资源简介

《算法及其描述》教学设计
课程基本信息
学科 信息技术 年级 高一年级 学期 秋季
课题 算法及其描述
教科书 书 名：信息技术必修1《数据与计算》 出版社：广东教育出版社 出版日期：2019年7月
教材分析
本节课《算法及其描述》是粤教版信息技术必修1第三章《算法基础》中的第二节内容，在内容上衔接了上一节课，同时也为后面程序设计语言基础知识的学习做好铺垫和准备，在整体上起到了一个承上启下的作用。本节课将带领同学们一起通过实际案例探究算法，在探究过程中理解算法的概念，掌握算法的特征，并运用恰当的描述方法和控制结构表示简单的算法。
学情分析
本节课的教学对象是高一学生，学生通过前一节内容的学习，已经了解了计算机解决问题的一般过程，并且大多数学生在之前小学或初中阶段或多或少接触过一些基础的计算机编程知识，对于算法并不陌生，也愿意积极参与探究；但是就班级整体来说，还是存在不同的学生计算机水平差异较大，因此在本节课的教学中，将通过案例探究的形式，带领学生一步步了解掌握算法及其描述的知识内容。
教学目标
1.掌握算法的定义与基本特征（信息意识，计算思维） 2.了解三种算法的描述方法（计算思维，数字化学习与创新） 3.了解算法的三种基本控制结构（计算思维，数字化学习与创新） 4.培养和激发学习兴趣，理解算法在问题分析中的重要作用（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 掌握算法的概念及特征。 学会运用合适的描述方法和控制结构表示简单算法。 教学难点： 通过算法的描述过程，培养和形成学生计算思维。 2.通过实际问题分析，能自主设计合适的算法并描述。
教学方法
任务驱动法；情境导入法；讲授法等
教学环境及教学准备
计算机网络教室；极域电子教室系统
课时安排
1课时
教学过程
环节一：情境导入，什么是算法？
教师活动：同学们我们先来看一个经典的过河问题，有一个牧羊人带着一头羊，一只狼和一颗大白菜准备过河，他乘坐的船每次只能带一样东西过去，如果让狼与羊单独在一起，狼会吃羊；让羊和白菜单独在一起，羊会吃白菜；牧羊人该如何过河才能确保羊、狼和白菜都安全过河呢？ 学生活动：探究思考，讨论得出可行的方案。 设计意图：通过有趣的过河问题进行导入，将学生的注意力引导到课堂教学中来，并通过这个情境的探究引出主题，到底什么是算法？
环节二：进行内容教学
（一）：算法的定义 教师活动：我们先一起来看看算法的定义：算法是指在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。通俗地说，算法就是用计算机求解某一问题的方法，是能被机械地执行的动作或指令的有穷集合。 学生活动：听讲，思考。 教师活动：根据算法的定义，我们可以举出算法的实际案例，比如说我们正确的解答出一道数学题，这属于算法；同学们每天通过人脸识别进校的过程也属于算法；但是赵本山和宋丹丹老师的将大象装冰箱总共分几步的方法不属于算法，因为在第二步将大象装进冰箱中，这一步是不明确的或者说是不可行的，这不符合算法的特征，所以不能称之为算法。那么算法的特征有哪些呢？ 学生活动：听讲并思考。 设计意图：通过实际案例让学生对算法有个具体的感知，引出算法的特征的知识内容。
（二）：算法的特征 教师活动：算法的特征有以下几个，分别是： 有穷性：算法的有穷性是指一个算法在执行有穷步之后必须结束，即一个算法所包含的计算步骤是有限的。 确定性：算法的确定性是指算法执行的每一个步骤必须有确切的定义，不能出现模棱两可的情况。 数据输入：一个算法必须有零个或多个数据输入，以刻画运算对象的初始情况。 数据输出：一个算法有一个或多个数据输出，以反映对输入数据加工后的结果，没有输出的算法是毫无意义的。 可行性：算法的可行性是指算法中执行的任何计算步骤都可以被分解为基本的可执行的操作步骤，即每个计算步骤都可以在有限时间内完成。 学生活动：进行听讲并理解。 （三）：练习巩固一 教师活动：以上我们已经介绍了算法的概念和算法的特征，为了查看同学们的理解与掌握情况，我们下面一起通过两个练习题目来巩固一下知识点。 学生活动：学生查看练习题目并独立完成。 设计意图：通过阶段性的练习题目来巩固学习过的知识点，同时也可检测学生对算法的定义和算法的特征的知识点的掌握情况。 （四）：活动探究：鸡兔同笼问题 教师活动：上面我们介绍了算法的定义和算法的特征，那么下面我们将尝试通过算法来解决实际的问题，鸡兔同笼问题是我国古代比较有名的数学趣题，鸡兔同笼是说在一个笼子里有鸡和兔，现在只知道里面一共有35个头，94个脚，问鸡和兔各有多少只？对于这个问题，现在的同学们可能觉得非常的简单，因为这在数学上就是一个简单一元二次方程问题，但是今天我们要尝试使用算法来解决这个问题，那么如何用算法来描述解决问题呢？ 学生活动：思考并进行探究。 设计意图：通过案例活动探究，引发学生的思考，同时引出算法的描述的知识点内容。
