资源简介

《第三章
算法基础》项目学习活动记录表
班级
小组组名
项目选题
项目主题
项目目的
小组成员及分工
组长：
记录人：
备注或其它说明：
项目规划
问题列表
编号
问题内容
方法
项目规划（思维导图）：
探究活动
项目实施
活动1：结合本组选题，通过学习和交流，体验计算机解决问题的过程。
知识技能（计算机解决问题的过程）
分析问题
设计算法
编写程序
调试运行程序
人工解决与计算机解决问题方式的异同讨论记录
求解问题的方式
相同点
不同点
人工求解问题
用计算机求解问题
小组项目成果（学习小结）
活动2：通过观察、学习和实践尝试，了解算法及其描述方法，完成小组项目问题的算法设计及其描述。
知识技能
算法的定义
算法的特征
三种算法描述方法比较：
算法描述方法优势不足自然语言描述法
流程图描述法
伪代码描述法
用流程图描述欧几里得算法：
小组项目成果
设计项目问题的算法（用自然语言描述）：
设计项目问题的算法（用流程图描述）：
活动3：通过讨论、学习、网上检索了解计算机程序和程序设计语言，尝试下载、安装和运行相应的程序设计软件。
知识技能
认识计算机程序的问题列表及分工
问题信息的获取过程选择信息来源确定信息获取方法评价信息分工及实际安排认知程度(认识/了解/描述/掌握)问题1：什么是计算机程序？问题2：程序设计语言有哪些？问题3：
问题4：
问题结论（选择上表中一个问题，将了解的结果记录下来）：
三代语言优势与不足：
语言类型是否翻译(编译)优势不足机器语言
汇编语言
高级语言
两类语言比较：
语言种类优势不足编译型语言
解释型语言
完善下列高级程序语言的编译过程与解释过程流程图：
附件3：作品评价量规
项目及分值
评分标准与分值
得分
自评
互评
作品选题
20
准确把握项目学习的意义和目的。
5
选题切合实际、符合科学。
5
选题有应用价值、创新价值。
5
选题适宜解决、可行性高。
5
规划与分析
15
准确分析设计的目的。
5
准确分析方案的需求。
5
准确描述方案的功能。
5
工具与方法
10
合理使用数字化工具及资源。
5
围绕项目进行自主、协作学习。
5
步骤与过程
30
交流与沟通的团队合作能力。
5
能完整经历计算机解决问题的过程。
5
运用流程图描述算法。
10
通过探讨和网络检索了解计算机程序和计算机语言。
10
成果与报告
15
明确问题，设计出最优线路选择的合适算法。
10
能运用三种常用方法之一描述项目问题的算法流程。
10
报告内容完整，结构清晰，排版美观。
5
合计得分
100
15
/
16(共52张PPT)
信息技术必修一第三章
《算法基础》
??
核心素养
计算思维
信息社会责任
数字化学习与创新
信息意识
数字化学习与创新是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。
信息社会责任是指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。
计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。
信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。
利用计算机和算法高效分析处理数据以解决问题非常重要。
自疫情爆发以来，丁香网第一时间对疫情数据进行分析并做出了信息反馈，成为大家推荐信任的信息来源，包括了全世界各地的疫情数据统计，疫情地图，辟谣信息等，科技推动信息透明。
这堂课，让我们见证了坚强硬核的中国力量！
这堂课，向我们传递了恢宏美好的人性光辉！
这堂课，给我们展示了先进强大的知识力量！
项目范例
设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案
学期结束时，老师打算花50元购买一些笔记本奖励表现优秀的同学，请班长小明帮忙，小明决定买三种单价分别为6元、5元、4元的笔记本，并且刚好用完50元，请问可以买多少本？
设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案。
根据项目主题，在小组中组织讨论，利用思维导图工具，制订项目范例的学习规划。
分别买6元、5元、4元的笔记本的组合方案
体验人工与计算机解决问题的过程
探究计算机解决问题的算法
了解计算机解决问题的程序
规划
进度安排
工具与方法
预期成果
组建团队，明确任务
设计方案，探究实施
形成作品，开展评价
思维导图，”头脑风暴”
搜索技术
数据构造方法
可视化设计报告
究
