任务2.1 存储垃圾分类数据——变量定义与数据类型(2.数值类型与字符串类型)（教案）《程序设计基础 ——Python》（高等教育出版社）【上好课】

《程序设计基础——Python》（高等教育出版社）教案 课 题 任务2.1 存储垃圾分类数据——变量定义与数据类型（数值类型与字符串类型） 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本任务选自高等教育出版社《程序设计基础——Python》，是项目2中的第一个任务。任务以“存储垃圾分类数据”为情境，内容分为三个部分：int、float、complex、bool四类数值类型及bin()、oct()、hex()进制转换函数；int()、float()、bool()、complex()显式类型转换；字符串的定义、索引与切片。此外还安排了浮点数精度、布尔假值等容易出错的知识点。 数据类型是程序处理数据的起点，变量先确定类型，才能参与运算。学生在本任务中形成的“先定类型、再写运算”的习惯，会直接影响后续运算符、流程控制、列表与字典等任务的学习效果。因此本任务在项目中起打基础的作用。 学情分析 授课对象已经学会安装Python开发环境，能在PyCharm中新建文件、编写并运行简单程序，也会用print()查看运行结果；垃圾分类是学生熟悉的生活情境，接受起来不困难。学生的困难主要在抽象理解上。多数人能记住“int是整数、float是小数”这样的结论，但不容易理解数据类型决定了数据的存储方式和运算规则；进制转换、浮点数误差、布尔假值这几处内容如果只靠背诵，上机时仍然会出错。另外，学生写程序时习惯凭直觉把数字和字符串混着用，遇到报错就反复试，缺少主动选择数据类型的意识。因此本课宜多安排对比演示和上机验证，把抽象概念落到可以看到的运行结果上；对切片边界这类容易混淆的规则，用具体字符串让学生逐个下标数一遍。 学习目标 知识目标： 能说出整数、浮点数、复数三种数值类型的区别，复述布尔型的清单与字符串的索引、切片规则。 技能目标： 能用 int()、float()、bool()、complex() 完成数值类型转换，能用切片从字符串中提取指定片段。 情感目标： 树立准确、规范使用数据的数字文明意识，做文明、守法、负责任的数字公民。 学习重难点 重点：int、float、bool三类数值类型的特点与选用；int()、float()、bool()、complex()显式类型转换的用法；字符串的索引与切片规则。 难点：理解浮点数采用二进制存储带来的精度误差；判断切片左右边界与步长方向；根据业务需要主动选择并转换数据类型。 教学方法 案例分析、讲授法、任务驱动法、小组讨论法、上机实践法 课前准备 1.查找相应网站资料，准备垃圾分类统计案例，课堂演示使用。 2.制作数值类型与进制转换、类型转换、字符串索引切片的演示课件和教学微视频，编写课堂任务单及随堂练习。 3.课前调试垃圾分类案例的示例代码，检查机房PyCharm环境，确认Python解释器可正常运行。 4.学生课前预习教材本任务内容，完成课前自学任务。 教学媒体 电子课件、教学微视频、PyCharm开发环境、机房广播教学系统 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 【课程导入】 1.展示校园垃圾分类统计的案例：某班一天回收可回收物23件、厨余垃圾6.5千克、垃圾桶已满。提问：这三组数据在程序里分别应该用什么类型来存放？ 2.结合学生的回答说明：垃圾件数是整数，重量是小数，是否满桶是逻辑真假，数据类型选错，计算结果就会出错。引出课题：存储垃圾分类数据——数值类型与字符串类型。 3.下发课堂任务单，逐条解读本节课的学习目标：知道int、float、complex、bool四类数值类型的区别；会用int()、float()、bool()、complex()做显式类型转换；掌握字符串的索引与切片；能根据业务需要选择合适的类型，并指出本节课的重点和难点。 【新知识传授】 1.播放教学微视频：Python四类数值类型、进制转换与类型转换、字符串索引切片三段实操演示。 