計算機與解決問題的一般過程1教學背景2教學目標3教學策略4教學過程5教學反思目錄學生經歷了確定問題-建立隨機過程-設計算法-運行程序驗證結果的過程，體現了對學生計算思維的培養。指導思想和理論依據普通高中信息技術課程標準（2017）

設計了循序漸進的三個探究任務（具體定義、應用求π、設計算法運行程序驗證結果）。建構主義人民教育出版社中國地圖出版社教學內容必修1《數據與計算》認識數據與大數據算法與程序實現2.1計算機與解決問題的一般過程2.2算法的概念及描述2.3程序設計基本知識2.4常見算法的程序設計數據處理與應用走進智能時代本節課是算法與程序實現的起始課，對教材進行二次開發，選擇了蒙特卡羅方法求π這一經典案例，一是為了幫助學生體會利用計算機解決問題的優勢，激發興趣，為后續學習做好鋪墊；二是拓展學生的思維視角——利用非確定性算法解決問題。必修模塊1：《數據與計算》中單元2：算法與程序實現學情分析知識基礎：騰沖一中的高一學生學生大部分沒有Python編程的基礎。已有能力：具有一定的邏輯推理和分析能力和較強的學習能力。生活經驗：具備對概率的感性認識。初步設計用計算機實現蒙特卡羅方法求π的算法，并運行程序驗證結果。體會蒙特卡羅方法思想以及其應用。教學重點教學難點知識與技能：過程與方法：情感態度與價值觀：理解蒙特卡羅方法的基本思路。教學方法010203任務驅動法講授法問題教學法三個探究任務“計算機如何實現蒙特卡羅方法？”……學生特點課前游戲類比分析科學驗證動畫演示導入新課探究由來應用求π總結提高課后作業求不規則圖形的面積歸納蒙特卡羅方法思路。探究1探究2探究3①利用蒙特卡羅方法求圓面積利用計算機實現求π，并驗證結果②在此基礎上求π3分鐘13分鐘20分鐘3分鐘1分鐘創設情境，導入新課通過Alphago獲勝視頻及講解，引起學生對蒙特卡羅方法學習探索的興趣。思考：當遇到沒有確定公式、計算過于復雜的問題時，如何解決？直觀演示，探究由來:探究1：

如何求邊長為1m的正方形中不規則圖形的面積？用直觀的動畫幫助學生厘清已知與未知的關系，降低學生的認知負荷。學生推導建立概率模型，明確蒙特卡羅方法。

投擲豆子、數豆子、求豆子數比在探究1基礎上，師生共同歸納概括蒙特卡羅方法基本思路，突出教學重點，實現目標1。一種基于隨機模擬的計算方法①建立隨機過程②利用隨機抽樣的值來估計真實值蒙特卡羅方法基本思路設計意圖學生應用探究1的知識，能推導面積比與豆子數比的關系，得到圓面積，繼而得到圓面積與π的關系，即建立了蒙特卡羅方法求π的概率模型。也潛移默化地幫助學生建立解決問題時，可以選擇不同方法的意識。探究2：①利用蒙特卡羅方法求圓面積②在此基礎上求π值N：落在正方形中所有點的個數M：落在圓內點的個數

聚焦問題，應用求π引導學生建立運用計算機解決問題的意識。可以讓計算機產生均勻的隨機數利用計算機模擬實現蒙特卡羅方法可以讓計算機根據指令重復執行類比人解決問題的過程，啟發學生思考利用計算機解決問題的關鍵點，逐步將問題轉化為數學模型，得到計算機解決問題的初步方案。①投擲豆子②數豆子③算豆子數的比判斷落點是否在圓內?根據m，n的值求π?計算機解決問題的方案人解決問題的過程投擲多少個點?投在哪?A(x,y)XY(0,0)(1,1)(-1,1)(-1,-1)(1,-1)x2+y2＜1當點在圓內時，到圓心的距離：得到初步方案后，逐步求精，細化算法，實現教學目標2，實現了對計算思維的培養。1.投擲豆子2.數豆子3.算豆子數的比判斷落點是否在圓內，累加。根據m，n的值求π計算機解決問題的初步方案人解決問題的過程投擲多少個點投在哪1.輸入投擲的總點數n3.如果滿足x*x+y*y≤1,則累加，得出累加值為m4.輸出S＝4*m/n算法2.重復隨機生成n個在正方形-1≤x≤1,-1≤y≤1上范圍的x，y值。探究3：記錄總點數與π值的關系，你有什么發現？準備了可執行文件（可視化）和python源文件供學生選擇，降低了難度，實現分層教學。方法1：

運行qiupai.exe文件，改變投擲的總點數，

觀察結果。方法2：

運行qiu.py程序，改變n的值，觀察結果。學生運行9行程序代碼，完成任務單，得出：隨機抽樣越多，越接近最優解，并與專業人員的運行結果進行對比，進一步體會其基本思想。進一步突出了教學重點，并且體會到計算機模擬蒙特卡羅方法解決問題的優越性。專業人員蒙特卡羅方法求π過程模擬輸入投擲的總點數n：101001000估計的π：提示：①當投不同數目的點數時，記錄結果②當投相同數目的點時，記錄結果驗證結果隨機抽樣越多，越接近最優解。呼應導入的下圍棋視頻，體會蒙特卡羅方法在解決不確定性問題中的廣泛應用。實現教學目標3聯系實際，體會應用蒙特卡羅方法下圍棋（計算所有下法圖）蒙特卡羅樹搜索算法(搜索圖）其他領域的應用（中子裂變圖）回顧所學，啟發學生分析此方法的優勢和不足，加深對蒙特卡羅方法的理解。總結歸納，建構新知基本思路優勢與不足蒙特卡羅方法是一種隨機模擬計算方法，利用隨機抽樣的值來估計真實值。借助計算機技術，簡單快速解決了很多不確定的問題。如市場風險評估、核試驗模擬等隨機性問題，偽隨機數，存在誤差。課后作業，拓展新知2.選作：Alphgo獲勝的另一個策略：使用大數據訓練的深度神經網絡獲勝模型，感興趣的同學可以搜索相關資料。第一題首尾呼應，給出了探究1程序實現。第二題拓展視野。1.嘗試運行程序，用蒙特卡羅方法來計算不規則圖形的面積。1.根據課堂教學中學生回答問題的情況，觀察學生情感及參與情況，并及時反饋。2.根據學生調試程序展示程序的效果，觀察學生思維及成果，教師及學生評價。3.根據學生探究任務單的完成情況，進行結果評價。采用過程性評價與診斷性評價結合的方式，全面評價學生。教學評價設計特點經典實例思維培養游戲、動畫0學生活動類比人解決問題的過程，學生經歷了抽象問題，建立模型，設計算法，分析程序關鍵語句，