资源简介

高中新课程新教材优质课评选
信息技术 必修 1《数据与计算》
第三单元 穿戴设备助力校园健康安全
——算法和程序设计
一、单元基本信息
学科 信息技术 实施年级 高一 设计者
课程标准模块 必修 1 数据与计算
单元名称 算法和程序设计
单元课时 5 课时
二、单元教学规划
1 ．主题名称
穿戴设备助力校园健康安全
——算法和程序设计
2 ．主题概述
校园安全一直是全社会普遍关注的问题，学生的安全更是重中之重，随着家长对于 安全意识日益重视，相关一些校园安全设备和措施已经开展。移动互联网的迅猛发展，
智能穿戴设备走进校园，为学生安全保驾护航！
智能穿戴设备通过在校园网内部署网关实时获取手环数据，再基于智慧校园后台进 行大数据分析，实现了对学生的运动健康、实时定位、体温检测、心率监测等数据的处 理和应用。本单元将围绕“穿戴设备助力校园安全”的实例出发，带领学生学习算法和 算法的特征；了解程序设计语言的特点；学会用 Python 程序设计语言实现简单算法，
解决问题；体验程序设计的一般过程，掌握程序设计的调试与运行方法。
算法不是计算机特有的， 通过认识穿戴设备各项功能的工作方式， 让学生对贴近生 活的实例产生较强的认同性。从而达到更好的学习效果。穿戴设备助力校园健康安全所 蕴含的算法和程序设计能够让学生感受到信息社会中思考与解决问题的方式， 认识当今
数字化世界的运转方式并从深层次发展学生的计算思维， 做合格的数字化公民。
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根据本单元的核心概念和知识内容结构， 通过穿戴设备的测温、测心率、实行定位、 智能识别等功能， 了解其工作的基本流程， 从而引出算法的概念和描述方法。再通过情 境任务， 结合描述出来的算法流程， 让学生体会算法的基本控制结构，最后通过本节涉
及到的几种算法流程图归纳出算法的特征。
接下来,由手环体温检测， 实现全天位体温监测，引出程序概念；分析智能手环测 温过程，用输入温度方式代替测温方法， 设计算法，初探程序，训练学生的逻辑思维； 由摄氏温度转换为华氏温度，经历算法到程序的过程， 认识程序设计语言；由监测体温 值大小进入校园的过程，设计算法，编程程序， 调试运行， 认识程序设计过程， 锻炼学
生的计算思维。
接着根据手环的定位功能为学校管理带来的便利， 通过体验学生定位散点图小程序 引出探究活动， 帮助学生理解和使用分支结构语句去解决问题。再以重复代码产生冗余 引出循环语句解决有规律和重复的问题。然后根据手环监测睡眠数据的功能， 引出批量 数据在程序中的表示方法。对于批量数据的处理和统计分析， 将程序设计中的内置函数
和自定义函数呈现出来。
最后围绕“安全”这一主题， 立足于从简单问题出发，研究密码安全问题， 引导学
生提升理论认识高度， 强调信息安全的重要性。
整个项目学习根据穿戴设备解决校园健康安全问题的需要，结合穿戴设备的运动监
测、安全定位和监测睡眠数据等基本功能， 理清其中的算法。通过分析算法的描述过程
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促进了计算思维的发展， 在体验穿戴设备解决实际问题的过程中， 关注真实情境中的问 题， 感受信息社会中思考与解决问题的方式， 处理好人与技术工具的关系， 培养信息社
会责任意识。
3 ．主题学情分析
本活动针对高一学生设计， 绝大多数学生对算法、程序的概念既熟悉又陌生。 高一 学生已具备一定的抽象思维能力， 能够在问题的引导下自主或者合作探究。 本单元内容 贴近生活实际，实践性较强。在活动开展中， 需要学生充分运用数字化工具，开展自主
学习、协作交流，促进计算思维的发展，提升使用信息技术解决实际问题的能力。
4 ．开放性学习环境
多媒体机房、极域电子教室、思维导图软件
数字学习资源（微课、导学案）
5 ．单元学习目标
课标核心素养 单元学习目标 对应关系
A.信息意识 B.计算思维 C.数字化学习与创新 D.信息社会责任 1.理解算法的概念， 掌握算法的特征，能够运 用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法 2. 针对具体探究任务，体会程序设计的一般 过程和基本控制结构。 3.体验程序设计对批量数据的处理过程， 感受 计算机处理海量数据的优势。 1——AB 2——BC 3——CD
项目 阶段 子项目主题 单元学习活动内容 课时
1 描述穿戴设 备的工作流 程 围绕穿戴设备的心率监测、身份识别、体温监测等功能， 提炼其中算法并对其进行描述，从而探究算法的描述方 法和基本控制结构，最后总结算法的基本特征。 1 课时
2 校园安全监 测 体验活动，引出程序概念 问题情境： 智能手环测温进校园，测量的温度为摄氏温度，如何转 换为华氏温度。 探究活动： 1.分析温标转换问题， 设计算法编写程序。 描述监测体温入校园的过程， 设计算法。 1 课时
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3 穿戴设备定 位助力校园 安全 问题情境： 1.设定坐标系中红色区域为隔离点， 如果有学生进入则 设备输出“红灯”，如果不在红色区域设备输出“绿灯”。 2.疫情期间如果校园某一区域聚集过多（大于 4 人）， 则设备输出红色。 探究活动： 1.自主学习 if else 双分支结构，并尝试修改代码。 2.打开活动小程序， 编写代码，解决关于学生过多聚集 的问题。 1 课时
4 分析睡眠健 康数据 问题情境 1．利用佩戴的电子穿戴设备搜集学生的睡眠数据，深 入调查并分析数据 分析问题 1.如何将电子穿戴设备上生成的大量睡眠数据导入到 Python 中进行处理？ 2.设计何种算法计算我校学生的平均睡眠时长。 探究活动 每个小组根据算法编写程序， 调试运行 1 课时
5 探究密码安 全问题 探究密码安全问题： 1.什么是密码？ 探究活动： 1. “三位数字密码 ”的破解 2. 密码设置策略 个人密码安全讨论： 常用的密码安全验证的相关方式特点 1 课时
7 ．评价建议
（1）项目前期评价：
（2）项目过程性评价
a.项目学习分阶段记录表（组内成员参与情况评价）
b.学习手册——相关检测题
（3）项目总结性评价 ：项目活动评价表

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