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(共24张PPT)
体验计算机解决问题的过程
粤教版《数据与计算》
第三单元第一节
【情境导入】
周末快到了，王骁一家准备去踏青，王骁用60元准备去购买10瓶饮料，王骁准备至少选3种。请问有哪些购买方案？
8元 5元 3元 6元
一、分析问题
购买4种饮料 购买3种饮料
答题
选购方案
数学转换
是否可以用数学方法将该问题转化为一个求解a，b，c，d的解的问题？
设购买数量
a b c d
数学转换
购买4种饮料 购买3种饮料
答题
8a+5b+3c+6d=60 a+b+c+d=10
8a+5b+3c=60
a+b+c=10
8a+5b+6d=60 a+b+d=10
8a+3c+6d=60 a+c+d=10
5b+3c+6d=60 b+c+d=10
确定取值范围
购买数量 取值范围
a
b
c
d
1<=a<=7
1<=b<=12
1<=c<=20
1<=d<=10
二、人工解决问题的过程
1.总共需要计算多少种可能的取值情况？
2.满足条件的数量取值情况是否可能不唯一？
7*12*10=840种
遍历所有可能
可能
问题求解
选定方案
遍历a，b，d，找出所有可能的取值情况：
活动1 计算购买方案
问题求解
选定方案
遍历a，b，d，找出所有可能的取值情况：
3.计算取值情况？
耗时长、易出错、找不全
活动1 计算购买方案
三、计算机解决问题的过程
1<=a<=7
是
否
开始
结束
1<=b<=12
否
1<=d<=10
否
是
a+b+d=10
8a+5b+6d=60
是
是
否
输出a,b,d
算法——解决问题的方法和步骤
1.分析问题
2.设计算法
设计算法
活动2 编写、调试运行程序
3.调试
2.运行海归编辑器软件，修改python
点击“运行”按钮，直接运行
代码出错的情况下修改代码的过程。
1.编写程序
请根据学习材料，完善程序内容。
活动2 编写、调试运行程序
（1）用60元购买苏打水，矿泉水，果汁三种饮料合计10瓶有（ ）种搭配方案：
活动2 编写、调试运行程序
修改程序，解决以下问题：
（2）用60元购买苹果醋，苏打水，矿泉水，果汁4种饮料合计10瓶有（ ）种搭配方案：
归纳新知
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
四、拓展巩固
《谁是小偷？》
警察局抓了a,b,c,d四名偷窃嫌疑犯，其中有一个人是小偷。审问中:
a说:“我不是小偷。
b说:“c是小偷。
c说:“小偷肯定是d”
d说: “c冤枉人。“
现在已经知道四人中三人说的是真话，一人说的假话。
到底谁是小偷
《谁是小偷？》
分析后，运行程序，验证猜想结果。
1.分析问题
四个人分别为1，2，3，4，假设:用变量X存放小偷的编号，则X的取值范围从1取到4。四个人所说的话就可以分别写成:
a:“我不具小偷“ x!=1
b:“c是小偷。” x=3
c:“小偷肯定是d。 x=4
d:“c冤枉人。” x!=4
《谁是小偷？》
分析后，运行程序，验证猜想结果。
2.设计算法
限制条件:表示“四个人中三人说的是真话，一人说的是假话”
构建数学模型:(×≠1)+(x= 3) +(x =4) +(x ≠4)是否等于3
3.编写程序
说明:在Pyhton中,True值为1 False值为0
for i in range(1,5):
if ((i !=1)+ (i== 3)+(i==4)+(i !=4))==3:
print("小偷的编号是",i)
巩固提升
1、下列哪一个环节不属于计算机解决问题的一般过程？（ ）
A、设计算法 B、分析问题 C、手工计算 D、调试运行
C
巩固提升
