资源简介

【课程标准】
高中信息技术课程旨在全面提升全体高中学生的信息素养。本模块是学生在学习必修和选择性必修课程内容的基础上，对算法内容更为系统的、深入的学习，因此在教学中要利用前阶段的学习基础,创设利用算法解决问题的情境，让学生经历将实际问题形式化的过程，深入理解算法的特征，掌握常见算法的描述、编程及应用的方法，并能有意识、负责任地应用算法解决实际问题。
“算法概念及其描述”教学案例
教案背景
背景介绍：
智能时代，算法已经广泛应用于各领域。许多专家通过分析行业的运行规律，界定问题，有针对性地建立模型、设计算法，并应用信息技术实现模型，从而创造出新的产品，创生出新的产业。例如，通过设计算法，在网络环境下实现“互联网＋单车”，催生出“共享单车”这个新产业，解决短距离出行不便问题。中学生学习一些算法知识，了解算法的基本设计方法，可以深入理解身边数字化工具的特征，能够利用算法思想解决实际问题，提高学习和生活效率，更好地融入信息社会。
教学对象：高一年级
学科：信息技术
课时：1课时
教学目标
知识与技能：
了解算法，掌握并理解算法的特征。
过程与方法：
能够运用算法的多种方法来解决实际问题，准确地描述算法，深刻认识到算法与信息社会息息相关。
情感态度与价值观：
学会运用计算思维识别与分析问题，感受算法带来的数字生活的变化，培养学生的计算思维，提高信息素养。
教材分析
教材地位
本教材选自选自中图人教版2019版算法与程序设计模块。本模块是学生在学习必修和选择性必修课程内容的基础上，对算法内容更为系统的、深入的学习，本节课选自第二章“算法与程序实现”的第二节，本节课的授课为理论课，在前阶段学习的基础上，更加深入。
教学内容
算法的概念
算法的特征
算法的描述（算法与数字生活）
学习者分析
该阶段学生注意具有一定的稳定性，记忆以有意记忆为主，能注意在理解的基础上记忆。初步完成从具体思维到抽象思维为主的过渡。本节课比较抽象，在设计时主要从生活中出发，让学生了解算法。
通过学习本课，学生应该掌握以下几点：
结合实例，经历分析问题、确定算法的基本过程，认识算法在其中的地位和作用。
能够掌握算法的特征。
经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。
教学重难点
教学重点：算法的特征
教学难点：算法的描述
教学方法
讲授法、任务学习法、案例教学法
教学过程（循序渐进）
激趣导入
观看微视频：一场举世瞩目的围棋比赛以“阿尔法狗”4：1击败前世界围棋第一人李世石九段告终。
教师提出问题——视频当中的内容向我们展示了什么？为什么“阿尔法狗”会打败人类棋手，这其中体现了什么？
学生：回答问题。
教师引导：在刚才的视频呈现的比赛中，是将算法引入了人工智能，一般来说，下一盘围棋大约需要150步，每一步有250种可选的方法，要是人工智能采用这种思路，需要计算大约10360种情况。最终取得胜利。那什么是算法呢？为什么运用算法可以解决我们的许多的难题呢？今天就让我们打开算法的大门，体验它的魅力吧！
设计意图：创设情境，吸引学生兴趣，启发学生思考，把学生带到今天的学习中来，有利于培养学生的探究能力。
活动一：认识算法
教师引导，安排任务——如何帮助牧羊人成功渡河
（案例教学，吸引学生兴趣）：同学们，今天我们将通过牧羊人的故事来认识算法。
任务驱动，小组合作——学生分组进行讨论，罗列出最优方案
学生：同伴之间讨论，列出过河方案，并回答问题，以小组为单位，选一人进行方案展示
教师：做好记录
成果展示与总结 ——不同的学生选择不同的方式，教师与学生都参与进行点评
学生：展示如何帮助牧羊人过河
教师在学生展示完成后，进行分析总结，为学生理清思路，得出最佳解决方案，并说明为什么要这样设计方案。
教师引出算法的概念
教师：通过刚才同学们的努力，我们已经成功帮助牧羊人渡过了河，那请同学们想一想在刚才我们是怎么样帮助到牧羊人的呢？
学生：分步骤过河
