課題2算法的概念及描述學(xué)科信息技術(shù)年級高一班級授課教師章節(jié)第二章第二節(jié)算法的概念及描述課題名稱算法的概念及描述課型新授課授課時間2022/9/132022/9/16課標(biāo)要求內(nèi)容要求：從生活實例出發(fā)，概述算法的概念與特征，運用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡單算法。·通過解決實際問題，感受算法的效率。學(xué)業(yè)要求：依據(jù)解決問題的需要，設(shè)計和表示簡單算法。教學(xué)目標(biāo)（核心素養(yǎng)）1、根據(jù)項目需求分析設(shè)計算法，理解并熟悉利用自然語言、流程圖和偽代碼描述算法的方法。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）2、選用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示算法，增強用算法解決問題的意識。（計算思維、信息意識）3、通過對生活中某一邏輯關(guān)系問題的對比探究，掌握枚舉算法解決問題的方法，并比較數(shù)理思維方式與計算思維方式解決同一問題的效率差異，逐步養(yǎng)成用計算思維解決問題的習(xí)慣，提高工作效率。（計算思維）教學(xué)重點理解算法的三種基本控制結(jié)構(gòu)，能夠選用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡單算法。教學(xué)難點根據(jù)實際問題，分析設(shè)計算法。教學(xué)方法講授法，案例分析法、探究法。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動二次備課新課引入通過學(xué)生熟悉的數(shù)學(xué)問題引入，引出主題用多種方法計算1+2+3+…+100的和。方法一：1+2=33+3=66+4=10…+100=5050方法二：(1+100)+(2+99)+…+(50+51)=101*50=5050那么我請兩位同學(xué)分別來描述一下你在解決這個問題時的步驟吧.師：上述步驟就是解決這個問題的算法。其實在解決生活中的很多問題時，都有算法的身影。思考并回答問題。選擇1至100自然數(shù)求和，并讓學(xué)生講述解決過程，讓學(xué)生感受到生活中的很多問題都有算法。教學(xué)環(huán)節(jié)1、算法概念廣義上講，算法是解決一個特定問題而采取的確定的、有限的步驟。我們會發(fā)現(xiàn)在數(shù)學(xué)問題、生活問題的解決中都會用到算法。例如：圖書館借閱系統(tǒng)、超市進銷存系統(tǒng)等等。2、算法特征我們來看看這些算法他都有什么共同的特征？接下來給大家四分鐘時間閱讀教科書P48頁的信息的特征內(nèi)容，分小組討論分享根據(jù)實踐結(jié)果，總結(jié)說明算法的特征。結(jié)合剛才的活動體驗，算法具有哪些特征對算法的五大特征進行講解。有輸入。一個算法通常要求有0個或多個輸入，以描述運算對象的初識情況。有輸出。一個算法可以有一個或多個輸出。有窮性。算法必須能在執(zhí)行有限個步驟之后終止。可行性。算法中的每一步操作都是可以執(zhí)行的，或者都可以分解成計算機可執(zhí)行的基本操作。確定性。算法的每個步驟都具有確定的含義，沒有歧義。除了上述的數(shù)值問題可以用算法來描述，算法也可以描述很多的非數(shù)值問題，比如：圖書資料的檢索，人名的排序等。3、算法的描述小明在去往地鐵站時，在路口遇到了一個紅綠燈。小明發(fā)現(xiàn)該紅綠燈上配有一個倒計時器，倒計時15s之后紅燈變成了綠燈，如何將“倒計時15秒”的算法描述出來？提問：你能通過我們的語言描述出解決該問題的算法步驟嗎？分析講解該問題，說明如何用自然語言描述該算法。① 將計數(shù)器t設(shè)為15；② 如果t大于等于1，執(zhí)行步驟③，否則執(zhí)行步驟⑤；③ 顯示t，并保持顯示1秒，然后清除顯示；④ 將t的值減1，跳轉(zhuǎn)至步驟2。⑤ 倒計時結(jié)束。說明自然語言描述算法的優(yōu)缺點，引出用流程圖來描述算法。流程圖是用圖形表示算法的一種常用工具。用流程圖描述的算法直觀易讀，問題解決的步驟清晰簡潔，算法結(jié)構(gòu)表達明確。講解流程圖常用符號的作用。說明繪制流程圖的方法。引導(dǎo)學(xué)生用流程圖描述倒計時15秒的算法。通過對上述流程圖的分析，說明該流程是一種循環(huán)結(jié)構(gòu)。引出算法有三種基本控制結(jié)構(gòu)，分別是順序、選擇、循環(huán)結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)。每一步驟按先后次序被執(zhí)行，即先處理S1，再處理后面的S2到Sn，如下圖順序結(jié)構(gòu)所示。選擇結(jié)構(gòu)，又稱分支結(jié)構(gòu)。