2. （判断题）用计算机解决问题只能够通过使用现有的软件和程序去完成。（ ）
X
巩固提升
3.（判断题）计算机程序是使用专门的计算机程序语言进行编写的（ ）
V
课堂小结《3.1 体验计算机解决问题的过程》自学习材料
课题 3.1 体验计算机解决问题的过程
探索新知 体验用计算机编程来解决这个问题
实践体验 根据教师的演示，与同学互助合作，尝试打开“饮料购买.py”程序代码文件，并作适当修改，让程序能够正确运行，观察程序执行结果，得出计算答案。
可参考以下流程进行修改并运行：打开“饮料购买.py”；（1）双击；点击“下一步”，“我知道了”，“开始创作”进入编程界面。打开“饮料购买.py”找到第5行代码，在“==”前面输入方程计算式8*a+5*b+6*d（注意计算机代码中，乘号不能省略，要写作*号）；小心不要删除if后面的空格。点击窗口下方“运行”按钮启动调试。观察窗口下方的调试输出区结果，若未输出并在代码部分被标红，表示代码有误。查看程序运行结果。
修改程序，解决问题 修改程序代码，找出用60元购买苹果醋，苏打水，矿泉水，果汁4种饮料（合计10瓶）有多少种搭配方案。
1、解除第4行的限制：删除#号修改第5行if后面的两个条件，即构造新的a,b,c,d的计算式*注意中英文符号3、运行程序，查看结果。（在下方）4、若程序报错，则继续调试程序。
拓展巩固 警察局抓了a,b,c,d四名偷窃嫌疑犯，其中有一个人是小偷。审问中:a说:“我不是小偷。b说:“c是小偷。c说:“小偷肯定是d”d说: “c冤枉人。“现在已经知道四人中三人说的是真话，一人说的假话。到底谁是小偷 1.分析问题将a,b,c,d四个人进行编号，号码分别为1，2，3，4，假设:用变量X存放小偷的编号，则X的取值范围从1取到4那么，四个人所说的话就可以分别写成:a说的话:“我不具小偷“ x!=1b说的话:“c是小偷。” x=3c说的话:“小偷肯定是d。 x=4d说的话:“c冤枉人。” x!=4
2.设计算法限制条件:在x的枚举过程中当这四个逻辑式的值相加等于3时，即表示“四个人中三人说的是真话，一人说的是假话”构建数学模型:(×≠1)+(x= 3) +(x =4) +(x ≠4)是否等于3依次假设每一名嫌疑犯为小偷，代入问题系统，逐个判断是否只有一句假话，三句真话。
3.编写程序说明:在Pyhton中,True值为1 False值为0for i in range(1,5):if ((i !=1)+ (i== 3)+(i==4)+(i !=4))==3:print("小偷的编号是",i)
4.调试运行，验证猜想 小偷是：《体验计算机解决问题的过程》教学设计
课题 体验计算机解决问题的过程
使用教材 高中信息技术 《数据与计算》广东教育出版社2019版
学段 高一 课时 1课时
课程定位 本课是高中信息技术必修1《数据与计算》第三章《算法基础》的第一节，同时也是高中阶段学生开始学习算法与计算机程序设计相关内容的开篇课程，本课主要设计意图在于通过引导学生实际体验利用计算机编程解决实际问题的过程，来感受使用计算机解决问题相较于人工计算的优越性，并在此过程中，引导学生学会利用计算思维的相关方法，体验从数学角度对问题进行分解和分析，设计可行的计算方法，利用计算机技术进行实现来完成问题解决，以此培养学生的信息意识和计算思维。同时，学习运用Python的数字化学习工具进行数据处理的过程也能提高学生的数字化学习与创新能力，培养学生的数字化学习习惯。
教学目标 体会人工解决问题与计算机解决问题的不同特点。（信息意识） 通过亲历项目“利用计算机编程计算商品购买方案”问题的解决过程，经历计算机解决问题的一般过程。（计算思维） 通过经历项目问题分析、建立数学模型、设计解决方案、实现计算的过程，能初步规划项目解决方案。（计算思维） 认识Python语言，了解计算机程序的主要功能，能够修改简单的程序代码，体验程序设计的魅力。（数字化学习与创新）