2.梳理本节课的三个知识模块：数值类型（整数、浮点数、复数、布尔）、数值型变量之间的转换、字符串类型与索引切片。 【练一练】（口头问答） 提问：①Python的布尔类型只有哪两个取值？②浮点数在计算过程中会出现什么问题？③字符串切片依靠什么来提取片段？ 1.接收课堂任务单，对照任务单了解本节课的学习目标。 2.观看教学微视频，观察数值类型、类型转换、字符串索引切片的完整操作过程。 3.回答问题，结合垃圾分类统计情境说出自己对不同数据类型的初步理解。 4.明确本节课要解决的三个问题，带着任务进入后续学习。 1.用校园垃圾分类统计这一真实业务情景导入，让学生带着问题有针对性地学习。 2.通过任务单落实学习目标，学生事先知道要学什么、学到什么程度。 3.把四类数值类型、浮点数精度、字符串切片等抽象内容做成直观演示，降低理解难度，为理论讲授和上机实操做铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 1.模块一 数值类型。 ①int整数：不带小数点，可以写成二进制、八进制、十六进制形式，与bin()、oct()、hex()三个进制转换函数配套使用。 ②float浮点数：用来存放小数，也可以写成科学计数法；由于采用二进制存储，计算时会产生精度误差，例如0.1+0.2的结果并不是0.3。 ③complex复数：按“实部+虚部j”的格式书写。 ④bool布尔类型：只有True和False两个取值，本质上是int的子类。需要记住假值清单：0、0.0、空字符串、空容器、None都会判定为False，其余判定为True。 【练一练】（书面课堂习题） 1.单选题：下面属于浮点数的是（　）。A.1024　B.3.14E-2　C.3+4j　D.True 2.简答题：写出Python中布尔类型会判定为False的三种情况。 1.认真听讲，在草稿纸上记录四类数值类型的特点、进制转换函数和布尔假值清单。 2.独立完成书面习题，完成后与同桌交换核对答案，交流错题。 3.对浮点数精度、布尔假值还分不清的地方，主动举手向教师请教。 4.整理课堂笔记，把数值类型的知识点串成一个知识框架。 1.结合垃圾分类统计中的实际数据讲解数值类型，学生已有的直观经验可以借力，知识点不悬空。 2.随堂习题与课件课堂例题对应，当堂检测数值类型基础的掌握情况。 3.同桌互查能够暴露共性问题，便于教师调整后面的讲课节奏。 活动三： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 1.模块二 数值型变量的相互转换。讲解显式强制类型转换，即int()、float()、bool()、complex()四个函数的用法，通过对比演示，区分可以正常转换的情况和会报错的情况。 2.模块三 字符串类型。介绍字符串的界定方式，正向索引与反向索引，切片语法[start:end:step]和左闭右开规则。结合垃圾分类案例，用字符串存放垃圾类别名称，练习从中截取指定字符。 3.布置小组实操任务。 ①小组手绘Python数值与字符串数据类型的简易思维导图草图。 ②上机实操：结合垃圾分类业务定义各类数值变量，完成不同类型之间的强制转换；定义垃圾类别字符串，练习索引与切片提取内容。 ③小组小型辩论：处理业务数据，是优先依靠自动隐式转换，还是主动使用显式类型转换。 4.机房巡视各组，指导数据类型草图的绘制和PyCharm实操，解答类型转换、索引切片方面的疑问，监督小组实操进度，鼓励小组之间交流排错经验。 【练一练】（小组讨论简答） 小组交流作答：①使用int()可以直接把带小数的字符串“3.5”转为整数吗？②字符串切片[2:5]会包含哪一个下标，不包含哪一个下标？ 1.四人一组分工，完成数据类型草图绘制、PyCharm上机实操和辩论材料整理。 2.组内交流练一练的答案，统一发言思路。 3.上机操作：结合垃圾分类场景定义int、float、bool变量；调用转换函数完成显式类型转换；定义垃圾类别字符串，练习索引取值和切片截取，观察控制台输出结果。 4.