(五)：算法的描述 教师活动：算法的描述主要有三种描述方法，分别是自然语言描述算法；用流程图描述算法；用伪代码描述算法。下面我们将逐一介绍算法的三种描述方法，并尝试使用这三种描述方法去对鸡兔同笼问题进行算法描述。 首先是用自然语言描述算法，所谓用自然语言描述算法，就是用人们日常所用的语言，如汉语、英语等来描述算法。用自然语言描述鸡兔同笼问题应该是这样的： 第一步：设鸡的个数为x只；兔的个数为y个 第二步：列一元二次方程 第三步：求解得出x与y的值，结束算法 可以看出用自然语言描述算法简单易懂，但是用自然语言进行算法的描述在表达的时候可能会存在歧义性。 其次是用流程图描述算法，用流程图描述算法是用程序框图来描述算法的一种表示方法。使用流程图描述算法可使算法的流程描述得清晰、简洁。要学会流程图描述算法首先要认识流程图的基本图形和它代表的含义。 知道流程图的基本图形代表的含义和其功能之后，下面我们尝试用流程图去描述鸡兔同笼问题的算法，结果如下图所示：
最后是用伪代码描述算法，用伪代码描述算法就是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。它不用图形符号，书写方便，格式紧凑，易于理解。下面是我们用伪代码对鸡兔同笼问题进行算法的描述。 import math x=1 while(0（七）：算法的三种基本控制结构 教师活动：在用流程图描述鸡兔同笼问题的算法中，我们可以看到我们算法的三种基本控制结构，下面我们将依次来介绍一下算法的三种基本控制结构。 首先是顺序结构，顺序结构表示程序中的各步操作按出现的先后顺序执行。其结构图示如下。 选择结构：表示程序的处理步骤出现了分支，需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择、双选择和多选择三种。下图是双选择的选择结构的结构图示。 循环结构：表示程序反复执行某个或某些操作，直到判断条件为假（或为真）时才可终止循环。其结构图示如下：
任何复杂的算法都可以用这三种基本控制结构组合。使用三种基本控制结构描述算法，可以改善算法的清晰度，提高算法的可读性。 学生活动：听讲，思考，理解。 设计意图：通过用流程图描述鸡兔同笼问题的算法的流程图介绍，引出算法的三种基本控制结构，即顺序结构，选择结构与循环结构。并进行延伸讲解算法的三种控制结构。
（八）：练习巩固二 教师活动：以上我们介绍了算法的三种描述方法和算法的三种基本控制结构，下面我们通过相关的练习题来进行一下知识的巩固。 学生活动：独立自主完成练习题，通过练习题回忆算法的描述方法和算法的基本控制结构，并进一步的加深理解巩固。 设计意图：层层递进，逐步巩固加深知识点的掌握。
环节三：实践活动和课程总结
教师活动： 实践活动：在我们书本的第51页，有个关于欧几里得算法——辗转相除法，其具体过程如下：设给定的两个正整数为m和n，求它们的最大公约数的步骤为： ①以m除以n，令所得的余数为R。 ②若R=0，则输出结果n，算法结束；否则，继续步骤③。 ③令m=n，n=R，并返回步骤①继续进行。 请同学们利用课后的时候尝试用流程图将上述算法表示出来，并试探索欧几里得算法在现实生活中有哪些应用，举出两个应用实例。 课堂总结： 1、算法的定义是什么？ 2、算法的特征有哪些？ 3、算法的描述方法有哪些？它们各有什么优缺点？ 4、算法的三种控制结构是指什么？
学生活动：学生回忆知识点。 设计意图：对本节课的知识点进行总结，形成知识链。
教学反思
本节课达成了教学目标，在教学过程中重视学生的学习体验，创设了多种情境并引入案例进行教学，内容能做到有趣丰富，教学过程层层递进，学生能掌握教学内容，在引导学生进行实践探究的时候，今后要更加注重培养学生的信息意识和计算思维能力。

展开更多......

收起↑