根据项目学习规划的安排，通过案例分析、文献阅读和网上资料搜索，开展“设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案”项目学习探究活动，如表所示：
探究活动
学习内容
知识技能
体验人工与计算机解决问题的过程
设计“分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案”问题分析。
人工解决问题的过程。
体验计算机解决问题的个过程。
计算机解决问题的过程。
探究计算机解决问题的算法
设计“分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案”问题的算法。
算法的概念与特征。
理解和概述算法的概念与特征。
运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。
算法描述方法。
了解计算机解决问题的程序
编写分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案”问题的程序。
计算机程序。
描述程序语言产生与发展的过程。
了解不同种类程序设计语言的特点。
程序设计语言的产生与发展。
实施项目学习各项探究活动，设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案。
在小组开展项目范例学习过程中，利用思维导图工具梳理小组成员在“头脑风暴”活动中的观点，建立观点结构图，运用多媒体创作工具（如演示文稿、在线编辑工具等），综合加工和表达，形成项目范例可视化学习成果，并通过各种分享平台发布，共享创造，分享快乐。
参考案例：”设计从A市到B市耗时最少的旅行路线方案”可视化报告
根据“项目活动评价表”，对项目范例的学习过程和学习成果在小组或班级上进行交流，开展项目学习活动评价。
How
to
cooperate
with
others
请欣赏：《盲人摸象》
谈谈他们要真正弄明白大象是什么样子，该怎么办？
这个故事对你有何启示？
“三个臭皮匠顶个诸葛亮。”每个人都有自己的智慧和长处，将这些智慧和长处集中起来，我们就能够更好地去认识和改造世界。
合作学习是指学生在小组或团队中为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。
合作学习的要求有哪些？
（1）共同的目标；
（2）小组成员要合理分工，明确自身角色（例如有小组长、记录员、汇报员等），自觉承担责任和义务，各尽其能；
（3）积极参与讨论问题；
（4）认真倾听他人发言；
（5）相互鼓励和支持；
（6）积极反思质疑；
同学们以3~6人组成一个小组，围绕本章项目学习活动的大主题“设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案”，根据自己感兴趣的问题，小组头脑风暴后确定项目选题，以小组为单位，填写《项目学习活动记录表》“项目选题”栏目。
项目选题
教材参考选题
1.设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案；
2.设计可以买最多笔记本的情况下，分别买6元、5元、4元多少本的方案；
3.根据花费的钱数为n时，设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案；
4.自拟...
小组依照项目要求，结合本组选题，制订本组项目规划方案，填写《项目学习活动记录表》“项目规划”栏目。
项目规划
编号
问题内容
工具与方法
1
用计算机求解”分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案“问题的过程是怎样的？
实践研究法
2
求解”分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案“的算法如何设计？怎样去描述这个算法？
文献查询
实践研究法
3
计算机程序怎样运行，程序语言有哪些？
网上信息查询
文献查阅
项目规划（思维导图）
小组依照项目范例，结合本组选题，制订本组项目规划方案，填写《项目学习活动记录表》“项目规划”。
方案交流
体验计算机解决问题的过程
在现实生活中，我们经常需要对数据进行统计、分析。当数据量不多时，我们可以采用人工方法来处理；然而，当数据量变多时，我们运用计算机来解决问题将是一种更高效、更便捷的方案。
3.1.1
人工解决问题的过程
买笔记本问题转化为求解方程：6x+5y+4z=50的正整数解
分
析
