粤教版(2019)高中信息技术必修一数据与计算第三章第 1 节体验计算机解决问题的过程

教学设计 教学内容 《体验计算机解决问题的过程》 对应教材 粤教版2019必修一数据与计算 授课年级 高一 课程学时 1学时 教材分析 本节课是高中信息技术粤教版(2019)必修一数据与计算第三章算法基础的开篇内容。教材通过引导学生体验计算机解决问题的过程，让学生理解计算机程序设计的基本概念和方法，为后续学习算法和编程奠定基础。教材内容注重理论与实践相结合，通过具体案例帮助学生理解抽象的概念。 学情分析 高中学生在数学课程中已经接触过一些算法的概念，但对于计算机如何解决问题的具体过程还比较陌生。他们具有一定的逻辑思维能力和问题解决能力，但在将实际问题转化为计算机可处理的形式方面还需要进一步培养和引导。 教学目标 1. 知识与技能目标 - 了解计算机解决问题的一般过程。 - 能够描述人工解决问题和计算机解决问题的异同。 2. 过程与方法目标 - 通过实际案例分析，经历计算机解决问题的过程。 - 培养学生运用计算机解决问题的思维方式和能力。 3. 情感态度与价值观目标 - 激发学生对计算机程序设计的兴趣和探索欲望。 - 培养学生的创新精神和合作意识。 核心素养 1. 计算思维：能够运用计算机科学领域的思想方法，界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据，通过判断、分析与综合各种信息资源，运用算法设计解决问题的方案。 2. 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。 3. 数字化学习与创新：能够认识数字化学习环境的优势，利用数字化学习资源与工具，有效地开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。 教学重难点 1. 教学重点 - 计算机解决问题的过程。 - 人工解决问题和计算机解决问题的比较。 2. 教学难点 - 理解计算机解决问题的逻辑和方法。 教学方法 1. 讲授法：讲解计算机解决问题的基本概念和过程。 2. 案例分析法：通过具体案例分析，引导学生理解计算机解决问题的过程。 3. 小组讨论法：组织学生进行小组讨论，比较人工解决问题和计算机解决问题的异同。 教学过程 （1） 导入（5 分钟） 教师：同学们，在生活中我们经常会遇到各种各样的问题需要解决。比如，我们要规划一次旅行，需要考虑路线、交通、住宿等诸多因素。那大家想想，如果让计算机来帮助我们规划旅行，它会怎么做呢？今天，我们就一起来体验计算机解决问题的过程。   （二）讲授新课（20 分钟） 1. 人工解决问题的过程（7 分钟） - 教师举例：比如计算一个班级学生的平均成绩。 - 讲解人工解决这个问题的步骤：收集成绩数据、求和、统计人数、计算平均值。 - 强调人工解决问题需要依靠人的思考和计算。 以下是一个人工解决问题的过程案例： 案例：寻找 1 - 100 中所有的素数 （1）分析问题 素数是一个大于 1 且除了 1 和它自身外，不能被其他自然数整除的数。我们需要从 1 到 100 这些数字中找出符合素数定义的数。 （2）设计方法 ①对于每个数字，从 2 开始到该数字的平方根依次进行除法运算。 ②如果该数字能被其中任何一个数整除，那么它就不是素数；如果不能被整除，那么它就是素数。 （3）执行过程 ①从数字 2 开始判断。 - 因为 2 除了能被 1 和它本身 2 整除外，不能被其他数整除，所以 2 是素数。 ②对于数字 3： - 从 2 开始判断，3 不能被 2 整除，且 3 的平方根约为 1.73，小于 2 的数不需要再判断，所以 3 是素数。 ③对于数字 4： - 2 能整除 4（4 ÷ 2 = 2），所以 4 不是素数。 ④对于数字 5： - 从 2 开始判断，2 不能整除 5，5 的平方根约为 2.24，只需要判断到 2，所以 5 是素数。 ⑤以此类推，对 6、7、8……100 这些数字都按照上述方法进行判断。 - 例如对于 9，因为 3 能整除 9（9 ÷ 3 = 3），所以 9 不是素数。 - 对于 11，从 2 开始到 3（因为 11 的平方根约为 3.32）依次判断，都不能整除 11，所以 11 是素数。 （4)得出结果 经过逐一判断，1 - 100 中的素数有：2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、59、61、67、71、73、79、83、89、97。 (5)总结归纳 在这个人工解决问题的过程中，我们通过明确问题（找出 1 - 100 中的素数），设计合理的判断方法（用除法和平方根限制判断范围），然后按照步骤对每个数字进行分析，最终得出了问题的答案。这个过程体现了人工解决问题时的逻辑思考和逐步操作的特点。 2. 计算机解决问题的过程（8 分钟） - 教师以同样的例子，讲解计算机解决问题的过程。 - 包括分析问题、确定算法、编写程序、调试运行等步骤。 - 通过简单的代码示例，让学生初步了解计算机程序的作用。 以下是一个体验计算机解决问题过程的案例： 案例：计算 1 到 100 的整数之和 （1）分析问题 我们要计算从 1 到 100 这 100 个整数的总和，即 1+2+3+...+99+100。 （2）设计算法 可以使用循环的算法来解决这个问题。 - 设定一个变量 sum 用于存储累加的和，初始值设为 0。 - 使用一个循环从 1 循环到 100，每次循环把当前的数字加到 sum 中。 (3)编写程序（以 Python 语言为例） python  复制 sum = 0 for i in range(1, 101):     sum = sum + i print("1 到 100 的整数之和为：", sum) (4)调试程序 ①在编程环境中输入上述代码。 ②运行程序，如果没有语法错误，程序会输出结果。 ③检查输出结果是否符合预期。在这个例子中，根据等差数列求和公式：(首项+末项)×项数÷2，即(1 + 100)×100÷2 = 5050，查看程序输出是否为 5050。 （5）运行程序 在编程环境中点击运行按钮或者在命令行中执行程序，程序会输出：1 到 100 的整数之和为：5050。 (6)总结归纳 计算机解决问题的过程： - 从实际问题（求 1 - 100 整数和）出发进行分析。 - 设计出合理的算法（利用循环累加）。 - 根据算法编写程序代码。 - 调试和运行程序得到最终结果。这有助于学生理解计算机解决问题的基本流程和方法。 3.  比较人工解决问题和计算机解决问题（5 分钟） - 组织学生小组讨论人工和计算机解决问题的异同。 - 请小组代表发言，教师总结。   （三）巩固练习（10 分钟） 1. 以下哪个不是计算机解决问题的步骤（  ） A. 分析问题  B. 主观猜测  C. 编写程序  D. 调试运行 2. 计算机解决问题的速度通常比人工（  ） A. 慢  B. 快  C. 一样  D. 不确定 3. 人工解决问题主要依靠（  ） A. 经验和知识  B. 程序代码  C. 计算机硬件  D. 网络资源 4. 计算机在解决问题时，不会出现（  ） A. 计算错误  B. 疲劳  C. 遗漏  D. 情绪影响 5. 对于复杂问题，（  ）的解决方式更有效。 A. 人工  B. 计算机  C. 人工和计算机结合  D. 无法确定   （四）总结（5 分钟） 教师引导学生回顾计算机解决问题的过程，以及与人工解决问题的比较，强调计算机解决问题的优势和局限性。   （五）作业布置（5 分钟） 1. 思考一个生活中的问题，尝试分析用计算机解决的步骤。 2. 查阅资料，了解一种计算机编程语言的基本特点。 板书设计 体验计算机解决问题的过程   1. 人工解决问题的过程 - 举例 - 步骤 2. 计算机解决问题的过程 - 举例 - 步骤 3. 比较 - 相同点 - 不同点 学习反思（教师课后自行填写） 通过本节课的教学，学生对计算机解决问题的过程有了初步的了解，但在理解算法和程序代码方面可能还存在一定的困难。在今后的教学中，可以增加更多的实例和实践操作，让学生更好地掌握计算机解决问题的方法。同时，要关注学生的个体差异，加强对学习困难学生的辅导。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$