2.1 问题与算法 教学设计 2024—2025学年清华大学版（2024）初中信息技术七年级上册

单元基本信息 单元教学主题 七上第二单元 算法及其实现 单元课时 8 项目情境 　　小清发现网络中的计算机应用软件虽然品种丰富，但却无法完美地解决类似于“给现场比赛自动计分”、“给汉字自动注音”等充满个性需求的问题。于是就和几位同学一起成立了“信息科技社团”，准备自行开发这些程序。但在实施过程中，遇到了如下一些问题。 （1）不知道选用哪种计算机程序语言来开发； （2）也不知道要用哪些算法才能实现； （3）更不清楚如何快速地实现开发； …… 假如你也是该社团的一员，请和小清一起，共同完成其中一项开发任务吧。 项目任务 加减法自动出题器 单元学习目标 1. 信息意识： (1)通过本项目的实践，理解算法的内涵，观察、探究、理解计算机程序运行的基本结构，感受计算机程序给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。 (2)了解计算机算法实现对信息社会发展的作用，具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识。 (3)在项目实践中主动学习互联网知识，增强数据保存、备份意识。 2. 计算思维： (1)通过对本项目功能的设计和实现，熟悉代码编写、调试流程和相关IDE的功能与应用。 (2)通过对本项目算法的（流程图）表示，掌握程序算法的设计方法，并能使用顺序、分支、循环三种基本控制结构来描述实施过程。 (3)通过程序设计中不同数据类型的处理和运算，掌握计算机程序中数据的使用、呈现和规范。 (4)通过程序设计中对如随机函数等内置函数或模块的学习使用，了解合理使用Python相关函数或模块的方法和技巧。 3. 数字化学习与创新： (1)通过学习，对本项目程序的功能进行延展，如现场比赛自动计分器功能菜单设计等，体会使用程序结构创建人性化人机交互，并优化代码。 (2)在程序设计过程中，通过学习，选择合适的Python IDE进行代码编写，能使用自定义函数进行功能封装，并能学会使用合适的函数或模块丰富程序功能，体会创新和可持续发展的重要性。 4.信息社会责任： (1)通过本项目的结果呈现，了解算法的优势及对知识产权保护的重要性，体会使用计算机程序优化人类生活、学习方式的重要意义。 (2)通过项目中功能模块的信息输入输出交互，明确信息科技活动中应遵循的价值观念、道德责任和行为准则。 整体设计 项目活动 对应教材中的课题 拟解决的项目问题 课时 项目筹备 单元前言 （与第1节合并） 筹备单元项目，确认开发的程序功能、项目实施规划与小组分工表 1 知识探究 第1节 问题与算法 描述“加减法自动出题器”的算法 第2节 人机的互动 为编写程序代码找到适用的计算机语言及其IDE 1 第3节 信息的处理 学会正确选择数据类型与表达加减运算算式 2 第4节 决策的实现 程序中分支流程的代码实现 1 第5节 循环的艺术 程序中循环流程的代码实现 1 第6节 指令的复用 程序代码的简化 1 第7节 算法的实践 用算法解决现实问题的基本步骤 1 整理展示 单元小结与练习 按照项目实施规划与小组分工表的要求，继续完成项目任务并开展交流评价 2（课外） 项目实施 项目筹备+知识探究 课时课题 第1节 问题与算法（第1课时，含单元项目规划筹备） 课时目标 1.能够基于单元项目情境并结合自身生活经历，提出并确认属于自己的项目内容 2.能够根据项目任务与实施条件来规划知识学习、实施步骤与预期成果，并设计出项目方案 3.能够基于实际情况成立项目小组，自行商议小组成员的角色与分工任务，并撰写出项目分工表 4.通过生活问题解决比对，了解算法的概念和特征，知道计算机解决问题的一般方法和步骤 5.通过算法实例学习，掌握算法描述的一般方法和特点，并能使用合适的方式进行表达。 教学准备 课本每生一本、纸笔、教学PPT等。 基本流程 具体导学过程 意图说明 1、 教学导入 由“有没有想用计算机程序解决的问题”导入，要求学生浏览单元项目范例，并协同小清一起开发。 2、 新课导学 1.筹备单元项目 (1)师生分析问题项目的基本功能需求，并按兴趣分组。 提问1：项目一般要具备哪些基本功能？ 提问2：你准备开发的项目还有哪些特点？ ——邀请学生先回答，再根据兴趣进行分组。 (2)师生共同分析相关知识的需求 引出本单元教学主题“算法及其实现”，探讨知识学习的具体需求： ①学习如何表示程序运行流程——方便同组进行程序设计实现的交流 ②学习程序算法实现的计算机语言——了解程序设计工具 ③学习计算机语言编写的相关知识、规范——了解程序设计的语法 ④学习与计算机程序设计编写的其余知识 (3)教师分析相关知识的获取途径  ①程序设计语言和算法流程———第1节 问题与算法  ②程序设计编写实现与语法———第2-7节（人机的互动 、信息的处理 、决策的实现、循环的艺术、指令的复用、算法的实践）  ③其它方面——————————书籍、技术网站等 (4)教师预估项目时间需求：7-9课时 2.探索《第1节 问题与算法》 (1)教师布置本节课学习任务  了解程序设计的基本理念和算法表示，来为项目程序作知识储备。 (2)教师引领学生按照认知规律去学习相关内容 ①什么是算法——概念 ②算法有哪些基本特征——算法的特征 ③如何表示算法——算法的描述（流程图） ④…… (3)教师布置阅读“生活中的问题与算法”任务并要求进行梳理  ①自主阅读：书本P42-45。  ②知识梳理：A.在生活中为指导他人解决问题或执行任务，设计者通常使用表格、文字及图示等容易理解的方式来进行表述，并且尽可能地将相关指令表达完整、清晰，避免出现误解。 B.算法是： 。 (4)教师布置阅读“算法特征及设计描述”任务并要求进行梳理 ①自主阅读：书本P45-49。 ②知识梳理：A.特征是辨识事物的重要依据，算法的特征有 、 、 、 、 。 B.算法的描述常用的有 、 、 等三种。 C.流程图中表示处理框和判断框的符号分别是 和 。 (5)教师引领学生将知识技能内化为能力  ①学会分析:使用流程图描述求解一个数的绝对值的算法？ ②分析提示：在数学中如何表示一个数的绝对值？ ③实践任务：使用draw.io流程图软件绘制相关流程图。 （6）教师引领指导draw.io流程图软件的基本使用方法。 ——对学生的实践成果进行展示交流。 （7）教师促使学生形成学会数字化表达很重要的观念 ——在绘制流程图时，你选择纸笔、还是计算机软件？两种方式各有什么优缺点？ 三、习题测试 1.下列选项中，体现了算法“有穷性”特征的是（ ） A一个算法有零个或多个输入 B.一个算法至少产生一个输出 C.算法的每一个步骤必须有确切的含义 D一个算法的步骤定义必须是有限的，并且必须保证执行有限步之后结束 2.下面是“求两个数中较大的数”的流程图，请将缺失部分补充完整 四、小结回顾 请同学按照下列提示进行总结回顾： 1.学到了哪些知识与技能？ 2.提升了哪些方面的能力？ 3.形成了什么观点？ 五、布置作业 请各小组对项目探究的阶段成果进行整理并提交，整理内容： 1.项目的主要功能、项目方案与小组分工表 2.项目程序的算法描述表示 3.小组展示算法描述内容 对生活问题解决的目标与条件进行约束 知识探究 学科网（北京）股份有限公司 $$