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课题:2.4.1 常见算法的程序实现-基于解析算法的问题解决
学科 信息技术 年级 高一 班 级 授课教师
章节 第二章第四节 课题名称 基于解析算法的问题解决
课型 新授课 授课时间
课标要求 通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，感受算法的效率，掌握程序调试与运行的方法。
教学目标（核心素养） 理解解析算法的含义与基本思想，能够通过编程实现算法。（计算思维） 掌握使用解析算法解决问题的基本方法，能从日常生活和学习中发现或抽象出可以利用算法与程序设计解决的问题，形成主动应用算法和程序解决问题的意识。（信息意识、计算思维） 能对自己和他人设计的算法与程序进行优化，开展合作，运用算法与程序实现设计问题求解方案，进行创造性探索。（数字化学习与创新） 能遵守与程序设计相关的伦理道德与法律法规，负责任地使用信息技术。（信息社会责任）
教学重点 理解解析算法的含义与基本思想，能够通过编程实现算法。
教学难点 掌握使用解析算法解决问题的基本方法，能从日常生活、学习中发现或抽象出可以利用算法与程序设计解决的问题。
教学方法 讲授法、探究法、任务驱动法
教学过程
教师活动 学生活动 二次备课
新 课 引 入 引入新课： 让学生请阅读课文70页内容，提出问题思考：生活中信号灯的时长是如何设置的？ （1）分析问题 从简单问题出发，分析要计算最短绿灯时长应考虑的因素。 已知条件：马路宽度s，行人步行速度v和人反应时长t0。 求解目标：最短绿灯时长t。 解析式为： 算术求解：t=20/4.4*1000/3600+2 得到了公式，既是得到了同类问题的解决方案。 展示计算结果并讨论： 问题1：成人、老人和孩子的数据应该选取哪个？ 问题2：绿灯时长可以为小数吗？ 师生共同讨论，得出结论：选取老人和孩子的数据更合理；绿灯时长不能为小数，需要向上取整。 归纳问题解决过程：首先，根据已知条件对马路宽度、步行速度和反应时间进行初始化；然后，进行一系列的计算处理；最后，输出最短绿灯时长。 引导学生关注信号灯时长问题，在教师引导下，思考并回答问题。 根据具体数据，计算出最短绿灯时长。 展示计算结果并讨论如何根据实际情况选取数据，以及根据需求对数据进行特殊处理。 通过阅读给出任务单，让学生填写任务单第一项任务，1、已知条件。2、求解目标。3、两者之间的关系。板书写出最短绿灯时长的解析式。
新课学习 一：基于解析算法的问题解决 解析算法是指通过找出解决问题的前提条件与结果之间关系的表达式，并计算表达式来实现问题的求解。 解析算法的核心在于构建出恰当的解析式，然后转换为正确的程序表达式，只有这样才能最终实现问题的求解。课件展示用解析算法解决问题的基本过程，如图1所示。 图1用解析算法解决问题的基本过程 编程解决问题时，要善于综合运用物理、数学、化学等学科的知识和方法来分析问题，寻找问题中各要素之间的关系，用形式化的符号和公式表达要素之间的关系，得出解决问题所需的表达式。 实践探索1：研究小球自由落体运动问题： 问题描述：从500 m高楼上自由落下一个小球，求从开始落下的时刻起，小球在最后1 s内的位移1、 分析问题： 已知条件：h=500,g=9.8 求解目标：小球在最后1 s内的位移 二者关系： 2、设计算法： 3、编程与调式 import math h=int(input('请输入高度：')) g=9.8 t=math.sqrt(2*h/g) h x=g*(t-1)**2/2 h h=h-hx print('小球最后1下落的位移是：',hh,'m') 4、保存文件，调调试运行程序。
回顾最短绿灯时长问题的过程，理解解析算法的基本思想，联想解析算法在其他学科的学习中用到的解析过程 按照解析算法解决问题的基本过程完成任务单第二项：实践探索1：填写任务单：
