2.2 算法的概念及描述（教学设计）-高中信息技术人教中图版（2019）必修1 数据与计算第2章 算法与程序实现

教学设计 课程基本信息 学科 信息技术 年级 高一 学期 秋季 课题 算法的概念及描述 教学目标 1. 能够从生活实例出发，概述算法的概念及特征，理解算法在解决问题过程中的作用。 2. 掌握算法的三种描述方法及三种基本控制结构。 3. 能够根据问题选用恰当的描述方法和控制结构表示出算法。。 教学重难点 教学重点： 1. 算法的三种描述方法和三种基本控制结构。 2. 根据具体问题选用恰当的方法描述出算法。 教学难点： 能够根据问题选用恰当的描述方法和控制结构表示出算法。 教学过程 （一）复习旧知，导入新课 问：计算机解决问题的过程是什么？ 分析问题—设计方案—编写调试—解决问题，指出其中第二步设计方案是编写调试的前提，而算法是计算机编程的核心，引出课题。 设计意图：复习上一节，和本节内容衔接起来，并让学生了解到本节内容在本章的重要性； （2） 展示目标，明确重点 1.能够描述算法及其特征，理解算法在问题解决过程中的作用。 2.掌握算法的三种描述方法（自然语言、流程图、伪代码）。 3.了解算法的三种基本控制结构（顺序结构、选择结构、循环结构）。 4.能够根据问题选用恰当的描述方法和控制结构表示出算法。 （三）播放视频，激发兴趣 通过观看视频，问：日常生活中有没有算法？ 让学生明白了不只是计算机编程要用到算法，而生活当中很多事情和算法都息息相关。 设计意图：让学生对算法有了初步的认识，了解算法在计算机编程中的重要作用，即使日常生活也离不开算法，激发学生对算法有了浓厚的学习兴趣。 （四）任务探究，导学达标 1、算法的概念及特征 算法是为解决一类特定问题而采取的确定的、有限的步骤。它描述出某类问题求解的方法和过程，在整个问题解决过程中起着重要的作用。 在计算机领域，算法作为一个精心设计的运算系列，描述了计算机如何将输入转化为输出的过程。 任务一、 问题1 判断2x2+3x+6=0是否有实数根？ 问题2 输入长方形的长a，宽b，求长方形的面积？ 大家说出以上两个问题如何求解？让同学们按照自己的思路说出解题步骤，教师点拨，即为算法。 结合问题1和问题2的算法师生共同讨论分析得出算法的特征： （1）有输入 ( 0个或者多个 ) （2）有输出 ( 1个或者多个 ) （3）有穷性 ( 总步骤：有限 ) （4）可行性 (每一步：可以执行) （5）确定性 (每一步：明确 ，无歧义) 设计意图：学生通过问题一和问题二的亲自探究掌握了算法的特征，并对算法的概念有了更清楚的认识。 2、描述算法 描述算法就是将解决问题的步骤，用一种可理解的形式表示出来。常用的描述算法的方法有自然语言、流程图和伪代码等。 （1） 用自然语言描述 自然语言指人们日常所用的语言。用自然语言描述算法就是使用人们能读懂的简短语句对算法的步骤进行描述。 任务一——用自然语言描述 展示任务一问题1和问题2的解题步骤，即为自然语言描述。 任务二——用自然语言描述 在上节课我们体验了红灯变绿灯的解决过程，那么现在我们想在交通信号灯下方增加一个15S的倒计时器，用来提示过往的行人和车辆。如何将“倒计时15S”用算法描述出来？要求：各小组成员团结协作，讨论探究完成任务。 用自然语言描述如下： 步骤1：将计数器t设为15； 步骤2：如果t大于或等于1执行步骤3，否则倒计时结束； 步骤3：输出t，并保持显示1s，然后清除显示； 步骤4：将t的值减1,跳转至步骤2； 设计意图：本任务是教材上的案例，学生结合教材讨论加深理解自然语言描述的方法，并培养了学生的计算思维。 （2） 用流程图描述： 流程图是一种常用的表示算法的图形化工具，很适合初学者使用。 学生熟悉流程图的基本图形及其功能，师生共同完成问题1判断2x2+3x+6=0是否有实数根的流程图描述。 任务一——用流程图描述 学生自主完成问题2输入长方形的长a，宽b，求长方形的面积的流程图描述。 设计意图：考察学生对流程图符号及其功能的掌握程度及灵活应用的能力。 任务二——用流程图描述 如何将“倒计时15S”用流程图描述出来？要求：各小组成员协作交流，共同探究完成任务。 设计意图：学生结合教材讨论进一步理解流程图描述的方法，培养了学生自主探究的学习能力，并巩固了学生对流程图符号及其功能的使用。 分别展示任务一和任务二的流程图，师生共同分析其结构，引导出三种基本控制结构。 ① 顺序结构：顺序结构的程序设计是最简单的，只要按照解决问题的顺序写出相应的 语句就行，它的执行顺序是自上而下，依次执行。 ② 选择结构：又叫分支结构，表示程序的处理步骤出现了分支，需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。 ③ 循环结构：表示程序反复执行某个或某些操作，直到判断条件为假（或为真）时才可终止循环。 设计意图：通过启发示教学，让学生明白任何复杂的算法都可以用这三种基本控制结构组合来表示；且学生能够根据问题选用恰当的描述方法和控制结构设计合理算法来解决问题。 （3） 用伪代码描述 用伪代码描述算法就是采用一种类似于程序设计语言的代码来表示算法。伪代码没有固 定的、严格的语法规则，只要定义合理，没有矛盾即可。 任务一——用伪代码描述 展示任务二“倒计时15S”用伪代码描述的算法。 设计意图：对还没接触过程序设计语言的学生来说，伪代码描述存在一定难度，所以将这部分内容展示出来，让学生明白什么是伪代码描述算法即可。 任务三 结合任务二的自然语言、流程图及伪代码描述，讨论这三种描述方法的优势和不足，完成下面的表格。 算法描述 优势 不足 自然语言 容易掌握 歧义性 流程图 清晰、简洁 篇幅长 伪代码 易于理解、便于代码实现 不规范 设计意图：学生对算法三种描述方法有了更全面的了解，可以根据生活中的问题选择合适的算法描述。 （四）课堂练习，巩固新知 播放视频“韩信点兵”，将视频中提出的问题用流程图描述。小组共同探究，讨论完成。 设计意图：通过这个任务的设计，首先播放视频激发了学生浓烈的学习兴趣，更重要的是对流程图算法描述理解的更加透彻，即培养了学生日常学习生活中用算法解决问题的意识，同时也提高学生的计算思维及自主探究的学习能力。 （5） 归纳总结，完成建构 师生共同总结本节课的主要学习内容。最后教师强调：算法是程序设计的核心，算法描述要完整，步骤要清晰，符合算法的特征，才是有效解决问题的关键。 设计意图：归纳总结，让学生形成完整的知识建构，明确本节学习内容。 学科网（北京）股份有限公司 $$