2.1 计算机解决问题的过程导学案-2025-2026学年教科版高中信息技术必修一

2.1 计算机解决问题的过程 导学案 【学习主题】计算机解决问题的过程——从“最强大脑”游戏学算法思维 【学习时间】 班级：_________ 姓名：_________ 日期：_________ 【学习目标】 核心素养 学习目标 信息意识 能够主动识别信息需求，理解数据在问题解决中的价值；感受人工解决问题与计算机解决问题的差异 计算思维 掌握计算机解决问题的四个步骤；理解算法的概念与特征；能用自然语言和流程图描述算法；理解三种基本结构 数字化学习与创新 熟练使用流程图绘制工具进行数字化表达；能在Python环境中调试运行程序 信息社会责任 理解算法思维在解决实际问题中的价值，培养严谨的逻辑思维习惯；在小组协作中培养团队合作精神 【学习重难点】 类型 内容 学习重点 计算机解决问题的四个步骤；算法的概念；用自然语言和流程图描述算法 学习难点 流程图的规范绘制；三种基本结构的理解与应用 【课前预习区】 一、自主阅读 阅读教材P18-23，思考以下问题： · 什么是算法？算法有哪些特征？ · 描述算法的方法有哪些？各有什么优缺点？ · 算法的三种基本结构是什么？ 二、课前微体验 游戏体验任务： 请在家中用电脑运行“最强大脑游戏.py”程序（或观看教师发布的演示视频），体验游戏过程，并记录： 游戏的规则是什么？______________________________ 游戏是如何判断玩家回答正确与否的？______________________________ 你认为计算机是如何实现这个游戏的？______________________________ 三、预学自测 1.算法是指（ ） A. 数学公式 B. 解决问题的方法和步骤 C. 计算机程序 D. 编程语言 2.以下哪个不是算法的特征？（ ） A. 有穷性 B. 确定性 C. 无限循环 D. 有输入和输出 3.流程图中表示判断的图形符号是（ ） A. 椭圆形 B. 矩形 C. 菱形 D. 平行四边形 【课中探究区】 情境导入 【游戏体验】“最强大脑”挑战赛 游戏规则：用10秒记忆10个物品及其编号（0苹果、1香蕉、2橙子……9复活节），之后回答5个随机物品的编号。 · 我答对了_____题 · 我认为人脑记忆的局限是：______________________________ · 我认为计算机可以这样实现这个游戏：______________________________ 探究任务一：分析问题——明确计算机解决问题的步骤 【问题引导】 如果要让计算机来玩“最强大脑”游戏，计算机需要知道什么？需要做什么？ 【思维工具】“输入—处理—输出”分析框架 环节 具体内容 输入（需要哪些数据？） 处理（执行哪些操作？） 输出（产生什么结果？） 【知识梳理】 计算机解决问题的四个步骤： _________ → _________ → _________ → _________ 【我的记录】 ___________________________________________________ 探究任务二：设计算法——描述解决问题的步骤 【概念学习】 1.算法的定义：算法就是__________的方法和步骤。 著名计算机科学家尼克劳斯·沃斯提出公式：程序 = _________ + _________ 2.算法的特征（5个）： · 有穷性：________________________ · 确定性：________________________ · 可行性：________________________ · 输入项：________________________ · 输出项：________________________ 【任务实践】用自然语言描述“最强大脑”游戏算法 步骤 算法描述 第1步 第2步 第3步 …… 【小组互评】 邻组同学的描述是否清晰无歧义？存在什么问题？ 探究任务三：规范表达——用流程图描述算法 【知识储备】流程图基本符号 符号 名称 功能 起止框 表示算法的开始和结束 处理框 表示赋值、计算等操作 判断框 表示条件判断，产生分支 输入/输出框 表示数据的输入或输出 流程线 表示算法执行的方向 【三种基本结构】 结构名称 特点 流程图表示（手绘区） 生活实例 顺序结构 自上而下依次执行 早上起床→洗漱→吃早餐 分支结构 根据条件判断选择不同路径 如果下雨就带伞，否则不带 循环结构 重复执行某操作直到条件满足 重复练习直到学会 【任务实践】用流程图描述“最强大脑”游戏算法 （请在下方空白处绘制流程图） ────────────────── ——————————─┐ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────────────────────────── 探究任务四：编程实现——体验代码与流程图的对应 【程序体验】 阅读教材第22页的“最强大脑”Python源码，将代码与流程图中的模块对应起来。 python import random import time import os print("你好，现在你有10秒钟的时间记忆下列物品及其编号") things = ["苹果","香蕉","橙子","梨子","猕猴桃","柚子","猴魁","铁观音","彩蛋","复活节"] for i in range(10): print(i, ":", things[i]) time.sleep(10) os.system("cls") score = 0 t2 = random.sample(things, 5) for i in t2: ans = int(input(i + "的编号是：")) if i == things[ans]: score = score + 1 print(" 你一共答对了", score, "次") 【思考与讨论】 这段代码中哪些部分对应流程图中的“判断框”？__________________ 如果我想把出题数量从5个改为3个，应该修改哪里？__________________ 如果我想把记忆时间从10秒改为5秒，应该修改哪里？__________________ 【测评反馈区】 一、选择题 1.计算机解决问题的第一步是（ ） A. 编写程序 B. 设计算法 C. 分析问题 D. 调试运行 2.以下关于算法的描述，正确的是（ ） A. 算法必须有输入 B. 算法可以无限执行下去 C. 算法必须有输出 D. 算法只能用流程图描述 3.下图表示的算法结构是（ ） ——→◇——→ ↗ ↘ └────┘ A. 顺序结构 B. 分支结构 C. 循环结构 D. 网络结构 二、填空题 4. 计算机解决问题的四个步骤是：_________ → _________ → _________ → _________ 5. 算法的描述方法有：_________、_________等。 三、实践题 6. 请绘制一个流程图：输入两个整数，输出其中的最大值。 ─────────────———————————──────┐ │ │ │ │ │ │ │ │ └────────────────────────────── 【课后拓展区】 基础巩固 1.完成教材P24“练习与思考”第1、2题。 2.用流程图描述“计算1+2+3+…+100”的算法。 能力提升 设计一个“猜数字”游戏的算法（计算机随机生成1-100之间的数，玩家猜，提示“大了”“小了”或“猜中了”），并用流程图表示。 学科网（北京）股份有限公司 $