内容正文:
算法的概念及描述(第二课时)教学设计
教学目标
算法的概念及描述(第二课时)
教材内容: 2.1算法的概念及描述
教学目标:
· 掌握算法的四种描述方法(自然语言、流程图、伪代码、程序设计语言)及其适用场景。
· 能根据实际问题选择合适的工具描述算法(如用流程图表示分支结构)。
· 通过“停车场车位探测”案例贯穿教学,培养用不同方法描述同一算法的计算思维。
指向的核心素养:
· 信息意识:理解不同描述方式的信息传递特点
· 计算思维:掌握四种描述方法及适用场景
· 数字化学习与创新:能选择合适工具进行算法表达
教学重难点:
· 重点: 四种算法描述方法的特点及适用场景;流程图的基本符号及伪代码的书写规范。
· 难点: 伪代码与程序设计语言的区别;根据实际问题选择合适的描述方法并准确表达。
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
问题1:为什么需要描述算法?
· “作曲家写乐谱 → 钢琴家演奏”
· “算法设计者描述算法 → 计算机/人执行”
问题2:你设计了一个‘班级值日安排算法’,如何让同学理解并执行?
从生活实例出发,引发兴趣,明确算法描述是“设计→执行”的桥梁。
新知探究
常见的算法描述方法
1.概念:设计出一个解决问题的算法,也需要用能被算法执行者理解的形式加以呈现,才能被算法执行者理解并执行。算法的这种呈现就称为算法的描述。
2.常见的算法描述方式有:
· 自然语言
· 流程图
· 伪代码
· 计算机程序设计语言
让学生初步了解算法描述的常见方式名称,为后续深入学习具体方法奠定基础。
四种描述方法探究
采用“案例贯穿法”——以“停车场车位探测算法”为例
···停车场车位探测中的算法
某停车场每个车位的上方都装有传感器(车位探测器)、前方装有车位指示灯(空车位显示绿色,否则显示红色),如图所示。车位上方的传感器探测下方的车位是否为空,然后根据探测结果控制车位指示灯的颜色并向区域控制器发送该车位的状态信息(“空车位”或“非空车位”)。
为了根据传感器的探测结果进行相应处理,可以将传感器回传的数据作为输入数据,控制设备就可以根据该输入数据,控制车位指示灯的颜色并向区域控制器输出该车位的状态信息。
分析:传感器每隔一段时间对车位进行探测,在某个时刻,若传感器测得结果为空车位,则将指示灯设置为绿色,同时向区域控制器输出“空车位”的信息;否则,将指示灯设置为红色,同时向区域控制器输出“非空车位”的信息。
将传感器回传的数据作为输入数据并进行数字化设定,若测得空车位,则用输入数值1表示,否则用输入数值0表示。因为该数据会发生改变,所以用变量flag保存该输入数据。
根据上述分析,某个时刻对车位进行数据处理的任务可以界定为以下问题:
输入flag的值,根据flag的值设置车位上方指示灯的颜色,并输出车位状态(“空车位”或“非空车位”)。
小组探究:分为4个小组,自主学习课本42-46页的四种描述方法,并描述“停车场车位探测算法”,并分别展示交流成果。要求如下:
第一小组的同学用自然语言描述算法
第二小组的同学用流程图描述算法
第三小组的同学用伪代码描述算法
第四小组的同学用计算机程序设计语言描述算法
通过案例统一情境,对比四种方法的特点;分组任务培养自主探究与协作能力,强化计算思维。
方法对比
- 用表格对比四种方法的优缺点。
算法描述方式
优点
不足
自然语言
流程图
伪代码
计算机程序设计语言
- 强调关键区别:
- 伪代码的灵活性 vs 程序语言的严格语法
- 流程图的直观性 vs 自然语言的歧义性
通过归纳对比,帮助学生理解方法选择的实际意义,提升信息意识。
巩固练习
思考与练习
①继续高热烧饭
②变为低热保温
即时检测学习效果,联系生活应用。
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
课后思考
某智能停车场车位引导系统中,通过一个区域控制器来统计、显示该区域空车位情况。当该区域控制器接收到每个车位发送的状态信息(“空车位”或“非空车位”)后,它会统计该区域当前的空车位总数,并将该信息通过引导屏呈现在停车库入口处(如图),引导驾驶员有方向地寻找空车位。
1.与同学讨论,该区域控制器可用怎样的算法来解决空车位的统计和显示问题?
2.与同学一起讨论,是否可以设计出除本节介绍的四种算法描述方式之外的其他方式?并将第1题的算法用自己设计的方式加以描述。
升华课堂内容,布置拓展性任务促进知识迁移。
教学反思
案例贯穿法:以“停车场车位探测”为统一情境,避免知识碎片化
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