【教学类-13-04】20230404《数字色块图+判断密码是否正确-5*7*8-A4横板-横切》（中班主题《我爱我家》)

背景需求：

1、项目：

去年上学期给中班、大班孩子做过一个“像素数字图“”的游戏。

【教学类-13-01】20221112《数字色块图5*7*9-A4竖版》（中大班主题《》)

【教学类-13-03】20221118《数字色块图5*7*8-A4横板-横切》（大班主题《》)

2、问题：

从作品来看，他们大都用色块区分出四个数字，拍照时，不少孩子询问我：“老师，我写的对吗？”

 问题：

因为是代码生成的4位随机数字，我根本不知道他们是否写的正确，只能快速目测来验证。

情况一：一些孩子的数字色块比较清晰整洁，容易辨识。

 

情况2：一些涂色杂乱、不会做、涂色覆盖提示数字的密码纸，让我辨认起来非常费力。最后只能糊弄。

 需求：

今年再次尝试在中班做横板的“像素数字密码图”，我不想目测判断幼儿“破译”的正确性，想用电脑程序来判断孩子们写出来的数字的正确性（ if ……else……的代码）

思路：

1、提取密码数字：在“数字图-横版”代码，把随机抽取的4个数字密码，写入"密码.xlsx"保存，同时生成PDF打印纸

2、打印破译纸片：打印这套生成的pdf纸张打印出来，横向切割成小纸片（4个数字）

3、判断密码正确：写一个判断程序，如果幼儿输入的四个数字在EXCLE 的密码列表里，就输出大型的“√”，如果输入错误，EXCLE密码列表里没有这个数字，就输出大型的“×”。

4、验证程序exe：因为我不会做UI界面，所以还是采用exe打包代码的方式，在电脑桌面上运行Python程序（黑底白字，文字很小），虽然我知道这种黑底界面操作起来，根本不适合幼儿，但是自身技术不达标，只能先将就一下了。o(╥﹏╥)o）

代码解析：

一、材料准备：

 word样式：

使用word模板与下面链接的word模板一致

【教学类-13-03】20221118《数字色块图5*7*8-A4横板-横切》（大班主题《》)

二、代码1：生成word学具和EXCEL密码

（一）全部代码

'''

作者：阿夏
时间：2022年11月18日数字像素图（A4横板5*7 8个表 中间一切二横切）
（A4横板排5*7*8 每套两个数字涂成不同的颜色  有括号，要汇总密码））
'''

import os,random

num=int(input('生成多少份\n'))
Number=int(input('抽取几个数字（10个数字中取横板8个（4个一组）\n'))
size=float(input('数字大小（最大28，建议25）\n'))
weight=int(input('表格宽度(5格)\n'))
height=int(input('表格长度高度(7格)\n'))

print('----------第1步：提取所有图案------------')

import random
# m数字位置上的数字


print('----------第2步：新建一个临时文件夹------------')
# 新建一个”装N份word和PDF“的文件夹
os.mkdir(r'C:\Users\jg2yXRZ\OneDrive\桌面\像素图\零时Word')


print('----------第3步：随机抽取8个不重复的图案 ------------')
import random
from win32com.client import constants,gencache
from win32com.client.gencache import EnsureDispatch
from win32com.client import constants # 导入枚举常数模块
import os,time

import docx
from docx import Document
from docx.shared import Pt 
from docx.shared import RGBColor
from docx.enum.text import WD_PARAGRAPH_ALIGNMENT
from docx.oxml.ns import qn


from docxtpl import DocxTemplate
import pandas as pd
from docx2pdf import convert
from docx.shared import RGBColor


# 新建
# 导入库
from openpyxl import Workbook
wb = Workbook()
ws= wb.active

for z in range(0,num):   #多少份  

    m=str(random.randint(0,1)) # 涂色部分数字，数字小 0和1（小数）（只有用0的画，有大量重复，所以加了1）
    n=str(random.randint(2,9)) # 非涂色部分数字，2，3，4，5，6，7，8，9  （大数）

    N=[]
    def same():
        for r in range(0,len(nn)):
            nn1=int(nn[r][0])
            nn2=int(nn[r][1])
            for nnn in range(nn1,nn2):
                N.append(n) 

            mm1=int(mm[r][0])
            mm2=int(mm[r][1])
            for mmm in range(mm1,mm2):
                N.append(m)
    print(N)
    # print(len(N))

    # 数字0 的坐标位置列表值
    nn=['06','02','01','02','01','02','01','02','06']
    mm=['03','01','01','01','01','01','01','03','00']
    same()

    # 数字1 的坐标位置列表值
    nn=['07','04','04','04','04','07']
    mm=['01','01','01','01','01','00']
    same()

    # 数字2 的坐标位置列表值
    nn=['06','04','02','02','04','06']
    mm=['03','01','03','01','03','00']
    same()

    # 数字3 的坐标位置列表值
    nn=['06','04','02','04','02','06']
    mm=['03','01','03','01','03','00']
    same()

    # 数字4 的坐标位置列表值
    nn=['06','01','02','01','02','01','02','03','06']
    mm=['01','01','01','01','01','01','04','01','00']
    same()

    # 数字5 的坐标位置列表值
    nn=['06','02','04','04','02','06']
    mm=['03','01','03','01','03','00']
    same()

    # 数字6 的坐标位置列表值
    nn=['06','02','04','02','01','02','06']
    mm=['03','01','03','01','01','03','00']
    same()

    # 数字7 的坐标位置列表值
    nn=['06','04','04','04','04','06']
    mm=['03','01','01','01','01','00']
    same()

    # 数字8 的坐标位置列表值
    nn=['06','02','01','02','02','01','02','06']
    mm=['03','01','01','03','01','01','03','00']
    same()

    # 数字9 的坐标位置列表值
    nn=['06','02','01','02','04','02','06']
    mm=['03','01','01','03','01','03','00']
    same()

    Nall=[] # [[],[],[]]的样式

    for aaa in range(0,int(len(N)/int(weight*height))):    # 把35*10个数字，分割成35一组，35一组，一共10组（0-9）
        aaaa=(N[aaa*int(weight*height):aaa*int(weight*height)+int(weight*height)])
        Nall.append(aaaa)        # 10组的35个数字
    print(Nall)
# [['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', 
# '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', 
# '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6'], ['6', '6', '6', '6', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '1', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '1', '6', '6', '1', '1', '1', '6', '6', '6', '6', '6', '6']]
    print(len(Nall))  # 10个数字
#    
    # NALL 一共有10个，写出所有索引数字
    ss=[]
    for o in range(len(Nall)):        # 0-9
        ss.append(o)
    print(ss)

    q=random.sample(ss,Number)    # 随机抽取8个不重复索引的数字
    print(q)
    
    # [3, 7, 9, 6, 1, 0, 8, 4]

    nine=[]
    for r in range(len(q)):
        
        nine.append(Nall[q[r]])
# #         # nine2=random.sample(Nall,Number)
# #     #     nine=random.sample(Nall,Number)      # 从10个中间随机抽8组（排序打乱，数字会少一个）
    print(nine)
    print(len(nine))

    # 把密码写入EXCLE 
    sin1='{}{}{}{}'.format(q[0],q[2],q[4],q[6])
    sin2='{}{}{}{}'.format(q[1],q[3],q[5],q[7])
    print('密码1:{}{}{}{}'.format(q[0],q[2],q[4],q[6]))
    print('密码2:{}{}{}{}'.format(q[1],q[3],q[5],q[7]))    


    ws['A{}'.format(z+1)]=sin1
    ws['B{}'.format(z+1)]=sin2
    

    # 做成docx学具
    doc = Document(r'C:\Users\jg2yXRZ\OneDrive\桌面\像素图\数字像素图横板8个横切.docx') 

    for numbg in range(0,len(nine)): # [[],[],[]]的样式的索引数字
    #     print(num1)
        NUMnum=nine[numbg]
        print(NUMnum)      

    #  确定8*4表格的表格单元格坐标（如第1行第1格是0，0 ，第2行第3格是（1，2）   
        bg=[]
        for x in range(0,height):
            for y in range(0,weight):
                ww='{}{}'.format(x,y)
                bg.append(ww)
        print(bg)      
    
    # ['00', '01', '02', '03', '04', '05', '06', '07', '10', '11', '12', '13', '14', '15', '16', '17', '20', '21', '22', '23', '24', '25', '26', '27', '30', '31', '32', '33', '34', '35', '36', '37']
    # 提取表格单元格坐标和图形的坐标
    
        table = doc.tables[numbg]          # 一共有9个表格        

        for t in range(0,len(NUMnum)):             # 图案的长度为8*4=32个    遍历0-32(32个)
            pp=int(bg[t][0])     # 提取表格bg里面每个元素的第0个数字==单元格X坐标  t=索引数字
            qq=int(bg[t][1])
            k=NUMnum[t]                  # 提取list图案列表里面每个图形  t=索引数字
            print(pp,qq,k)

            run=table.cell(pp,qq).paragraphs[0].add_run(k)    # 在单元格0,0(第1行第1列)输入第0个图图案
            run.font.name = '黑体'#输入时默认华文琥珀字体
            run.font.size = Pt(size)  #输入字体大小默认30号
            run.font.color.rgb = RGBColor(100,100,100) #设置颜色10%黑色=深灰
            
            r = run._element
            r.rPr.rFonts.set(qn('w:eastAsia'), '黑体')#将输入语句中的中文部分字体变为华文行楷
            table.cell(pp,qq).paragraphs[0].alignment = WD_PARAGRAPH_ALIGNMENT.CENTER #居中     

    doc.save(r'C:\Users\jg2yXRZ\OneDrive\桌面\像素图\零时Word\{}.docx'.format('%02d'%(z+1)))#保存为XX学号的电话号码word     

    from docx2pdf import convert
    # docx 文件另存为PDF文件
    inputFile = r"C:/Users/jg2yXRZ/OneDrive/桌面/像素图/零时Word/{}.docx".format('%02d'%(z+1))# 要转换的文件：已存在
    outputFile = r"C:/Users/jg2yXRZ/OneDrive/桌面/像素图/零时Word/{}.pdf".format('%02d'%(z+1))  # 要生成的文件：不存在
    # 先创建 不存在的 文件
    f1 = open(outputFile, 'w')
    f1.close()
    # 再转换往PDF中写入内容
    convert(inputFile, outputFile)

wb.save(r'C:\Users\jg2yXRZ\OneDrive\桌面\像素图\四位密码.xlsx')

print('----------第4步：把都有PDF合并为一个打印用PDF------------')
    
# 多个PDF合并（CSDN博主「红色小小螃蟹」，https://blog.csdn.net/yangcunbiao/article/details/125248205）
import os
from PyPDF2 import PdfFileMerger
target_path =  'C:/Users/jg2yXRZ/OneDrive/桌面/像素图/零时Word'
pdf_lst = [f for f in os.listdir(target_path) if f.endswith('.pdf')]
pdf_lst = [os.path.join(target_path, filename) for filename in pdf_lst]
pdf_lst.sort()
file_merger = PdfFileMerger()
for pdf in pdf_lst:
    print(pdf)
    file_merger.append(pdf)
file_merger.write("C:/Users/jg2yXRZ/OneDrive/桌面/像素图/（打印合集） 中6班 像素图数字横版横切{}乘{}乘8个（{}份）.pdf".format(weight,height,num))
file_merger.close()
# doc.Close()

# # print('----------第5步：删除临时文件夹------------')    
import shutil
shutil.rmtree('C:/Users/jg2yXRZ/OneDrive/桌面/像素图/零时Word') #递归删除文件夹，即：删除非空文件夹

（二）重点解析

本文重点解析与下面链接95%内容一致

【教学类-13-03】20221118《数字色块图5*7*8-A4横板-横切》（大班主题《》)

区别之处：（加了一个EXCEL保存密码数据）

 

 （三）终端输入

 （四）结果展示

 生成结果：

1、XLSX-密码合计

2、PDF-密码纸

  PDF的第1页两个密码与EXCLE第1行两个数字秘密相同，这两个必须是一套。否则后面的验证EXE做不出来。

三、代码2：验证密码正确性

（一）全部代码

  

import xlrd
import time




workbook=xlrd.open_workbook(r'C:\Users\jg2yXRZ\OneDrive\桌面\像素图\四位密码.xlsx')
sheet= workbook.sheet_by_index(0)# 第1张工作表
A1=[]   # 第1列密码
B1=[]   # 第2列密码

# sheet.cell_value(i,0):第i行的第0个元素
for i in range(0,sheet.nrows):
    A1.append(sheet.cell_value(i,0))
    B1.append(sheet.cell_value(i,1))
    # 删除重复
    if len(A1)!=len(B1):
        print("False")

list=A1+B1
print(list)
for x in range(28):
    n=3
    for i in range(0,n):
        b=input('\n<<<请输入密码(还有{}次机会)>>>\n\n'.format(n))
        if b in list:
            print('----------------------')
            print('    密码:{}    '.format(b))
            print('                   ✔     ')
            print('                 ✔     ')
            print('               ✔     ')
            print('             ✔     ')
            print('   ✔       ✔    ')
            print('     ✔   ✔    ')
            print('       ✔     ')
            print('                ')       
            print('                        ')
            print('    (*￣︶￣*)       ')
            print('                      ') 
            print('     领取礼物        ')
            print('----------------------')
            print('                      ') 
            print('----下一位开始-----') 
            break    
            
        else:
            print('----------------------')    
            print('    密码:{}     '.format(b))
            print('  ✘           ✘ ')
            print('    ✘       ✘   ')
            print('      ✘   ✘   ')
            print('        ✘           ')
            print('      ✘   ✘     ')
            print('    ✘       ✘     ')
            print('  ✘           ✘ ')
            print('                ')  
            print('                      ') 
            print('      o(╥﹏╥)o        ')
            print('                      ') 
            print(' 再来一次(还有{}次机会)         '.format(n-1))
            print('----------------------')
            n-=1
            continue
        
    print('                      ')   
    print('----下次努力-----') 
    print('                      ')   
    print('----下一位开始-----') 
    continue 
#     # time.sleep(2) 
#     # pass
         
        

        

（二）重点解析

读取提取出来的所有密码

 

 （三）做成EXE

 设置打包：

原始路径 

 修改盘符

 查找路径

  

 

 开始生成EXE

 

 先测试EXCLE密码里面的第1个数字

 把EXE复制在桌面上，并确保“4位密码.xlsx”也在桌面的文件夹里，链接不成功，也无法实现验证。

 程序都OK了，开始教学吧

教学过程：

时间：2023年4月4日 8：20-8:30

班级：中6班

人数：19人

一、材料准备：

 

 

 二、学习过程：

 

 

 

 没有拍很多，因为第一位孩子已经“破译完成密码”，让老师教怎么用电脑了，后面的教学时间我被拖在电脑旁。保育员阿姨在指导孩子如何写矩形数字。

作品分析：

EXE程序验证界面的截图

作品扫描

完成度分析

第1类：破译正确，括号和右上角都写出数字组 

 

 

 第2类：破译正确，括号写出数字组 （右上角没有）

 

 孩子用记号笔又写了一次答案，（6251）

   第3类：破译正确，但没有写出数字组

 

 

 

 

 第4类：破译部分正确  部分数字书写正确（总体判断是不理解）

（正确答案：1982）

 （正确答案：9047）

 （正确答案：7356）

这位孩子应该是理解的，但是画面涂色的效果效果不明显，幼儿自身也无法说出这些方块结构数字是到底是什么数字

第5类：破译失败，自主绘画（是否与数字大量包含2、3、5、6、9有关）

 （正确答案：8236）

  （正确答案：2960）

 （正确答案：5634）

 （正确答案：9523）

 由此可以看到学具的完成度情况

序号	学习结果	数量（份）	比例
1	第1类：破译正确，括号和右上角都写出数字组	4	21.05%
2	第2类：破译正确，括号写出数字组 （右上角没有）	3	15.7%
3	第3类：破译正确，但没有写出数字组	5	26.31%
4	第4类：破译部分正确  部分数字书写正确	3	15.7%
5	第5类：破译失败，自主绘画 教师告诉答案	4	21.05%

结果显示:幼儿对破译号码的完成度情况如下，共有63.15%的孩子能够破译全部四个号码。另外36.84%的孩子破译有困难（15.7%的孩子破译了1个号码-通常是数字1，21.05%的孩子完全不理解结题方法。）

对上面五类作品进行具体分析：

20230404 中6班 破译4位数字（密码纸）
学号	密码	姓名	学号	密码	01数字	01数字	括号	括号	备注
2	1904	写了一个姓	√	1904	4	蓝色粗体	1904	蜡笔红色
4	9312	空	√	空	4	紫色+记号笔	9312	记号笔
7	3695	空	√	3695	4	紫、红、粉+记号笔 （四个块面勾边，两个快面加单线）	3695	记号笔
9	8294	空	√	空	4	浅绿	8294	蜡笔绿色
10	3672	空	√	3572	4	紫色 2个涂色块 2个勾单线	空	空
11	5436	空	√	空	4	蓝色粗体 第一个数字是红字蓝底	空	空
12	4501	空	√	空	4	红字蓝底	10（不是正确的）	蜡笔蓝色
14	8236	空	√	空	0	自己画了0701	空	空	画图案
15	1982	空	√	空	1	找到部分0并画框记号笔，涂色大红天蓝浅绿	1809	记号笔
16	6251	空	学号在反面	空	4	第1个字：蜡笔画框红色涂色、第2-4个子，铅笔数字 紫色粉色勾边	6221	蜡笔黑色	镜像数字
17	7154	空	√	空	4	数字：红绿紫绿 背景：蓝红红紫	空	空
18	9047	空	√	空	1	记号笔边+粉红数字 勾出部分数字	空	空
19	9523	空	√	空	3	2 中1 2 0  记号笔书写+粉红紫色涂色	背诵老师告诉的正确答案，默写括号数字952	记号笔
21	7356	空	√	空	3	红色 线条 735	空	空	镜像学号
22	1205	空	空	空	4	紫色的数字，浅蓝深蓝深绿浅绿背景	空	空	双色对比
23	2960	空	√	空	0	记号笔画小方框 少量蓝色	空	空
24	5634	空	√	空	0	177全涂 粉红色	空	空
26	4701	空	空	空	4	黄黄黄粉 粗体	空	空
27	8340	空	√	8340	4	黄色粗体	8340	蜡笔蓝色

通过学号来看，发现一个显著的规律：

1、性别差异显著：女孩在辨识X与0、X与1的能力比男孩强。本次活动中，第4、5类未完成不正确的7位孩子中仅有1位女孩（她只有一题错误），其他都是男孩。

2、绘线方式多元：示范时讲解了画线了、勾边法、画小框法等等，孩子分别用记号笔、铅笔、蜡笔进行了各种绘线尝试，不少作品中有几种样式的展示。大部分孩子只来得及找出数字，2位孩子尝试对背景进行涂色。

3、图形结构差异：本次单元格内的方形数字和幼儿日常绘画的圆形数字有差异，这是导致幼儿无法看到数字的一个原因，从7份作品中，看到1位女孩画出了模糊的数字外形，但无法与圆形数字关联（说不出是什么数字），其他6位男孩的随机密码中大量包含2、3、5、6、9的数字，这些数字的细微差异（哪一条线封闭、哪一条线打开、中间包含格子）影响幼儿的理解、涂色。

第2部分：输入号码及验证： （EXE打包）

（为了便于幼儿输入数字和回车按钮，我装了一个会计数字键盘）

 这位女孩说习惯于按26格键盘上的数字：“这个是从1开始的”（孩子适应按序找数字）

 

 

 

 

 

 会计键盘上的数字是3*3=9格排列，幼儿要找一会儿才能找到正确的数字

 

 

 

 

 

 

分析：19位孩子都拿着完成或者没有完成的密码纸排队等候验证（为了拿小礼物——便利贴）

1、女孩的完成度很高，2位女孩在排队时观察教师指导其前面幼儿的过程，因此自己输入时很流畅。

2、虽然不少男孩找不到数字，但他们也排队，或者沉默、或者主动求助老师：”你告诉我答案吧“”我不知道！“（为了礼物拼了！）。所有孩子都体验了一次如何用键盘输入密码的过程，了解如何按键，以便下一次活动参与答案验证（机器验证）

3、孩子们对便利贴礼物很喜爱——“这是找数字，电脑里对了，老师奖给我们的！“他们一有空，就把口袋里的便利贴拿出来摆弄。

4、一位女孩的4个数字画的很清晰，但是输入后显示错误，老师仔细看了，发现其中的5其实是6，这是唯一一位出现错误，并验证第2次的孩子。

感悟：

本次活动中，我再次感受到90后家长在培养20后的孩子方面的力度（好”卷“），

孩子们对于破译密码（画图），玩电脑（验证）、拿礼物（炫耀）有兴趣（后者是重点），以自己的能力水平，去完成作业。

比如，那些不理解的题意的孩子，也没有空着，而是尝试画了几个数字或者图案，尽量贴近教师的要求（破译方形结构的数字）

可见孩子们都有强烈的自我学习动机是（大家都没有浪费时间，都在做事）。

因此：

  设计人手一份的纸类学具，不仅可以让孩子们在游戏中反复进行前书写练习（数字、文字），还能在绘画勾线涂色中认识数字和文字更多的字体造型，加上人机互动学具的运用（电脑输入验证），可以进一步满足学习目标（验证），提升幼儿对于电子产生的学习兴趣。也提升教师的教学效率。

联想：

几天前，有一位孩子向我感叹：”我妈妈说，你好厉害！能想出这么多的数字（玩具）！“

午睡时，我在笔记本编写”周计划转移“的代码（VS code），一位上厕所的男孩路过看到了，也说：”老师，你在工作吗？我爸爸的电脑上也是这样子的（黑底白代码）！“

……

编程技术离生活不远，希望作为老师的我们和我们的孩子们都能从编程中获得收益。