体验人工解决问题，用穷举法枚举6x+5y+4z=50的正整数解。
体
验
方案
x
y
z
合计
1
1
4
6
11
2
1
8
1
10
3
2
2
7
11
4
2
6
2
10
5
3
4
3
10
6
4
2
4
10
7
6
2
1
9
当花费的钱数为n时，6x+5y+4z=n
当数据量很大，人工处理效率很低时，我们可以借助计算机工具，通过编制计算机程序来解决问题。
探究活动
编制计算机程序解决问题需要经历哪些过程？请参考书本P46-47页了解。
问
题
3.1.2
计算机解决问题的过程
完成《项目活动记录表》中
活动1
知识技能
表里的“分析问题”相关内容。
项目实施
算法及其描述
算法是对解题过程的精确描述，且需要使用某种方法将其表示出来。
学习教材“3.2.1算法”，完成《项目活动记录表》“3.2算法及其描述”
知识技能”算法的定义
“、”算法的特征“。
项目实施
认识算法：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。
数据输入：一个算法有零个或多个输入；
确定性：算法执行的每一步必须有确切的定义，不可含混不清；
有穷性：一个算法在执行有穷步之后必须结束；
数据输出：一个算法有一个或多个输出，即最后的结果
可行性：算法中执行的任何计算步骤都可以被分解成基本的可执行的操作步骤，即每个基本步骤都可以在有限时间内完成。
01
02
03
04
05
探究活动
编制计算机程序解决问题需要经历哪些过程？请参考书本P46-47页了解。
问
题
3.1.2
计算机解决问题的过程
完成《项目活动记录表》中
活动1
知识技能
表里的“设计算法”相关内容。
项目实施
1．用自然语言描述算法：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。
3.2.2
算法的描述
t=0；
x=1；
y=1；
z=1；
如果满足式子6x+5y+4z=50，则购买的方案数加1（即t=t+1），并输出这种购买方案（即输出t、x、y、z的值）。
z=z+1；
如果z<=12则转⑤，否则继续⑧；
y=y+1；
如果y<=10则转④，否则继续⑩；
x=x+1；
如果x<=8则转③，否则继续?；
结束。
2．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，让人感到算法的流程描述清晰简洁。流程图的基本图形及其功能如下表所示。（例：教材图3-8）
图
形
名
称
功
能
开始/结束
表示算法的开始或结束
输入/输出
表示算法中变量的输入或输出
处理
表示算法中变量的计算与赋值
判断
表示算法中的条件判断
流程线
表示算法中的流向
连接点
表示算法中的转接
3.2.2
算法的描述
3．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。
t=0
for
x
in
range(1,50):
for
y
in
range(1,50):
for
z
in
range(1,50):
if
x
6+y
5+z
4==50:
{t=t+1；
输出解的个数t和三个整数x，y，z}
3.2.2
算法的描述
探究活动
完成《项目活动记录表》活动2“算法及其描述”
三种算法描述方法比较
项目实施
讨
论
分析归纳算法三种描述方法的优劣
探究活动
简化方程6x+5y+4z=50中变量x、y、z的筛选范围，设计并交流更加简介高效的算法。
项目交流
讨
论
算法三种描述方法的优劣对比
算法描述的方法
优势
不足
自然语言表示法
用人们日常所用的语言，比较容易掌握。
当算法中含有多分支或循环操作较多时很难清晰地表示出来，由于自然语言的歧义性，容易导致算法执行的不确定性。
流程图表示法
用程序框图来描述，流程描述清晰简洁。
所占篇幅较大，由于允许使用流程线，过于灵活，不受约束。
伪代码表示法
用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述，书写方便，格式紧凑，易于理解，便于向计算机程序设计语言过渡。
由于编程语言的种类繁多，伪代码的语句不容易规范，有时会产生误解。
算法是程序设计的核心，是程序设计的灵魂。算法的好坏，直接影响着程序的通用性和有效性，影响着问题解决的效率。恰当的算法描述更有利于编写程序
探究活动
这三种基本控制结构的主要作用是：
（1）顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。