推选代表上台展示数据类型草图，演示关键代码的运行效果，分享辩论结论，并记录其他小组的不同看法。 5.类型转换、切片实操遇到报错，先自行排查，解决不了再向教师求助。 1.让学生动脑、动手、动口，真正参与到课堂中来。 2.在实操和排查错误的过程中培养学生发现问题、解决问题的能力。 3.落实本课核心知识：int、float、complex、bool四类数值类型，进制转换，浮点数精度，布尔假值，显式强制类型转换，字符串索引与切片，左闭右开规则。 4.通过辩论让学生认识到编程中主动使用显式类型转换更利于代码阅读和后期维护。 5.绘制草图、上机实操、小组协作三种形式结合，兼顾不同学习方式的学生。 6.在垃圾分类模拟项目的实操中验证并巩固本课知识，形成数值定义、类型转换、字符串索引与切片的实践能力。 活动四： 巩固练习 素质提升 【知识点总结】 1.梳理本节课的知识脉络：int整数及进制转换；float浮点数与精度问题；complex复数；bool布尔类型及False假值清单；int()、float()、bool()、complex()显式强制转换；字符串的定义，正向与反向索引，切片语法与左闭右开规则；垃圾分类项目案例。 2.点评各小组绘制的数据类型草图和上机实操结果，指出几处高频易错点：True、False的大小写写错；忽略浮点数计算的精度误差；切片边界搞错左闭右开；做不合理的类型转换导致程序报错；漏掉布尔类型中各类假值的情况。 3.布置课后作业：制作本课思维导图，梳理数值类型与字符串类型的知识体系，并完成课件配套练习题；拓展任务，模拟家庭垃圾分类统计，定义整数、浮点数、布尔、字符串变量，完成至少2次类型转换，使用切片截取垃圾类别名称的部分字符。 【分组讨论】 讨论话题：结合垃圾分类统计案例，说一说写程序时根据业务选择正确的数据类型、主动做显式类型转换，对程序的稳定性有哪些作用？ 组织各小组汇报，引导学生比较数据类型选用正确与选用错误两种情况下的调试效率差异。 1.跟随教师复盘全部知识点，补充数据类型草图和课堂笔记，标记本节课的易错点。 2.听取小组成果点评，修正草图、代码和概念理解中的错误。 3.围绕讨论话题分组研讨，比较数据类型选用正确与选用错误两种情况下的调试效率，整理小组的分析结论。 4.记录课后作业，安排完成顺序。 5.课后独立完成思维导图、配套练习和垃圾分类拓展编程任务。 1.当堂复盘串起四类数值类型、布尔假值、类型转换、字符串索引切片全套知识点，完成知识检测与巩固。 2.针对高频错误逐条纠正，扭转学生“所有数字都可以随便混用、有自动转换就不用管”的认识。 3.结合垃圾分类真实业务场景拓展讨论，落实准确、规范使用数据的数字文明素养，达成按业务选择合适数据类型的教学目标。 4.思维导图、数据类型草图、PyCharm上机实操多项任务覆盖课件各教学板块，同时锻炼学生的空间思维和语言表达能力，为后续Python项目实践做迁移准备。 课堂小结 作业布置 课堂小结 作业布置 1.绘制本课思维导图，梳理数值类型与字符串类型的知识体系。 2.完成课件配套练习题。 3.拓展任务：模拟家庭一天的垃圾分类统计，定义整数、浮点数、布尔、字符串变量各一个，完成至少2次类型转换，并使用切片截取垃圾类别名称的部分字符。 板书设计 一、四类数值类型 int整数：1、-5、100；进制写法 0b1010、0o12、0x1F；转换函数 bin()、oct()、hex() float浮点数：3.14、3.14e-2；注意精度误差 0.1+0.2 complex复数：3+4j bool布尔：True、False（int的子类）；假值 0、0.0、空字符串、空容器、None 二、类型转换 int()、float()、bool()、complex()：合理转换正常执行，不合理转换报错 三、字符串 定义：用引号括起来的字符序列 索引：正向 0 1 2 …；反向 -1 -2 -3 … 切片：[start:end:step]，左闭右开 四、垃圾分类数据 件数 int，重量 float，是否满桶 bool，类别名称 str 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $