高中信息技術(shù)-算法的概念及描述教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)：1.知識(shí)與技能：了解算法的含義；了解算法的表示方法；學(xué)會(huì)用流程圖表示算法用流程圖解決一些最簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。2.過程與方法：通過剖析日常生活中的算法問題來了解算法在日常生活中的應(yīng)用形式，并掌握運(yùn)用流程圖表示的分支模式進(jìn)行繪制；通過用流程圖表示尋找最大值的算法讓學(xué)生掌握流程圖的使用。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過對(duì)算法的學(xué)習(xí)，以及對(duì)生活中一些小問題的算法分析，使學(xué)生具備一定的算法思維，能夠正確地看待生活中的實(shí)際問題，具備看待實(shí)際問題的科學(xué)精神。二、重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：算法的流程圖表示難點(diǎn)：算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)，體會(huì)算法的多樣性三、教學(xué)策略與手段：本課教學(xué)以算法的自然語言描述和流程圖為主，旨在培養(yǎng)學(xué)生的初級(jí)邏輯思維能力，并形成解決問題的初級(jí)方法技能，通過包括流程圖繪制，鞏固所學(xué)知識(shí)。教學(xué)環(huán)境及工具：多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、投影儀、課件。ClickCharts四、本課教學(xué)流程：一、戲體驗(yàn)有一個(gè)農(nóng)夫帶一條狼，一只羊和一筐菜過河。每次只能帶一樣?xùn)|西過去，沒有農(nóng)夫看管，狼要吃羊，羊要吃菜。思考：他怎樣能安全完整將三樣?xùn)|西的帶過河？學(xué)生小組討論，農(nóng)夫過河游戲的步驟，然后把步驟寫在導(dǎo)學(xué)案上。教師提問學(xué)生。學(xué)生回答1、農(nóng)夫帶羊坐船過河；2、農(nóng)夫自己回來；3、農(nóng)夫帶菜過河；4、農(nóng)夫帶羊回來；5、農(nóng)夫放下羊，帶狼過河；6、農(nóng)夫自己回來；7、農(nóng)夫帶羊過河，完成任務(wù).通過這個(gè)游戲，大家對(duì)完成一項(xiàng)任務(wù)，有什么啟發(fā)？二、導(dǎo)入新課算法的概念：廣義的講，算法指的是解決問題或完成任務(wù)的一系列步驟。師：我們把算法的概念總結(jié)一下？算法就是解決問題的方法和步驟：師：生活中有哪些算法的例子：生：菜譜、高一新生報(bào)名流程圖。三、算法的特征1、有窮性：算法的處理步驟必須是有限的。師：農(nóng)夫過河這個(gè)游戲的步驟是有限的。2、可行性：原則上能精確運(yùn)行。師：狼和羊不可在一起。3、確定性：每一步都有確切的含義。4、有0個(gè)或多個(gè)輸入。5、1個(gè)多個(gè)輸出。四、算法的要素。1、數(shù)據(jù)2、運(yùn)算3、控制轉(zhuǎn)移。五、算法的表示1、用自然語言表示。1、農(nóng)夫帶羊坐船過河；2、農(nóng)夫自己回來；3、農(nóng)夫帶菜過河；4、農(nóng)夫帶羊回來；5、農(nóng)夫放下羊，帶狼過河；6、農(nóng)夫自己回來；7、農(nóng)夫帶羊過河，完成任務(wù)。2、流程圖基本圖形及其功能處理框：矩形。指出要處理的內(nèi)容。輸入輸出框：平行四邊形。輸入輸出數(shù)據(jù)。判斷框：菱形。表示條件判斷或者分支的情況。連接框：圓形。連接斷開的流程圖。流程線：箭頭。用于控制流程方向。開始結(jié)束框：有弧度的矩形。表示算法的開始和結(jié)束。3、流程圖描述算法學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生利用ClickCharts軟件畫出農(nóng)夫過河流程圖。練習(xí)：判斷兩個(gè)數(shù)a和b中較大的數(shù)并輸出用自然語言描述：1、輸入兩個(gè)數(shù)，存儲(chǔ)在變量a和b中2、如果a=>b,將變量a的值賦給變量d3、否則，將變量b的值賦給變量d4、輸出變量d的值學(xué)生活動(dòng)根據(jù)自然語言描述，學(xué)生運(yùn)用ClickCharts軟件畫出流程圖3、用偽代碼表示INPUTA,BIF(A>B)D=AELSED=BPRINTD4、用計(jì)算機(jī)程序語言描述用Python編寫程序，輸入兩個(gè)數(shù)a和b,輸出最大值a=int(input('請(qǐng)輸入第一個(gè)整數(shù)：'))b=int(input('請(qǐng)輸入第二個(gè)整數(shù)：'))ifa>b:print('a值最大')else:print('b值最大')課堂小結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了算法和算法的表示，大家對(duì)算法應(yīng)該有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。這同學(xué)們一起回答一下，有哪幾個(gè)性質(zhì)？有限性，輸入輸出性，可行性，確定性。有些地方可能把有限性說成有窮性，這兩者是一樣的。其次就是關(guān)于算法表示中，喜歡考查的是流程圖的讀寫還有自然語言的理解。所以大家對(duì)于流程圖中，不同性質(zhì)的框要做好區(qū)分。不同的框有不同的含義。比如，判斷框用什么表示？輸入輸出框用什么表示？算法是程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一個(gè)好的算法往往需要很多的時(shí)間來設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，怎樣把算法轉(zhuǎn)化為實(shí)際的程序呢？下節(jié)課我們將以程序設(shè)計(jì)的實(shí)例來進(jìn)一步了解算法和編程2.1、算法及其描述學(xué)生分析教學(xué)對(duì)象為高一年級(jí)學(xué)生，通過前面階段的信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)，他們已初步掌握了一定的操作技能，具備根據(jù)任務(wù)需求，操作工具軟件來處理信息的能力。同時(shí)他們已經(jīng)具有一定的邏輯思維能力，能夠自主獨(dú)立完成較高要求的學(xué)習(xí)任務(wù)，喜歡具有挑戰(zhàn)的任務(wù)。他們對(duì)任何新鮮事物都具有好奇心，都具有探索精神，但還需要教師及時(shí)、合理、周詳?shù)囊龑?dǎo)。教學(xué)過程中我們要抓住我們學(xué)生這個(gè)心理特征，實(shí)際上網(wǎng)頁設(shè)計(jì)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來興趣肯定非常高。在教學(xué)設(shè)計(jì)上也要培養(yǎng)他們的興趣開始，從動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)，獲得知識(shí)，掌握技能，從而培養(yǎng)他們的信息素養(yǎng)。效果分析算法及其實(shí)現(xiàn)課程主要是以開展游戲的方式來展開教學(xué)，為避免傳統(tǒng)活動(dòng)課的缺陷——在熱鬧的活動(dòng)課場(chǎng)面下，課堂流于形式，知識(shí)分散，學(xué)生在知識(shí)、技能、方法等方面得益甚微的弊端，在本節(jié)課教學(xué)方面力求做到以下兩點(diǎn)原則：1、教學(xué)的有效性學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)結(jié)果和學(xué)習(xí)體驗(yàn)是教學(xué)有效性的三個(gè)指標(biāo)。學(xué)習(xí)結(jié)果，是有效性的核心指標(biāo)，所以每節(jié)課我們都應(yīng)該力求讓學(xué)生有實(shí)實(shí)在在的感覺得到的學(xué)習(xí)收獲，它表現(xiàn)為：從不懂到懂，從少知到多知，從不會(huì)到會(huì)，從不能到能的變化和提高。學(xué)習(xí)體驗(yàn)是有效性的靈魂，學(xué)生越來越愛學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)有效性的內(nèi)在保證。2、教學(xué)的生成性教學(xué)是一個(gè)發(fā)展的、增值的、生成的過程。對(duì)教師而言，課堂教學(xué)是不斷思考、不斷調(diào)節(jié)、不斷更新的生成過程，這個(gè)過程也就是師生富有個(gè)性化的創(chuàng)造過程。教材分析本章包含了算法的概念與描述，算法的控制結(jié)構(gòu)以及用算法解決問題的一般過程，三節(jié)內(nèi)容關(guān)聯(lián)交錯(cuò)，是一個(gè)有機(jī)整體，不能簡(jiǎn)單地割裂開來。算法的特征和要素是對(duì)算法實(shí)例進(jìn)行分析后得出來的，是理論的升華和總結(jié)，算法的描述方法是工具，學(xué)習(xí)它們沒有先后之分，進(jìn)入到一個(gè)真實(shí)情境之后，該用什么工具就用什么工具，分析的火候到了就歸納總結(jié)，它是動(dòng)態(tài)教學(xué)過程的一種自然呈現(xiàn)。本條目的重點(diǎn)是理解算法的基本特征和描述方法，難點(diǎn)是理解算法的描述方法，尤其是循環(huán)結(jié)構(gòu)的流程圖畫法，更是難上加難。學(xué)生是第一次接觸流程圖，初次嘗試難免會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤。教師要對(duì)這些錯(cuò)誤有預(yù)期心理準(zhǔn)備，建議提供大量分析案例，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，并給予及時(shí)評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生逐漸掌握正確的描述方法。概念的學(xué)習(xí)建議兩種方式，一是先給出概念的定義和特征，然后逐條分析解釋，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行運(yùn)用，加深對(duì)概念的理解，此法注重結(jié)論，追求教學(xué)效率，適合接受能力較強(qiáng)的學(xué)生；另一種方式暫不涉及概念的定義和相關(guān)專業(yè)術(shù)語，先設(shè)置真實(shí)情境，通過案例分析，讓學(xué)生體驗(yàn)解決問題的過程，嘗試使用相關(guān)工具和方法，等學(xué)生有了一定的感性認(rèn)識(shí)，再用專業(yè)術(shù)語代替通俗的語言，歸納總結(jié)出結(jié)論，此法注重過程和體驗(yàn)，有利于提升學(xué)生的信息意識(shí)和計(jì)算思維。教材提供了大量的項(xiàng)目案例，建議教師有所取舍，根據(jù)教授的內(nèi)容和時(shí)機(jī)，選擇適當(dāng)難度的項(xiàng)目來展示教學(xué)過程。項(xiàng)目在精不在多，要充分發(fā)掘同一項(xiàng)目案例的價(jià)值，盡可能一個(gè)案例貫穿始終，中間可穿插一些小案例，強(qiáng)化對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的理解，但不可喧賓奪主。要根據(jù)不同的授課內(nèi)容，對(duì)主案例進(jìn)行不同角度和不同層次的分析，讓學(xué)生體驗(yàn)分析和解決問題的全過程，建立完整的知識(shí)體系。例如課堂引入時(shí)先后舉的3個(gè)例子，分別屬于“算數(shù)”問題，生活中的算法問題和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的算法問題，以便順利過渡到算法的內(nèi)涵和外延變化的分析。之后有用“空調(diào)自動(dòng)調(diào)溫”案例貫穿始終，一舉多得。建議教師把整章全部?jī)?nèi)容看作一個(gè)有機(jī)整體，對(duì)教材提供的素材進(jìn)行取舍和重組，并根據(jù)實(shí)際需要，補(bǔ)充適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展案例，形成適合學(xué)生的教學(xué)邏輯。例如“停車場(chǎng)車位探測(cè)”是一個(gè)非常好的例子，教材對(duì)其進(jìn)行了多角度，全方位地詳細(xì)分析，并給出了多種算法描述，教師可以將其作為自主學(xué)習(xí)的優(yōu)秀素材，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，并模仿例題，完成課堂練習(xí)。又例如，雖然教材在引入部分提供了“高一新生報(bào)到流程”流程圖，但是我們使用了其他的課堂引入案例，所以可以暫時(shí)不處理該案例，等到課堂練習(xí)階段再分析它。又例如，教材2.1節(jié)提供的“歐幾里得算法”和“用戶登錄界面”案例，包含了較為復(fù)雜的循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以放到學(xué)完第2節(jié)內(nèi)容以后作為鞏固練習(xí)使用。評(píng)測(cè)練習(xí)：本知識(shí)點(diǎn)作為課題訓(xùn)練內(nèi)容，同時(shí)也作為評(píng)測(cè)習(xí)題：跟蹤自測(cè)1、有三只杯子，其中A杯子裝有水，B杯子裝有可樂，C杯子是空杯子，現(xiàn)將A、B兩杯子里的飲料進(jìn)行交換，請(qǐng)用自然語言描述交換過程。2、判斷兩個(gè)數(shù)a和b中較大的數(shù)并輸出。請(qǐng)?jiān)囍脛偛潘鶎W(xué)到的符號(hào)畫出此算法的流程圖：★除了自然語言與流程圖之外，還可以用程序設(shè)計(jì)語言描述。3、看網(wǎng)站山的動(dòng)畫演示，完成下面的程序。有一張單據(jù)上有一個(gè)5位數(shù)的編號(hào)n，如下圖所示，其百位數(shù)和十位數(shù)處已經(jīng)變得模糊不清，但是知道這個(gè)5位數(shù)是37或67的倍數(shù)?，F(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法，找出所有滿足這些條件的5位數(shù)，并統(tǒng)計(jì)這些5位數(shù)的個(gè)數(shù)。試補(bǔ)充完整vb程序并運(yùn)行。PrivateSubCommand1_Click()Dimj,n,cAsIntegerc=0List1.ClearForj=0To99n=25006+j*10IfnThenList1.AddItemStr(n)c=c+1EndIfNextjList1.AddItem"總計(jì)有"+Str(c)+"個(gè)五位數(shù)"EndSub☆☆拓展提高有能力的同學(xué)可以試著完成[跟蹤自測(cè)3]的vb程序。--------網(wǎng)站上有“半成品”程序☆☆學(xué)以致用1、算法的表示形式有：，，。2、算法有三種基本結(jié)構(gòu)，即、、。教學(xué)反思反思一：教學(xué)過程中學(xué)生對(duì)算法及其實(shí)現(xiàn)的練習(xí)不太熟練，老師沒提前做好準(zhǔn)備工作。反思二：教學(xué)過程中，學(xué)生對(duì)軟件使用不熟練導(dǎo)致學(xué)生在制作過程中出現(xiàn)這樣和那樣的錯(cuò)誤，導(dǎo)致后續(xù)課程無法正常有序的完成，后期需要加強(qiáng)課前的親自實(shí)踐。課標(biāo)分析1.課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求1.從生活實(shí)例出發(fā)，概述算法的概念與特征，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡(jiǎn)單算法。2.核心素養(yǎng)要求信息意識(shí)：能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動(dòng)地尋求恰當(dāng)?shù)姆绞将@取與處理信息；在合作解決問題的過程中，愿意與團(tuán)隊(duì)成員共享信息，實(shí)現(xiàn)信息的更大價(jià)值。計(jì)算思維：針對(duì)給定的任務(wù)進(jìn)行需求分析，明確需要解決的關(guān)鍵問題；能提取問題的基本特征，進(jìn)行抽象處理，并用形式化的方法表述問題。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具的操作技能，用于開展自主學(xué)習(xí)、協(xié)同工作、知識(shí)分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。信息社會(huì)責(zé)任：具有一定的信息安全意識(shí)與能力，能夠遵守信息法律法規(guī)，信守信息社會(huì)的道德與倫理準(zhǔn)則；對(duì)信息技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的新觀念和新事物，具有積極學(xué)習(xí)的態(tài)度、理性判斷和負(fù)責(zé)行動(dòng)的能力。3.學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求1-2依據(jù)解決問題的需要設(shè)計(jì)算法，采用流程圖的方式描述算法。2-2依據(jù)問題解決的需要設(shè)計(jì)算法，運(yùn)用算法描述方法和三種控制結(jié)構(gòu)合理表示算法。4.核心素養(yǎng)落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不可能泛泛而談，應(yīng)落實(shí)在每一次引導(dǎo)、每一個(gè)活動(dòng)之中。從本質(zhì)上說，算法是信息系統(tǒng)的靈魂。任何信息系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行都是計(jì)算機(jī)程序控制的結(jié)果，而計(jì)算機(jī)程序只是算法的一種描述方式。因此，深刻理解算法的概念與特征，正確描述解決問題的算法，已經(jīng)成為學(xué)生養(yǎng)成計(jì)算思維過程中一個(gè)重要的內(nèi)容和環(huán)節(jié)。本條目通過設(shè)置真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中可用計(jì)算機(jī)解決的問題，能主動(dòng)根據(jù)問題模型確定合適的算法，并對(duì)算法進(jìn)行正確性評(píng)估；通過組織學(xué)生進(jìn)行小組討論與合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生互幫互助，共享信息的意識(shí)。幫助學(xué)生在熟悉的情境中理解算法的概念、特征、要素等基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用形式化方法描述問題，分析界定問題、對(duì)問題