资源简介

第 2 单元 编程计算
2.1 计算机解决问题的过程
一、项目简介
项目主题 “最强大脑”游戏
项目背景 同学们课前做了有趣的“最强大脑”游戏，从而有想用计算机编写“最强大脑”游戏的需求。本节我们将围绕“最强大脑”项目展开学习。本项目主要包含“表示游戏的算法”和“用 Python 语言实现游戏”两个任务。通过整个项目的实现，体验计算机解决问题的完整过程。
对应教材 教育科学出版社普通高中教科书信息技术必修 1《数据与计算》第二 单元《编程计算》第一节计算机解决问题的过程。
二、课程标准及目标分析
【学科核心素养】
信息意识
了解计算机解决问题的过程。
计算思维
依据解决问题的需要设计算法，了解流程图的规范表示方法，学会使用自然语言和流程图的方式描述算法，了解算法的三种基本结构。
数字化学习与创新
适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯；掌握学习资源与学习工具的操作技能。
信息社会责任
具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。
【课程标准要求】
掌握一门程序设计语言的基本知识；能设计简单的算法；通过解决实际问题，体验计算机解决问题的过程；掌握程序调试与运行的方法。
【学业要求】
依据解决具体问题的需要设计算法，掌握算法的相关知识；掌握一种程序设计语言的基本知识。
三、教材分析
【教学内容分析】
本节作为编程计算单元的起始部分，内容相对比较简单，对学生编程水平要求不 高。从生活实例出发，先通过分析问题找出解决问题的方法和步骤，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单的算法。通过“最强大脑”游戏程序， 体验计算机解决问题的过程和乐趣，掌握程序调试与运行的方法，形成良好的编程习 惯。
本节先带领学生探究“最强大脑”游戏，体验是如何解决这个问题的，然后让学生了解计算机解决问题的过程和步骤，理解算法的含义，学会如何使用自然语言、流程图描述算法，进而了解流程图的三种基本结构及其标准化表示方法，算法设计和程序设计之间的关系。再通过运行已经编写好的“最强大脑”游戏程序，让学生熟悉 Python 语言环境，感受编程的魅力，从而对编程有一些感性认识，最后简单了解程序设计语言发展历程等基本知识。
【学情分析】
在学习本课之前，学生已有基本的信息技术应用能力，对学习什么是算法和算法的三种基本结构，以及算法的描述方法，具备一定的算法基础和归纳总结能力。
【教学策略】
任务一包括使用自然语言描述算法和使用流程图描述算法两个活动。教师创设情境帮助学生激活已有知识，进一步理解算法。通过讨论分析“最强大脑”游戏的实践活 动，让学生了解了设计算法，初步体会算法的魅力，接着介绍算法的概念以及描述方
法，讲到算法描述方法时，引出了使用流程图可以方便的描述算法的三种基本结构，此处是本节的重点，教师采用逐步引导学生的方式解决问题，从而突出重点。教师引导学生将自然语言表述的“最强大脑”算法用流程图表述出来，体会两种描述方法的特点， 此处是本节的难点，这里，教师通过设计这个游戏整个算法的模块化流程图，然后将各个部分逐级细化，完成小任务的流程图，之后再进行组合，采用这种方式来突破难点， 从而更容易让学生接受。
任务二主要包括用 Python 语言运行程序和借助流程图分析代码两个活动。第一个活动的内容，教师让学生运行“最强大脑”游戏的程序，体会整个过程，这样就使该问题得到彻底解决，让该节内容成为一个有机的整体。第二个活动重在让学生借助流程 图，进一步读懂程序代码，弄清楚流程图与代码之间的关系，为后续学生自己编程打下基础。
【教学重点】
算法的表示及算法的三种基本结构。
【教学难点】
用流程图表述算法。
【教学目标】
通过探讨表示游戏的算法，了解如何使用自然语言、流程图描述算法时，进一步理解算法三种基本结构的流程图。
体验计算机解决问题的一般过程，熟悉 Python 语言的开发环境，了解程序设计语言的发展。