教学重点 1、运用计算思维对具体问题进行分析和设计解决方案 2、计算机解决问题的一般过程
教学难点 1、运用计算思维对具体问题进行分析和设计解决方案 2、计算机解决问题的一般过程
学情分析 高中一年级学生已经初步具备了逻辑思维能力，对代数和方程等数学思想有了一定的理解，但对于使用计算机实际处理计算问题的过程与方法，以及数学方法在解决实际问题中的运用还比较陌生，故此，我选择采用研究“商品购买方案”的问题来代替教材提供的项目范例，相较教材范例，前者更容易让学生理解，并且可以快速转化为学生熟悉的三元一次方程形式，让学生感受到数学转化这一计算思维方法的作用。
教学方法 讲授法、演示法、小组合作学习法
教学环境 计算机教室、海龟编辑器、Python编译运行环境
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动 设计意图
创设情境，提出问题 周末快到了，王骁一家准备去踏青，王骁用60元准备去购买10瓶饮料，王骁准备至少选3种。王骁来到商店，看到饮料单价如下：苹果醋8元，苏打水5元，矿泉水3元，果汁6元，请问有哪些购买方案？ 参与情景，进行思考 通过情景再现，让学生切实感受身边的问题，并引出对问题进行数学角度的需求分析。
二、分析问题 我们如果假设苹果醋数量为a，苏打水的购买数量为b，矿泉水的购买数量为c，果汁的购买数量为d，是否可以用数学方法将该问题转化为一个求解a，b，c，d的解的问题？ 教师提出4个问题给学生进行小组合作交流来回答（以电子学案为基础）： 设计可能的购买方案 苹果醋，苏打水，矿泉水，果汁 苹果醋，苏打水，矿泉水 苹果醋，苏打水，果汁 苹果醋，矿泉水，果汁 苏打水，矿泉水，果汁 列出含a，b，c，d的方程 学生可列出方程 （8a+5b+3c+6d=60 a+b+c+d=10） （8a+5b+3c=60 a+b+c=10） （8a+5b+6d=60 a+b+d=10） （8a+3c+6d=60 a+c+d=10） （5b+3c+6d=60 b+c+d=10） 该方程中a，b，c，d的取值范围分别是多少？ （讨论时引导学生以极限取值法来获得b,c,d的取值） 取值范围为： 1<=a<=7;1<=b<=12;1<=c<=20; 1<=d<=10 求解该方程的步骤是什么？ 小组合作，交流讨论，得出结论 通过引导学生将实际问题转化为数学方程的求解，感受计算思维方法在解决实际问题中的应用。
三、体验人工解决问题的过程 （选定购买组合为: 苹果醋，苏打水，果汁 ）组织根据同学们刚才讨论得出的结论，来求解该三元一次方程组：遍历a，b，d，找出所有可能的取值情况，判断数量和是否等于10，价格和是否等于60。 提出几个可能的解，提问学生尝试进行判断其是否满足条件。 在这个过程中，请学生思考两个问题： 总共需要计算多少种可能的取值情况？ （有：7*12*10=840种，手工计算需要遍历所有可能） 满足条件的数量取值情况是否可能不唯一？ 计算求解，a，b，d的取值情况？ 参与思考，回答问题，评估人工计算的难度和可行性。 体验人工计算解决问题带来的困难，进一步明确该问题解决的计算步骤，为后续使用计算机程序进行计算来代替人工解决作铺垫