（2）选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它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形式。
（3）循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。
讨
论
算法的三种基本控制结构
探究活动
使用三种基本控制结构的组合来描述算法，可以改善算法的清晰度，提高算法的可读性。
讨
论
试结合教材P50“图3-8
求整数解的流程图”，说明算法流程图描述是如何综合三种基本控制结构组合来表示的。
图1
顺序结构
图2
选择结构
图3
循环结构
探究活动
实
践
参考教材P51实践活动，探讨辗转相除法的算法描述
自然语言表示法
流程图表示法
伪代码表示法
示例
完成《项目活动记录表》活动2“算法及其描述”，用流程图描述欧几里得算法
项目实施
探究活动
实
践
辗转相除法的算法描述展评
自然语言表示法
流程图表示法
伪代码表示法
示例
①输入两个正整数m,n(m>n)；
②计算m除以n所得的余数r；
③m=n,n=r；
④若r＝0,则m,n的最大公约数等于m；否则转到步骤②；
⑤输出最大公约数m；
⑥结束。
m=input("m=")
n=input("n=")
if
m
<
n:
m,
n
=
n,
m
r
=
1
while
r
!=
0:
r
=
m%
n
m
=
n
n
=
r
print
m
请各项目学习小组对本小组所选的项目主题的问题解决设计一种算法，分别用自然语言和流程图的方法将算法表示出来并展评。完成《项目活动记录表》活动2：“算法及其描述”
小组项目成果“设计项目问题的算法”
项目实施
探究活动
编制计算机程序解决问题需要经历哪些过程？请参考书本P46-47页了解。
问
题
3.1.2
计算机解决问题的过程
完成《项目活动记录表》中
活动1
知识技能
表里的“编写程序”、“调试运行程序”相关内容。
项目实施
t=0
for
x
in
range(1,9):
for
y
in
range(1,11):
for
z
in
range(1,13):
if
x
6+y
5+z
4==50:
{t=t+1；
输出解的个数t和三个整数x，y，z}
根据花费的钱数为n时，设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案。
体
验
步骤1：启动PythonIDLE集成开发环境
步骤2：执行“file”菜单中的“open”命令，选择打开程序“根据花费的钱数为n时，设计分别可以买6元、5元、4元的笔记本的组合方案”问题的程序
步骤3：执行“run”菜单中的“run
module”命令
步骤4：观察程序运行结果
人工求解与计算机求解问题的方式的异同
探究活动
讨
论
完成《项目活动记录表》“3.1体验计算机解决问题的过程”人工解决与计算机解决问题方式的异同讨论记录“讨论
项目实施
求解问题的方式
相同点
不同点
人工求解问题
分析问题、设计算法、得出结果、验算结果
每次只能对特定的问题进行解答，运算速度慢，不需要借助计算机工具。
用计算机求解问题
编写程序、调试程序、运行速度快，通用性强。
计算机解决问题的过程：1．分析问题；2．确定算法；3．编写程序；4．调试程序。
人工处理问题效率非常低时，这时就需要通过计算机来解决，而计算机解决问题本质上就是计算机程序解决问题，我们用WORD文字处理工具处理文本，而WORD文字处理工具实质就是程序，但当我们的问题非常特殊，没有现成的计算机工具可以使用时，我们就需要编写程序来解决特定的问题。
项目实施
完成《项目活动记录表》“3.1体验计算机解决问题的过程”小组项目成果（学习小结）；
计算机程序与程序设计语言
探究活动
实
践
2019年7月20日IEEE
Spectrum
发布了第四届顶级编程语言交互排行榜前十位的高级语言依次分别是：Python、C、Java、C++、C#、R、JavaScript、PHP、Go、Assembly，请小组分工合作，通过网络搜索，分别找出它们诞生的时间，并完成时间线的制作。
探究活动
实
践
2019年7月20日IEEE
Spectrum
发布了第四届顶级编程语言交互排行榜前十位的高级语言依次分别是：Python、C、Java、C++、C#、R、JavaScript、PHP、Go、Assembly，请小组分工合作，通过网络搜索，分别找出它们诞生的时间，并完成时间线的制作。
Python（1991年）、C（1972年）、Java（1995年）、C++（1983年）、C#（2000年）、
