2.1 算法的概念及描述第一课时（教学设计）-2025-2026学年浙教版高中信息技术必修一

算法的概念及描述（第一课时）教学设计 教学目标 算法的概念及描述（第一课时） 教材内容： 2.1算法的概念及描述 教学目标： · 能从生活案例中识别算法 · 能分析算法的五大特征 · 能使用思维导图梳理算法特征 · 理解算法对效率提升的意义 指向的核心素养： · 信息意识：感知算法在生活中的普遍存在，理解算法对效率提升的意义。 · 计算思维：掌握算法的基本特征（有穷性、可行性、确定性、输入输出）及要素（数据、运算、控制转移）。 · 数字化学习与创新：能使用思维导图归纳算法的特征，提升知识结构化能力。 · 信息社会责任：认识算法的社会价值，如自动化设备如何提升生活便利性。 教学重难点： · 重点：算法的定义、特征及要素。 · 难点：理解算法的“控制转移”（逻辑结构），区分可行与不可行的算法案例。 学习环境：有教学控制软件的多媒体机房 建议课时：1课时 教学活动设计 教学环节 教学过程 设计意图 新课导入 · 提问：“新学期开学，为什么每个新生都能顺利完成报到？” · 展示：“高一新生报到流程”示意图，提问：这个流程是否是一个算法？为什么？ · 归纳：算法就是解决问题的步骤集合。 通过生活实例激发兴趣，引导学生思考“算法”的本质 新知探究 算法的定义 · 任务一：阅读课本P38-39，完成表格（古代算法、广义算法、计算机领域算法）。 算法的演变 内涵 举例 古代算法 广义算法 计算机科学领域“算法” 通过自主阅读和表格归纳，理解算法的演变与内涵 示例：  古代算法：更相减损术（数学运算）。  广义算法：烹饪步骤、旅游攻略。  计算机算法：导航路径规划、大数据搜索。 · 提问：计算机算法与其他算法的区别？（强调“计算机可执行”“有限步骤”）。 算法特征探究——小组讨论+案例辨析案例探究 · 特征1：有穷性 一个算法的处理步骤必须是有限的。无论具体需要执行的操作步骤有多少，这个数量必须是确定的。 案例对比：  可行：“计算斐波那契数列前n项”（步骤有限）。  不可行：“计算所有斐波那契数列”（无限循环）。 · 特征2：可行性 一个算法中的每一步操作与要求都应该是算法执行者（人或机器）可以实施的，同时在现实环境中能做到并且能在有限的时间内完成。 小组讨论：哪些算法不可行？ 如：1.“建造一个完全精确的地球大气系统模拟模型，以预测100年后的天气”（技术限制）。 2.计算并存储第10亿个斐波那契的精确值 · 特征3：确定性 算法中对于每个步骤的执行描述必须是明确的。 对比：“取区间中点” vs “取[100,200]的中点”（明确性差异）。 · 特征4/5：输入与输出 算法中可以没有数据输入，也可以有多个数据输入 算法必须包含至少一个输出，以告诉外界问题求解的结果 · 问题与讨论 为防止用户账户被盗，在用户登录账户时，有些信息系统会限制用户尝试输入密码的次数（如图)，一旦超出限定的次数，系统就会禁止输入并要求进行注册账户验证。下面为某系统验证用户输入密码正确与否的算法： ①密码输入错误次数初始化为零。 ②接受用户输入的密码。 ③将用户输入的密码与原来设置的密码比较，若相同则转⑦， 否则转④ ④密码输入错误次数增加1。 ⑤若密码输入错误次数少于5，输出信息“密码错误，请再次 输入密码！”，然后转⑥；否则，输出信息“密码输入错误已 达5次，请通过注册邮箱找回密码”，然后转⑧。 ⑥接受用户输入的密码，然后转③。 ⑦密码正确，进入系统。 ⑧密码验证算法结束。 请结合上述算法，谈谈算法的特征在其中的具体体现。比如，该算法体现了“可行性”特征，因为算法中的“判断密码正确性”“密码输入错误次数统计”等处理都是现实中确实可以实现的。 通过案例分析深化对算法特征的理解，培养计算思维。 算法要素分析——联系生活实例 · 要素1：数据 用算法解决问题时，必须明确参与运算的初始数据、运算时产生的中间数据以及代表问题解决的结果数据 提问：洗衣机洗衣涉及哪些数据？（水量、时间、漂洗次数）。 · 要素2：运算 在对数据进行运算时，必须明确每一步的运算是什么、对哪数据进行运算。 思考：洗衣机如何判断“水量是否达到50升”？ 洗涤时间的计时 漂洗次数的统计 判断加水是否到达50升 · 要素3：控制转移 在算法执行过程中，有时需要根据数据或运算结果的特点进行不同的处理，这时就需要运用控制转移来执行不同的操作。 思考：全自动洗衣机洗衣过程中，涉及了哪些控制转移？ 1.在洗衣机控制算法的进水过程中，如果水量达到50升则关闭进水阀，否则不关闭进水阀，采用分支结构的控制转移。 2.漂洗过程中，当漂洗次数未达到2次时，需要继续加水到50升，然后重复原来的漂洗处理，采用了需要实现重复执行的控制转移称为循环结构 结合洗衣机、空调等自动化设备，理解算法的核心要素。 问题与讨论 很多设备的“自动”功能，都是内部算法控制的结果。比如，在夏天把空调温度设定在26℃（如图所示），每当空调内部的温度传感器测得室内温度小于或等于26℃时，算法就会“告诉”空调已经到达目标温度，可以暂停工作，空调就会“自动”暂时关闭压缩机的运行。这样，既确保了室内温度，又实现了节能环保。 还有很多设备用算法来帮助设备实现自动化。与同学讨论交流，哪些设备采用算法实现了自动化？并尝试说出这些设备实现自动化控制的算法。 讨论交流，联系实践生活，加深对知识的理解 小结 请同学用1分钟回顾本次课的内容，请同学代表进行分享 结构化总结：知识树可视化呈现知识脉络，帮助学生形成系统认知 教学反思 成功点：案例贴近生活，学生能快速理解算法的普遍性。 改进点：可增加简单编程演示（如流程图），直观展示控制转移。 算法的概念 定义 有序执行的、无歧义的、有限步骤的集合 特征 有穷性 要素 数据 可行性 确定性 0个或多个输入 1个或多个输出 运算 控制转移 学科网（北京）股份有限公司 $