核心素养视角下高中信息技术大单元教学实践研究

摘要：本文以项目学习为载体，对学科的核心素养围绕大单元教学设计内容进行细化、解构，在项目学习中对学科核心素养的支撑点重新进行整合与梳理，建构知识体系，并以“Python处理体能测试表格”项目为例，探究如何利用项目在高中信息技术课堂中落实大单元教学。

关键词：大单元教学;核心素养;高中信息技术;数据处理

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）19-0059-04

● 项目背景

为了贯彻落实健康第一的指导思想，完成《国家学生体质健康标准》测试，促进学生积极参加体育锻炼，养成良好的锻炼习惯，笔者所在学校对全体高中学生进行了体质数据测试，测试项目包括身高、体重、肺活量、立定跳远、坐位体前屈、800米跑（1000米跑）、一分钟仰卧起坐、引体向上、左右眼视力等。在测试过程中，由于人员的安排问题，产生了两张数据表格，现在需要用一张表格中的数据替换掉另一张表格中的数据。在本项目中，笔者利用大单元教学，把学科知识贯彻在项目分解后的具体教学任务中，使学生在完成任务的同时学习到知识，同时提高了他们分析问题、解决问题的综合能力。

● 大单元教学项目规划

本项目中的两张数据表，一张是全部学生的测试数据all.xls（大概有近4000条记录），另一张是部分学生的测试数据bufen.xls（大概有300多条记录）。现在要用部分学生的数据覆盖掉全部学生表里面的部分学生的数据。如果直接复制过去，就会产生400多条姓名和学籍号相同的记录，这是不被允许的，而如果手工操作从bufen.xls复制过去，覆盖掉相同姓名和学籍号的学生的测试数据，又太浪费时间，大概要几个小时，还容易出错。那么如何快速、准确地处理这些数据呢？其实本项目就是一个解决办公自动化的问题，为了让学生掌握利用Python处理Excel表格的技能，学习设计采用层层递进的方法，首先学习如何读取Excel表格信息，然后学习如何把数据写入Excel表格，最后学习如何利用好双层循环替换处理Excel表格数据。让学生一步步跟随项目完成的脚步，学会利用Python处理Excel表格的技能并增强学习能力，提升信息素养。

● 大单元教学项目目标

①学会使用xlrd库读取Excel数据。②学会使用xlwt库把数据写入Excel文件。③修改库xlutils的使用方法。④for循环的理解及应用。⑤会使用Range（）函数。⑥理解并会使用循环的嵌套。

● 大单元教学项目实施

1.情境导入：观看体质测试的照片和视频

师：同学们，近几天大家都在在操场上进行体质数据测试，是不是有些同学测试了两次呢？这是由于第一次测试全部数据部分不准确，第二次测试的部分数据比较准确，现在我们需要用第二次的数据替换掉第一次测试的数据，怎么操作呢？

教师展示“体测全部数据.xls”和“部分数据.xls”两张Excel表格（如图1）。

师：这两张表格数据就是真实的要处理的数据。“工欲善其事，必先利其器”，为了完成这个任务，需要先完成下面几个小任务，让我们来解决问题吧！

2.任务一：学会使用xlrd库读取Excel数据（如图2）

师：请同学观看导学内容，掌握Python xlrd读取Excel数据的具体操作。

导学内容：xlrd库的安装——pip install -i https：//pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple xlrd。从清华这边的镜像去安装xlrd库（直接安装太慢了）;读取工作簿、工作表、单元格信息。

3.任务二：使用xlwt库，创建工作簿、工作表并将数据写入单元格（选学内容）（如图3）

师：通过上面的学习，我们会读取Excel文件中的数据了，但是如何写入数据呢？下面请同学观看导学内容：xlwt库的安装（参考xlrd的安装）;xlrd库只能读取Excel文件中的数据。如果要向Excel文件中写入数据，需要使用xlwt库，同时具备创建工作簿、工作表，以及将数据写入单元格的功能。