实践探索2：山地气温分布问题 某地区为了开发山区农业，需要了解山地的气候变化。现已知该地山区海拔每升高100m，气温下降约0.5℃，山地最高海拔为1500m，山脚下的年平均气温为22℃（假设山脚海拔为0m）。 1.根据气温随海拔升高而变化的规律，写出计算该山地不同海拔高度的气温的解析式，并编程实现。 2.某种植物适宜生长在气温为18℃-20℃的山区，如果要分析这种植物应被种植在该山地多高的地区为宜，需要如何修改算法，请编程实现。 分析问题一： 已知：海拔每升高100m，温度下降0.5℃，最高海拔1500m，山脚平均气温22℃。 求解：海拔与温度的关系式 数学模型：t变化=h/100*0.5 t=22-t变化 分析问题二： 已知：某种植物适宜生长在18-20℃；t=22-h/100*0.5 求解：植物适宜生长的海拔区间 数学模型：h=（22-t）*100*2 编程调试： for h in range(0,1600,100): #range用法阅读课文66页 c=22-h/100*0.5 print(h,c) print()#空行 c1=int(input('请输入低温数值：')) c2=int(input('请输入高温数值：')) h=0 c=22 c=22-1500/100*0.5 h1=(22-c1)/0.5*100 h2=(22-c2)/0.5*100 print('植物适合生活在海拔',h2,'米到',h1,'米的山区') 教师巡视，根据具体情况，对任务的完成情况进行反馈和指导。 活动梳理，总结使用解析算法解决问题的关键。 基于解析算法的问题解决的步骤 分析问题：分析出已知条件、求解目标和已知与未知的关系 设计算法：抽象出数学模型，建立解析式。 编程调试：将数学解析式转换成程序表达式，进行编程实现并调试。 构建恰当的解析式，是使用解析算法解决问题的关键所在。根据活动2中两个问题的解决方法，分别说明： ① 当使用一个解析式无法解决问题时，需要使用多个解析式进行多次推导； ② 解析式如果不够科学，会直接影响程序的运行或是问题的解决。 师生总结：解析算法是最基本、最常用的算法之一，首先分析已知条件和求解目标以及它们之间的关系，然后推导出解析式，有的问题一次推导就可以解决，有的则需要多次推导，最后将解析式转换成程序表达式，编程实现自动化计算，从而解决问题。 补充代码并调试、运行 回顾总结 按照解析算法解决问题的基本过程完成任务单第三项：实践探索2：填写任务单后补充代码并调试上交作业。 此处程序在让学生完善时我做了一下修改： h1=(22-18)/0.5*100 h2=(22-20)/0.5*100 print('植物适合生活在海拔',h2,'米到',h1,'米的山区')
课 堂 小 结 本节课我们学习了基于解析算法的问题解决 解析算法是指通过找出解决问题的前提条件与结果之间关系的表达式，并计算表达式来实现问题的求解。 步骤： 分析问题：分析出已知条件、求解目标和已知与未知的关系 设计算法：抽象出数学模型，建立解析式。 编程调试：将数学解析式转换成程序表达式，进行编程实现并调试。 我们在利用解析法解决问题的时候一定要注意解析算法的步骤。
课 后 作 业 阅读教材P72页利用“割圆术”求π的近似值。
板 书 设 计 常见算法的程序实现 1.基于解析算法的问题解决 解析算法是指通过找出解决问题的前提条件与结果之间关系的表达式，并计算表达式来实现问题的求解。
教 学反 思 本节课从贴近生活实际的最短绿灯设置时长为切入点，引导学生结合生活实际进行分析，通过编程实现设置最短绿灯时长，认识解析算法，理解其基本思想。优点：鉴于本节课的教学重难点我设计了一个课堂任务单，通过任务单上两个实践探活动学生体验了解析算法解决问题的基本过程，这样的联系学生日常学习、生活经验，设置研究性学习中可能遇到的问题和生活中可能遇到的问题两种真实情境，让学生进行分组实践，讨论探索，从而进一步掌握使用解析算法解决问题的基本方法，并尝试将这种思维模式迁移到现实的学习、生活中，提升对模型构建和算法设计的敏感度和分析意识。在课堂小结部分总结了解析算法解决问题的关键。在课堂作业布置时通过设置完善程序作为考察学生的掌握情况。不足之处：是在课后设置的作业阅读教材P72页利用“割圆术”求π的近似值。应该在课堂上留一部分时间给学生分析一下让学生当堂完成。还有没有很好的考虑学生之间的差异，实现分层教学。

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