在项目活动中体验数字化学习过程，感受利用数字化工具和资源的优势。
【资源列表】
资源名称 清单及描述 形式（类型） 来源
课件 2.1 计算机解决问题的过程 演示文稿 教师制作
网络课程 线上课程 教师制作
微课 程序设计语言的发展过程 教师制作
软件工具 Python3.*、Excel、画程等 软件 互联网
(
环节
解决的问题
出题
答题
输出结果
) (
环节
解决的问题
出题
显示物品和编号
10
秒
答题
给出物品，回答编号，
统计答对题数
输出结果
输出答对题目的数量
)
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
【项目准备】 学生课前做“最强大脑”游戏。 积极参与 学生亲身体验其中乐趣，激发 学习兴趣
【项目引入】 “最强大脑”游戏。 积极参与 渗透信息意识，学生主动学 习，创新实 践。
【项目规划】 学生思考“最强大脑”的游戏分成几个环节？ 出题 答题 输出结果 让学生明白解决问题的的需 求，分析已有信息，明确解决问题的方法，为后面用流程图解决问题打下基础。
环节 解决的问题 解决问题的具体方法
和步骤
出题 显示物品和编号 10 秒 显示游戏规则、物品及其编号 10 秒 清屏
答题 给出物品，回 1.给出一个物品名称
答编号，统计 2.回答编号
答对题数 3.如果回答正确，答对
的题数加 1
4.重复以上步骤，直到
答完 5 道题
输出 答对题目的数 输出答对的题数
结果 量
算法的含义及其描述方法（自然语言描述法和流程图描述法），算法的三种基本结构，逐层细化游戏的流程图
运行程序体验感受计算机解决问题的优势和一般过程
【项目实施】 教师分析问题,学生思考实现“最强大脑”游戏的步骤，学生尝试完成课本的表格 2.1.1。 教师讲解算法的含义，学生理解相关内容。 学生尝试用自然语言描述“最强大脑”游戏的算法，继续完善课本的表格2.1.1。 教师给出问题的算法描述，点评学生的描述情况。 算法的描述方法有：自然语言描述法和流程图描述法等。 学生了解算法的三种基本结构的流 程图。 探究解决问题的过
程，针对不
同的问题，
学会用自然
积极参与 语言和流程
分析问题 图 描 述 算
法。
学生在用自然语言描述算法的基础上，尝试用流程图来描述算法，实践绘制流程图（出题，答题和输出结果）。 学生逐级细化“最强大脑”游戏的流程图。 学生画出完整的游戏流程图 共同点评学生完善的流程图。 由于流程图不能直接在计算机上运行，这时需要使用计算机能理解的程序设计语言，将算法表达成程序。 运行程序 教师介绍 Python 的安装及运行环境；教师给出已经编写好的程序代码， 学生运行代码。 借助流程图分析代码 学生阅读程序,找出“最强大脑” 游戏流程图中的虚线框对应代码的行号。 学生尝试修改部分代码，提高游戏难度，对游戏进行升级，观察程序运行的变化，学生展示游戏运行情况，教师根据情况进行指导。 程序设计语言的发展经历了从机器语言，汇编语言到高级语言的发展过 程。 探究实践展示汇报 在问题解决过程中不断提升思维，形成学科方法。
【项目总结】 总结本节课的收获。 在 UMU 网络平台中完成学业评价（课后完成）。 总结 营造多元、开放、尊重的 评 价 氛 围。
【教学板书设计】
计算机解决问题的过程分析问题——设计算法——编写程序——调试运行
自然语言
算法的描述方法
流程图
算法的三种基本结构：顺序结构、分支结构和循环结构
【反思性教学改进】
在课堂教学的开展中，我们老师要能够因材施教，因为每一个学生群体都存在学生水平的差异，如何设计合适的教学内容，都直接关系到教学成果的优劣。这节课在充分调研与分析的基础之上，针对学生群体的实际情况，提炼出研学案，力争使各个层次的学生都能通过教师有意识的优化教学而受益，只有这样，教学才具有广泛性的实践与推广的意义。唯一不足的是拓展任务的设置难度可以再适当地提高，感觉并不能满足学有余力的学生的需求。

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