4.1算法及其特征（教案）-高一信息技术同步教材配套教案+课件（教科版2019必修1）

教学单元 认识数据 教学主题 算法及其特征 教学目标 知识与技能 · 能够合理并综合运用三种类型的流程图 · 能够将算法、流程图进行互相转换 · 能够通过流程图解决实际问题 过程与方法 · 通过讲授时的活动练习和探究任务，提高综合运用算法、流程图实现程序设计的能力。 情感态度价值观 · 能够从实际生活中、其他学科中感知到算法和流程图的实际价值。 核心素养培养 通过选择排序算法将算法、流程图和程序设计结合起来，奠定高级算法基础和高阶信息素养。 教学内容 算法；选择排序算法与数组数据类型；枚举算法 教学媒体 电子白板、PPT 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 旧知复习 将流程图转换为算法 【问题】 该流程图的目的是什么？ 1.输入变量a、b的值。 2.比较a和b。如果a>b，则a存入以max命名的存储单元中；否则，b存入max。 3.输出结果max。 回答问题：比较a与b的大小，并输出最大值。 让学生通过观察流程图，图形化语言的内容转化为中文的思维流程，使其回忆选择结构流程图的使用过程和结果。 课堂讲授 【知识点一、算法】 软件开发社团要招募新成员，报名的同学要经过面试才能加入。第一关面试题是： “一个房间有3盏灯，房间外有3个开关分别控制这3盏灯。在只允许进房间一次的情况下，如何判断哪个开关控制哪盏灯？ 【任务分析】 灯的属性： 1、亮与不亮； 2、热与不热； 灯亮推出开关的控制 灯热推出灯曾经亮过。 其步骤为： · 首先开1号、2号两个开关； · 2分钟后关闭1号开关； · 进房间，显然亮着的灯由2号开关控制； · 接下来摸一下另外两盏不亮的灯，发热的灯肯定由1号开关控制； · 最后确定3号开关控制的灯。 思考并依据教师提示和任务要求，探究完成步骤分析。 经过梳理算法步骤，将其转化为流程图。 首先，学生依据任务分析探究完成算法的实现，理解算法的功能和价值，然后将算法转化为流程图，使其深度理解算法和流程图的区别于练习，并能够综合运用算法和流程图。 最后由学生和教师共同归纳总结算法的内涵和特征，培养其结论的推理能力。 2、算法 从某种意义上说，算法也是一种数学模型。一般而言，问题求解的第一步是数学建模。用数学语言描述实际现象，将现实世界的问题抽象成数学模型，就可能发现问题的本质并判定其能否求解，继而找到求解该问题的方法和算法。 3、算法的重要特征 · 有穷性 . 算法必须能在执行有限个步骤之后终止。 · 确切性 . 算法中的每一次运算都有明确的定义，具有无二义性，并且可以通过计算得到唯一的结果。 · 输入项 . 一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身给出了初始条件。 · 输出项 . 算法一定要有输出。任何算法都不能"无功而返"。 · 可行性 . 算法中执行的任何计算都可以在有限时间内完成（也称为有效性）。算法中的运算都必须是可以实现的。 认真思考并记录笔记。 【知识点二、选择排序算法与数组数据类型】 选择排序算法是常用的一种排序思维。 播放【选择排序】视频，让学生观看视频并思考其原理。 1、选择排序算法 · 内涵 选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，所以称为：选择排序。 · 原理（或算法） 设第一个元素为比较元素，依次和后面的元素比较 比较完所有元素找到最小的元素，将它和第一个元素互换 重复上述操作，我们找出第二小的元素和第二个位置的元素互换 以此类推找出剩余最小元素将它换到前面，即完成排序 观看视频并思考总结内涵和原理。 自主书写算法过程。 遇到疑难需要向教师提出。 根据教师引导完成提问中的内容并理解数组实例的排序过程。 阅读题目。 认真思考并记录笔记。 根据代码执行结果深度理解数组的原理和表示方式。 学生依据教师提示逐步完成流程图。 程序代码： A = [4,5,6,3,2,1] #print(len(A)) #len(A):返回数组A的长度，可通过print(len(A))来看一下结果 for i in range(len(A)): min_idx = i #设min_idx为A数组的初始位置，即A[min_idx]=64 for j in range(i+1, len(A)): #执行循环，进行两个数的比较，将最小值的序号赋值为min_idx if A[min_idx] > A[j]: min_idx = j A[i], A[min_idx] = A[min_