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课题 算法与问题解决 课时 1课时
学习目标 通过学校吉祥物投票问题的解决，体验在计算机中运用算法解决问题的一般步骤，感受使用算法解决问题的优势。 通过运行程序验证算法，了解算法与程序之间的关系，树立根据验证结果优化算法的意识。
学习重点 体验在计算机中运用算法解决问题的一般步骤。 学习难点 设计解决问题的算法。
学习准备 PPT、投票相关的图文、影音素材
学习过程
学习版块 学生活动 教师活动 设计意图 改进设计
讨论：如何解决吉祥物投票问题 对驱动任务“学校通过海选，确定了A作品和B作品为学校吉祥物候选设计，请全校1000名学生观赏后通过计算机进行现场投票，选出最终的吉祥物。设计一个算法解决这个问题”进行分析，与同桌从“知道了什么”“要做什么”“计划怎么做”3个方面开展讨论，并派代表举手汇报讨论结果。 出示驱动任务，组织学生讨论，教师巡视并记录学生讨论情况，指导讨论存在困难的小组。根据是否能够准确描述“计划怎么做”，选择过程不够清晰、过程不够完整，过程清晰完整的3个小组作为代表依次回答讨论结果。根据学生回答，梳理归纳解决吉祥物投票问题的步骤。 投票问题是学生在生活中常碰到的问题，有一定的经验。由于距离上次相关知识的学习已经问题间隔了一个学期，因此设计了讨论分析环节，并明确了用算法解决问题的一般步骤，进行快速有效的复习。
建构：设计并验证解决投票问题的算法 活动一 体验程序，交流感受 运行学生机桌面上的可执行程序进行模拟投票，举手交流体验感受。 活动二 抽象建模，简化问题 与同桌讨论，尝试找出投票问题中的关键要素，填写任务记录单。 1-2名学生举手汇报任务记录单，其余学生对照思考自己的答案，检查关键要素是否找对了，根据汇报交流结果修改任务记录单。 与同桌讨论哪些要素需要用变量表示，变量名是什么，并填写任务记录单。 自学图示建模视频，与同桌根据实际情况挑战不同难度的建模过程，可以在任务记录单便利贴上独立设计，也可以掀开便利贴，在提示中完成。 3个小组展示建模结果，其他学生进行评价或提出修改意见，各小组根据交流的结果反思、完善模型。 活动三 设计算法，个性表达 思考抽象建模之后要做什么，观看AI根据自然语文描述和流程图生成程序的视频，举手发言表达算法设计与程序编写哪个更重要，并阐述理由。 思考并举手回答设计算法的一般方法，两人小组填写任务记录单确定输入与输出、选择可能要用到的控制结构。 与同桌分工合作，一人使用自然语言描述算法，另一人手绘流程图描述算法 。 班内交流，各组根据交流结果修改算法描述。 活动四 验证算法，实验记录 运行教师根据某个小组设计的算法编写的程序，进行多次算法验证，并记录验证过程与结果。 2个小组展示交流任务记录单，其他学生思考验证过程与结果是否合理，建议是否可行。 组内讨论算法是否存在有待完善的地方，要如何优化。 教师引导学生认识到生活中常用算法解决投票问题，请学生运行教师发送的可执行程序，教师巡视指导。在学生交流体验感受的基础上，归纳利用算法解决问题的优势。 过渡到对本课待解决问题进行抽象建模。 鼓励学生在小组内积极讨论，确定关键要素，教师巡视指导并记录典型错误情况和表达得当的小组。 根据巡视记录，选择关键要素缺失、关键要素描述不准确、关键要素准确完整的3个小组代表交流讨论结果，最终确定该问题关键要素。 引导学生抽象问题确定变量，先组内填写任务记录单，再组间交流意见。 请学生通过视频学习的方法了解图示建模，并以图示的方式画出解决该问题的模型。 鼓励学生主动分享小组绘制的模型，邀请1个根据提示建模的小组和2个独立绘制模型的小组进行汇报交流。 引导学生讨论抽象建模后的步骤，特别是算法设计与程序编写的关系。在学生观看视频交流感受后，教师归纳算法设计的重要性和确保算法正确的必要性。 分步骤对学生进行引导，通过填写任务记录单和选择控制结构，初步构思算法框架。 下发算法描述图文指南，组织小组进行分工描述算法，教师巡视指导并做记录。 挑选具有典型错误的任务记录单进行点评交流。引导各小组根据交流结果修改算法描述。 随机选择1个小组学生现场编写程序，并将程序下发给学生，请学生根据任务记录单，一边验证一边记录。 在本课尚未展示过的小组中，邀请1个认为算法验证结果正确的小组和1个认为算法有待完善的小组进行交流展示。 组织学生根据讨论的结果，对自己的算法进行人工验证。 为了让学生有明确的学习目标，本课根据逆向设计思想，让学生先体验用程序投票，对用算法执行的过程和结果有具体感知，对算法解决问题的优势有深刻体会，再学习整个过程是如何实现的，充分激活学习内驱力，降低学习难度。 为了降低抽象建模的难度，设计任务记录单为学生提供思维的支架。考虑到这是学生首次接触图示建模，本环节通过自学图示建模视频提高学习效率，同时采用分层教学策略确保不同能力层次的学生都能参与。 本环节的目的在于深化学生对算法重要性的理解，巩固算法设计的过程。在设计算法的具体过程，通过填写输入与输出，选择控制结构等步骤帮助学生逐渐明晰算法框架。 本环节意在帮助学生理解验证算法的方法、过程与价值。在集体交流展示的基础上，再对自己小组的算法 进行人工验证，得出初步的验证结论。
应用：根据验证结果，优化算法 根据前一个环节的讨论结果修改算法，解决用户输入的数据既不是“a”也不是“b”的情况。 展示修改后的算法并阐明理由。 组织学生对意外输入问题进行算法优化，巡视指导。 选择几个算法描述精准的小组进行展示，其余学生前后组间交流。 通过引导学生探索算法在面对意外输入或需求变化时的应对策略，让学生认识到意识算法设计的灵活性和适应性。
小结：整理知识，归纳收获 在教师的引导下，回顾本课所学。 完成线上自评。 1.回顾本课所学，归纳用算法解决问题各步骤的要点是什么。 2.通过线上问卷进行学习自评，并填写学习体会。 本课内容较多，以学生视角归纳各步骤的要点，对本课的重难点学习情况予以反馈。
作业指导
板书 算法与问题解决 抽象建模 确定变量 抽象规则 建立模型 设计算法 流程图 自然语言 验证算法 运行程序 记录结果 分析结果算法与问题解决
任务记录单
活动一 设计算法
给三个作品投票的算法是怎样的呢？接下来，就请你来动手尝试一下吧！把合适的指令拖拽到流程图合适的位置，将流程图补充完整。
活动二 验证算法
运行教师根据某个小组设计的算法编写的程序，进行多次算法验证，并记录验证过程与结果。
是
否
tp=“a”
a←a+1
b←b+1
tp=“b”
c←c+1
是
否
i-i+1
验证人员：
验证过程：
验证结果：口算法正确
口算法有待完善
具体建议：

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