四、利用计算机解决问题的过程 通过体验人工计算的方式求解该问题：计算量大，会出错，容易漏解、错解，所以，我们何不借助计算机来帮助我们解决这个问题呢？ 教师演示计算机解决问题的基本过程： 分析问题 将计算购买商品的方案转化为利用计算机求解三元一次方程组8a+5b+6d=60 a+b+d=10的所有解，将实际问题转化为数学问题。 （2）设计算法 归纳刚才讨论总结的解方程方法：分别遍历b，c，d的取值范围，判断每一种取值情况是否满足数量和是否等于10，价格和等于60的条件，若满足，则此时b，c，d的值为方程组的解，若不满足，则继续遍历。 （3）编写程序 向学生简单介绍Python程序设计语言，展示Python环境下（海龟编辑器）解该三元一次方程组的程序代码。 参与思考 体验利用计算机编程解决问题的过程，了解计算机程序设计的基本流程，
调试运行 （1）教师演示进行简单的代码修改和调试的方法，让学生自主尝试进行程序调试并运行，得出计算结果。 （2）教师演示进行代码参数修改和程序调试的方法，计算出其他方案的结果。 动手实践，体验调试程序运行的过程，得出计算结果，完成问题解决。
拓展训练 《谁是小偷》？ 1.阅读材料 2.同伴讨论，探索谁是小偷 3.阅读自学材料和Python代码，理解程序代码逻辑 4.验证猜想，找出小偷 再次实践体验计算机解决问题的过程，并得出计算结果解决问题。
五，总结归纳 计算机解决问题的一般过程： 分析问题，将问题转化为数学形式，并对其进行数学描述和分析 设计算法，对问题的数学形式进行分解，寻找其计算步骤，并用简洁的形式进行描述 编写程序代码 调试运行 参与思考，巩固提升
板书设计 体验计算机解决问题的过程 人解决问题：耗时长、易出错、不全面 计算机解决问题：分析问题、设计算法、编写程序、调试运行《3.1 体验计算机解决问题的过程》课程学习记录
班级： 姓名：
课题 3.1 体验计算机解决问题的过程
情景导入 现有60元可用资金，需购买至少三种商品如下： 苹果醋；单元为8元/瓶； 苏打水：单价为5元/瓶； 矿泉水：单价为3元/瓶； 果汁：单价为6元/瓶 要求每种商品购买的类型不少于3种，饮料按瓶售卖 问，应该以何种搭配方式进行购买，可以买到至少10瓶饮料？
小组讨论，合作探究 请与你的小组成员合作完成下列讨论： （1）可能的购买方案有：
（2）假设商品的购买数量分别为苹果醋a，苏打水b，矿泉水c，果汁d。若选定购买方案为：苹果醋，苏打水，果汁，尝试分别列出含有a，b，d的方程来表达该关系。
讨论结果：
（3）分析a，b，c，d的取值是否存在界限范围，如果有，这个界限范围是多少？ （提示： a，b，c，d的最小取值是1，因为每种商品购买数量不得少于1，若三种商品中某两种商品购买数量均为1，此时另一种商品购买数量可达到最大值）
讨论结果：
（4）求解该方程的方法是什么？（尝试描述解该方程的思路，注意只求方程的正整数解）
讨论结果：
实践体验 根据教师的演示，与同学互助合作，尝试打开“饮料购买.py”程序代码文件，并作适当修改，让程序能够正确运行，观察程序执行结果，得出计算答案。
解决问题 我观察到的运算结果： （1）用60元购买苏打水，矿泉水，果汁三种饮料合计10瓶有（ ）种搭配方案，分别是：
（2）修改程序，用60元购买苹果醋，苏打水，矿泉水，果汁4种饮料合计10瓶有（ ）种搭配方案，分别是：
归纳新知 用计算机解决问题的过程：
拓展巩固 警察局抓了a,b,c,d四名偷窃嫌疑犯，其中有一个人是小偷。审问中: a说:“我不是小偷。 b说:“c是小偷。 c说:“小偷肯定是d” d说: “c冤枉人。“ 现在已经知道四人中三人说的是真话，一人说的假话。到底谁是小偷 1.我的猜测 小偷可能是： 2.调试运行，验证猜想 小偷是：
课后练习，巩固新知 下列哪一个环节不属于计算机解决问题的一般过程？（ ） 设计算法 B、分析问题 C、调试运行 D、手工计算 （判断题）用计算机解决问题只能够通过使用现有的软件和程序去完成。（ ） 3、（判断题）计算机程序是使用专门的计算机程序语言进行编写的（ ）

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