4.任务三：修改库xlutils的使用方法（如图4）

师：xlrd是读取Excel数据，xlwt是把数据写入Excel，如何修改Excel数据呢？我们可以使用xlutils库，注意这里的“修改”和实际意义的修改有什么不同？下面请同学们学习导学内容：xlutils库的安装参考xlrd库的安装（先安装xlrd和xlwt，再安装xlutils，不然会出错）;修改库xlutils，对当前已经存在的工作簿进行复制，对复制的工作簿进行操作，不是直接修改原工作簿，最后在保存时，如果保存文件相同，就相当于把原来的工作簿替换了而已。

xlrd库只能用于读取已经存在的Excel文件相关信息，xlwt库只能新建工作簿、工作表，写入内容，没有办法对现有的工作表进行修改，要实现修改功能，需要安装xlutils库，相当于在xlrd和xlwt之间建立起一座桥梁。xlutils库可以对现有工作簿进行复制，工作簿进行读取、新建，以及将数据写入单元格，最后保存导学内容。

5.任务四：for循环与range（）函数

师：如果和列表中的每一个同学打招呼，展示5个同学的姓名，打印出“你好啊，***，很高兴见到你”，同学们会想到哪5个print（）语句？（教师提示：如果要和我们班每个同学说出姓名，打下招呼呢？）

导学内容如下：

在Python中，for语句的格式：

for <变量> in <序列>：

<循环体>

for语句通过遍历序列中的元素实现循环，并通过序列的元素数量来控制循环次数，即循环过程，序列中的每个元素都会依次被赋值给变量，并分别执行一次循环体。

for语句的例子。现在有一个列表hobby = ["篮球"， "羽毛球"， "看书"， "旅行"， "音乐"]，将hobby中的所有元素输出到屏幕上（一行一个元素），可通过下面的语句来实现：

hobby=["篮球"，"羽毛球"，"看书"，"旅行"，"音乐"]

for x in hobby：

print（x）

该语句执行后，输出的结果是：

篮球

羽毛球

看书

旅行

音乐

range函数的用法。内建函数range（起始值，终值，步长值）由三个参数来决定序列中元素的个数和范围。range（0，10，1）生成0～9这10个整数序列，若起始值缺省，则默认值为0;步长值是序列中的每个元素之间的差，若缺省，则默认值为1;一个参数range（n）产生的范围[0，n），二个参数range（n，m）（n

range函数的例子。编程实现输出1～10偶数序列。可通过下面的语句来实现：

for num in range（2，11，2）：

print（num，end=' '）

该语句执行后，输出的结果是：

2 4 6 7 10

倒序输出1～10之间的奇数：

for num in range（9，0，-2）：

print（num，end=' '）

该语句执行后，输出的结果是：

9 7 5 3 1

6.任务五：循环的嵌套

师：单独使用for循环，往往无法解决复杂的问题。如需要解决类似“工作要做很多遍，而每一遍都是需要重复做一些事情”的问题，就要用到多重循环，即“循环嵌套”。如果某一种循环语句中包含着自身或其他循环语句，就称为循环的“嵌套”。for循环之间可以相互嵌套。

导学内容包含用for循环嵌套语句，输出以下数字排列图形（如图5）及代码（如图6）。

i负责输入的行数，j负责每行输出的内容。

打印99乘法表（如图7）。

外层循环i从1到9控制打印的行数，内层循环控制打印的列数，代码如下页图8所示。

7.任务六：完成大单元项目

师：当完成了上面的5个任务后，完成本项目就不是什么难事了，我们要用“部分数据.xls”中的数据内容替换掉“体测全部数据.xls”中的内容。因为每个同学的“学籍号”都不一样，具有唯一性，所以“学籍号”所在的E列就是第五列，通过判断学籍号是否相等来进行查处。

外层循环就是“部分数据.xls”第二行（第一行为列名）到最后一行的数据，内层循环就是“体测全部数据.xls”第二行到最后一行的数据，依此从“部分数据.xls”取一行，遍历“体测全部数据.xls”的所有行，如果两张表格的cell（i，4）.value相等，说明找到了。然后用“部分数据.xls”覆盖“体测全部数据.xls”对应的行就可以了。代码如图9所示。

● 项目教学反思

本学习设计是大单元教学项目，计划用4～5节课完成。通过这个项目，学生逐渐掌握利用Python处理Excel的功能，并通过边学边用，增强和提高了学习和接受新事物的能力和水平。存在的问题是，上述6个任务设计得还不够细致，有些内容还需要在导学中进行细化。