教师：对的，在刚才我们解决这个问题的时候是分步骤，通过许多分析与思考得出的结果。这其实是算法的一个运用。刚才我们将这个问题分解，采取明确而有步骤的方式来解决过河的难题。
请学生阅读教材，教师进行最后的总结（板书）
（算法是为解决一类特定问题而采取的确定的、有限的步骤。它描述出某类问题求解的方法和过程，在整个问题解决过程中起着重要的作用。）
设计意图：
活动一是简单的认识算法，以问题导入启发学生思考，合作探究能力，以教材为基础，认识到利用算法解决问题的重要性。
活动二：走进算法
呈现案例，并要求学生自主阅读教材：
在用“更相减损术”求最大公约数的过程中,输入的是两个正整数。
用“更相减损术”求得的最大公约数就是该算法的输出。
提出问题：
教师：通过同学们的学习相信大家对于算法的了解更加清晰了，那我们教材与老师呈现的案例都体现了算法的哪些特征呢？你有什么发现呢？
学生A：要有步骤
学生B：案例里面是有输入输出的
学生C：需要用到计算机
学生D：步骤一定要正确
教师对学生的回答进行总结：
教师：在计算机领域，算法作为一个精心设计的运算序列,描述了计算机如何将输入转化为输出的过程。在这个过程中，它发挥了巨大的重要，通过阅读与探讨，我们发现算法的特征有：
■有输入。一个算法一般要求有0个或多个输入，以描述运算对象的初始情况。
■有输出。一个算法可以有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。
■有穷性。算法不能是死循环，否则毫无意义。
可行性。算法中的每一步操作都是可以执行的,或者都可以分解成计算机可执行的基本操作。
确定性。算法的每个步骤都具有确定的含义,没有歧义。模糊不清、模棱两可或带有二义性的描述都会影响算法的确定性。
板书特征
游戏环节
教师利用游戏，设计选择，让学生加深对算法特征的掌握与理解
设计意图：
活动二在让学生在认识了算法的基础上，通过自己的查阅资料和自学，提高学生的信息素养，游戏环节的设置增加了课堂趣味，巩固学生的学习。
活动三：描述算法
提出问题
教师：那刚才我们在运用简单算法解决过河问题的时候，是怎么样描述算法的呢？
学生：用语言进行描述
教师：对的，用语言描述的方法就是自然语言法。（板书：自然语言法——牧羊人过河的故事）
教师进一步引导，启发学生思考
教师：那还有其他方法吗？如何运用其他可理解的形式表示出来呢？请同学们阅读教材与上网查阅资料找出其他的方法。
学生：思考其他描述算法的方法，并通过讨论、查阅等方法进行学习。回答老师问题
教师进行总结，并引出案例
（运用公交车投币的故事来引出流程图描述算法）
流程图
某城市公交车票价2元，乘客可以刷卡乘车。刷卡时，若公交卡余额不足2元，提示“请投币”;若余额大于或等于2元但小于10元，提示“余额即将不足”;若余额大于或等于10元，提示“欢迎乘车”。用流程图描述该功能实现的算法如图所示。
伪代码
向学生展示教材上的代码，并运行，向学生解释（同时也为下节课程序设计做准备）
设计意图：
使学生能够描述算法，将生活中的现象与算法结合起来，能够利用算法思想解决实际问题，提高学习和生活效率，更好地融入信息社会。
课堂小结
通过思维导图的形式，师生共同总结
课后思考
启发学生思考：
学生依据生活中的案例，分享算法的运用有哪些？你能想到什么方法展现它？
例如：使用机器人清理房间，通过智能运动手环进行科学健身，输入用户口令安全登录账户等，算法都在其中起着重要的作用。借助高效的算法和优化的程序，我们可以更加快捷方便地解决越来越多的问题，提高生活、工作和学习效率。
设计意图：再次巩固本课所学，提升学生自主思考，感受数字化学习环境下算法的魅力！
教学板书
教学反思
本节课是理论课，但课堂模式活泼，在对导入、内容的讲解上有趣，非常有利于激发学生的兴趣。在实际教学中还需要考虑到学生的个性化以及差异来划分任务相信学生学起来更加有利，更有利于能力的培养。

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