2.3 算法与问题解决-用算法解决问题的过程 教学设计 2023—2024学年浙教版（2019）高中信息技术（2019）必修1

2.3《算法与问题解决-用算法解决问题的过程》教学设计 教材内容:2.3用算法解决问题的过程 教材分析 “用算法解决问题的过程”是浙教版(2019)信息技术教材必修 1的第二章《算法与问题解决》的第三节内容，其中包括抽象与建模、设计算法、描述算法等内容。通过分析抽象与建模、设计算法、描述算法的含义，让学生掌握抽象与建模、设计算法、描述算法三个步骤，同时能细化到每个步骤具体需要做什么，以及灵活运用。本节内容属于信息技术的基础理论，是在熟悉算法的概念和描述方式的基础上的深入学习。主要让学生掌握抽象建模的方法并解决实际问题。 适应的课程标准: 1.6 从生活实例出发，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。 课程标准和教学目标 教学目标: 初步掌握从实际项目中界定问题、对问题进行抽象与建模的方法。 能基于问题求解模型，分析计算过程中的数据、运算特点，针对求解目标开展算法设计。能根据问题求解过程中数据和运算的特点。 选择合适的控制结构来正确地设计、描述算法。 指向的核心素养: 信息意识:能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息。 计算思维:针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题:能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。 学习环境:有教学控制软件的多媒体机房，装有 MS 软件和班级讨论区。 建议课时:1 课时 教学重难点： 本节内容属于信息技术的基础理论，是在熟悉算法的概念和描述方式的基础上的深入学习。主要让学生掌握抽象建模的方法并解决实际问题。 教学重点: 理解三个过程，抽象与建模→设计算法→描述算法 教学难点:能根据问题设计出解决问题的算法 环节 教学过程 设计意图 情景导入 通过一个肥胖视频，引起学生对运动的重视，接着在PPT 上展示多个常见手机计步器的 LOGO，和学生一起玩"猜猜我是谁”游戏，看学生能认出几个，从而说明现在手机计步器软件变得越来越流行了。人们可以不用另外购买计步器，通过手机软件就可以进行计步，平时运动起来很方便，一边手机听歌，一边计步。由于竞争激烈，现在的手机计步器 APP不仅具有计步功能，还设置了各种奖励机制来鼓励用户多运动，多使用 APP。今天我们就来研究“动动有奖”APP 的奖励机制,并为此设计相关算法。 通过展示漂亮的 L0GO 图片和简单的游戏，引起学生的注意，认识到手机计步器 APP的优点和流行程度，从而激发学生解决“动动有奖”算法问题的兴趣。 学 生活 动（1） 教师在 PPT 上展示“动动有奖”APP系统界面和奖励规则，并给出项目任务根据学生每天走路的步数，统计 n天过去以后，该用户总共领取的奖金总数。抽象与建模请学生分步骤思考以下问题: 1. 提炼核心要素 (1)本问题的己知数据有哪些? 走路的总天数，每天走路的步数，每天是否成功领取前一天奖金的标记。 (2)如何存储这些已知数据?使用变量 n表示总天数，变量 Xi表示第 i天走路的步数，变量 Fi表示第 1天是否成功领取前一天奖金，1和 0分别表示成功领取和未领取。 (3)本问题的求解目标是什么?统计 n天过去以后，该用户总共领取的奖金总数，可以用变量 total表示。 2. 建立计算模型(1)如何计算第 i天的奖金 Si?第 i天领取的奖金与前一天走路的步数有关，也与连续成功领奖的天数有关。每天走路的前 1000 步奖励 0.3 金，之后每 2000步奖励0.1 金(不足 2000 步没有奖励)，每天最高奖励不超过 3金。使用数学表达式可写成; 如果连续 3天领奖成功，从第 4天起走路奖金翻 1倍(乘以 2),每天最高奖励不超过 6金。使用数学表达式可写成; (乘以 2),每天最高奖励不超过 6金。使用数学表达式可写成; (2)如何计算 n天过去以后，该用户总共领取的奖金总数?根据 n组数据，累计每天的奖金 Si。使用数学表达式可写成: 说明:为验证模型的正确性，可提供少量测试数据代入模型，计算结果。 通过引导学生按步骤分析问题，体验提炼核心要素和建立计算模型的过程，掌握获取已知条件和求解目标的方法，学会使用数学表达式来建立计算模型，逐步培养抽象与建模的能力。通过代入测试数据，强化学生对计算模型的理解，以使设计出正确的算法 学 生活 动（2） 设计算法有了计算模型后，就可以遵循算法的特征，围绕算法的要素设计算法。请学生分步骤思考以下问题: 1.对数据处理的过程一般分为哪几个步骤? ①输入数据。 ②处理数据 ③输出处理结果。 2.本问题的输入数据有哪些?本问题需要输入的数据有走路的总天数 n以及 n组Xi和 Fi 的值。3.可以使用哪种算法控制结构来处理这些输入的数据?因为每天处理数据的规律是相同的，所以可以使用循环结构来处理数据，每执