根據(jù)條件是否成立，選擇執(zhí)行不同的分支，如下圖選擇結(jié)構(gòu)所示，當(dāng)條件C成立時（用True表示），執(zhí)行處理S1；當(dāng)條件不成立時（用False表示），執(zhí)行處理S2。循環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)條件成立時，反復(fù)執(zhí)行S1，一旦條件不成立就立即結(jié)束循環(huán)，如下圖循環(huán)結(jié)構(gòu)所示。說明除自然語言、流程圖外，還可以用偽代碼方式描述算法。用偽代碼描述算法就是采用一種類似于程序設(shè)計語言的代碼來表示算法。偽代碼沒有固定的、嚴(yán)格的語法規(guī)則，只要定義合理，沒有矛盾即可。展示倒計時15秒的偽代碼描述，分析偽代碼描述的優(yōu)缺點。最后總結(jié)說明算法的三種描述方法的特點及優(yōu)缺點。4、實踐練習(xí)，鞏固所學(xué)請打開python軟件，根據(jù)老師的講解，模仿寫出，計算1+2+…+100=？兩種方法的計算程序，對比兩種算法的差異。1+2=33+3=66+4=10…+100=5050（1+100）*50=5050設(shè)計算法。選用一種描述方法對該算法進行描述，并解釋其中使用到的算法控制結(jié)構(gòu)的類型。練習(xí)講解，分析算法的設(shè)計和算法的結(jié)構(gòu)，以及如何用不同的方式描述算法。打開mpython軟件，切換到代碼模式，輸入以下代碼，并運行，注意輸入時的一些小問題。教師演示輸入過程，并給學(xué)生強調(diào)容易出錯的地方。方法一：sum=0i=1whilei<=100:sum=sum+i#縮進部分表示屬于while循環(huán)的語句i+=1#print("n=",i)print("和=",sum)方法二：print("方法二和=",(1+100)*50)5、對比分析，感受算法效率通過運行兩種算法編寫的程序，可以看到第一種算法計算次數(shù)100次，消耗系統(tǒng)資源大。先進的算法可以節(jié)省資源，提高效率聽講，學(xué)習(xí)算法的概念。閱讀：分小組討并分享思考交流歸納總結(jié)、回答問題相互討論，分析問題解決過程。。聽講。聽講。上機練習(xí)。通過修改語句的位置、數(shù)值，體驗程序的運行特點。此處快速講過，給學(xué)生說明算法不只用于解決數(shù)學(xué)問題。講述、總結(jié)提問方式讓學(xué)生說出算法的特征。通過項目式驅(qū)動，提出問題需求，引出本課的主題——算法的描述。分小組討論自學(xué)展示效果。教師依據(jù)學(xué)生特點，能引導(dǎo)的引導(dǎo)，需要講述的講述，逐步推進教學(xué)進度，使學(xué)生初步掌握算法的三種描述方法以及算法的三種基本控制結(jié)構(gòu)的流程圖畫法，為后續(xù)實踐提升部分做好準(zhǔn)備。教師講解演示程序輸入過程，強化學(xué)生對算法思想的領(lǐng)會，使學(xué)生體會到算法并不抽象，實際上是我們從前解題步驟的總結(jié)。然后通過一連串問題的追問，由淺入深，由特殊到一般，培養(yǎng)學(xué)生體會發(fā)現(xiàn)、抽象、總結(jié)的能力。通過計算機演示，讓學(xué)生感受算法研究的價值。此處按照項目式活動的小組分配分別總結(jié)三種算法描述的特點及優(yōu)缺點。學(xué)生上機練習(xí)，根據(jù)前面的講解，學(xué)生分別使用兩種方法上機仿寫調(diào)試程序。教師講解算法效率課堂小結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)了算法描述方法中的自然語言、流程圖和偽代碼三種方法，了解了各自的特點，比較出了計算思維在解決邏輯關(guān)系問題時的優(yōu)勢。除了邏輯關(guān)系問題外，生活中還有很多問題都可以用計算思維來解決，希望同學(xué)們今后多嘗試并習(xí)慣用計算思維來解決實際問題，做一名數(shù)字化時代的真正參與者。板書設(shè)計算法的概念及描述概念：算法(algorithm)是指在解決問題時,按照某種機械的步驟一定可以得到問題的結(jié)果(有的問題有解,有的沒有)的處理過程。算法就是解決這個問題的方法和步驟的描述。特征：輸入、確定性、有窮性、輸出、可行性。描述方法：自然語言描述法流程圖描述法偽代碼描述法教學(xué)反思本節(jié)課以生活實例為依托，通過帶領(lǐng)學(xué)生探討解決問題的步驟，從生活實際引向算法的概念。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力的同時，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地解決問題的能力。本課采用以教師為主導(dǎo)學(xué)生為主體的原則，老師引導(dǎo)學(xué)生自主思考，小組探討，理解算法的概念和特征。著重學(xué)習(xí)了流程圖的組成部分，以及如何用流程圖描述算法，