R（1995年）、JavaScript（1992年）、PHP（1994）、Go（2007年）、Assembly（1951年）
1．计算机程序
在《计算机软件保护条例》中这样定义计算机的“程序”：指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。简而言之，计算机程序就是指计算机可以识别运行的指令集合。
3.3.1
计算机程序
2．计算机程序运行
运算器
（内）存储器
控制器
输入设备
输出设备
数据流
控制流
程序
数据
请
求
信
号
响应
信号
反
馈
信
号
操
作
指
令
响应
信号
请
求
信
号
取
数
存
数
地
址
指
令
1．计算机程序设计语言：计算机程序设计语言是指一组用来定义计算机程序的语法规则。
3.3.2
计算机程序设计语言
2．计算机程序设计语言的发展
（1）机器语言：
是由“0”和“1”这样的二进制代码指令组来表示。每一条机器指令包含两个主要部分：操作（指出计算机应做什么）和被操作的对象（指出处理的数据或它的地址），计算机能直接识别和执行。
（2）汇编语言：
使用了一种类似英文缩略词且带有助记性符号的语言，来替代一个特定的指令的二进制串，每条指令都和一条机器指令相对应。需要一个专门的语言翻译器，负责将程序中的每条语句都翻译成用二进制数表示的机器语言。
（3）高级语言：
接近于数学语言或人的自然语言，并且不再过度地倚赖某种特定的机器或环境，必须经过翻译器将其翻译成机器语言。
探究活动
实
践
完成《项目活动记录表》活动3：“程序与程序设计语言”
，表3-3-2：”三代计算机语言的优势与不足”。
语言类型
是否翻译（编译）
优势
不足
一
机器语言
否
能被计算机接受和执行，运算效率最高。
程序难以理解，程序设计任务繁重，移植性差。
二
汇编语言
是
针对计算机特定硬件而编制的汇编语言程序，比机器语言易于理解，效率仍十分高。
不能被计算机直接运行，移植性不好。
三
高级语言
是
接近于数学语言或人的自然语言，易于理解，移植性好。
不能被计算机直接运行。
程序设计
算法
程序
程序设计语言
探究活动
分别运行两段求两个大整数的最大公约数的程序，对比分析后，归纳：一个高质量的程序，应具备哪些条件？完成《项目活动记录表》活动3“程序与程序设计语言”
中的
“（4）实践归纳”。
体
验
#
gongyueshu1.py
a=input("a=")
b=input("b=")
if
a
<
b:
a,
b
=
b,
a
r
=
1
while
r
!=
0:
r
=
a
%
b
a
=
b
b
=
r
print
a
#gongyueshu2.py
m=9147485
n=5147480
for
i
in
range(n,1,-1):
if
(m%i==0)and(n%i==0):
print
i
break
高质量程序应具备以下条件：
1．便于检查、修正、移植和维护。
2．程序具有良好的结构，逻辑清晰、可读性强。
3．结果必须正确，且在精度和其他各方面均满足要求。
4．程序运行时间尽可能短，同时尽可能合理地使用内存。
探究活动
完成《项目活动记录表》活动3“程序与程序设计语言”
探究、实施、成果展示活动中的
“（5）拓展”表3-3-4，通过网络搜索相关知识，了解高级语言的编译过程和解释过程各有什么优势和不足。
交
流
语言种类
优势
不足
编译型语言
程序执行速度快，程序执行效率高，同等条件下对系统要求较低。
跨平台性差些。
解释型语言
不同系统平台间的兼容性高。
程序执行效率比较低。
活动评价
“综合得分”为：
“学生互评”为30％+“学生自评”为30％
+“教师评”为40％
项目及分值
评分标准与分值
得分
自评
互评
作品选题
20
准确把握项目学习的意义和目的。
5
选题切合实际、符合科学。
5
选题有应用价值、创新价值。
5
选题适宜解决、可行性高。
5
规划与分析
15
准确分析设计的目的。
5
准确分析方案的需求。
5
准确描述方案的功能。
5
工具与方法
10
合理使用数字化工具及资源。
5
围绕项目进行自主、协作学习。
5
步骤与过程
30
能完整经历计算机解决问题的过程
10
运用流程图描述算法
10
通过探讨和网络检索了解计算机程序和计算机语言
10
成果与报告
15
明确问题，设计出最优线路选择的合适算法
10
能运用三种常用方法之一描述项目问题的算法流程
10
报告内容完整，结构清晰，排版美观。
5
合计得分
100

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