、min()、sum()、len()、round()、abs() 库函数 import 库名 → 库名.函数名() math.sqrt()、math.ceil()、math.floor() 自定义函数 def 定义 → 函数名() 调用 def bmi(w, h): return w/h² 三、常用内置函数 max(列表) — 最大值 min(列表) — 最小值 sum(列表) — 求和 len(列表) — 求元素个数 round(数, 位数) — 四舍五入保留小数 abs(数) — 绝对值 四、math库（需import math） math.sqrt(x) — 开平方 math.ceil(x) — 向上取整 math.floor(x) — 向下取整 math.pi — 圆周率 【课后作业】 编写一个“班级成绩小助手”程序： 输入五名同学的语文成绩（整数），存入列表； 使用内置函数max()、min()、sum()、len()计算并输出：最高分、最低分、总分和平均分（保留1位小数）； 思考：如果成绩数据非常多，如何让程序更简洁高效？ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $