2.1.1算法的概念及特征教学设计-2021-2022学年高中信息技术浙教版（2019）必修1数据与计算

课题：算法的概念及特征
[学科核心素养]
1、善于从具体的生活案例出发，归纳同类问题的共同特征；能够将个人所思所得与同伴分享与交流，实现信息价值的最大化。（信息意识）
2、能够对需要解决的问题进行综合分析，找到解决问题的关键；提取特征，建立解决问题的模型，描述问题的解决方法。（计算思维）
3、掌握数字化平台的使用方法，合理利用数字化资源；善于运用数字化平台和资源进行自主学习、合作学习、知识分享和创新创造。（数字化学习与创新）
4、对信息技术创新所产生的新事物和新观念，具有积极的学习态度。（信息社会责任）
[学业要求]
1、能够结合算法的概念及特征，对具体的算法实例进行辨别和优化。
2、依据实际问题的需要，设计解决问题的算法，并能够描述解决问题的具体步骤。
[教学内容分析]
本节教学内容选自高中信息技术必修1《数据与计算》（浙教版）“2.1.1算法的概念及特征”。本节涉及到的知识点包括算法的概念及特征，是学生首次从理论的高度认识算法。教材通过对具体的算法实例进行分析和对比，从不同的领域对算法的概念进行解析；再结合算法的定义和案例，归纳算法的基本特征，并结合正反案例，深化学生对算法的认识。
[学情分析]
通过第一章的学习，学生对数据、信息、知识已经有了较深刻的理解，但算法对他们来说是一个全新的概念，虽然接触的很多生活案例都有算法的影子，但只是局限于感性层面；但经典的算法案例，又能够激发学生强烈的好奇心和学习热情，为本节内容的学习奠定了感情基础。
[教学目标]
1、能够结合具体的教学案例，分析其中蕴含的算法思想，理解算法的内涵和外延。（信息意识 计算思维）
2、能够辨别概要方法与细化算法之间的区别，深刻理解算法的定义。（计算思维）
3、掌握算法的概念及算法的特征，能利用算法思维解决一些简单的算法问题。（计算思维）
4、能够合理使用教学平台与教学资源开展相关的探究性学习活动。（数字化学习与创新）
5、能够对具体案例进行对比、分析，将所思所得与同伴分享，实现信息价值的最大化。（信息社会责任）
[教学重点与难点]
1、深刻理解算法的概念，能够辨别概要方法与细化算法。
2、理解算法的基本特征，能够区分不符合算法特征的案例并加以修正。
3、能够结合算法的概念及特征，为具体问题设计和描述算法。
[教学环境]
多媒体网络教室，希沃白板，UMU互动平台。
[教学策略]
1、对学生进行学情检测，提高教学的针对性。
2、通过微视频“扫地机器人”情境导入，激发学生的学习热情。
3、学生通过对具体案例的互动、交流，激活思维，挖掘潜能。
4、通过游戏环节的设置，让学生体验算法的执行过程，加深对算法的理解。
5、合理利用微视频，满足不同学生的学习需求。
6、当堂测试，当堂总结，为后阶段的教学提供依据。
[教学过程]
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
预习反馈与激情导入 教师反馈学生的预习检测情况，引导学生明确自身的优势与不足；教师通过微视频“扫地机器人”，激发学生的学习热情和求知欲望。 针对预习反馈结果，发现自身的优势和存在的不足；观看微视频“扫地机器人”，思考什么是算法？ 通过学前预习检测，让学生明确自己的不足，查漏补缺； 通过微视频导入教学，激发学习热情和探究欲望。
探究活动（一） （身边的算法） 通过对“高一新生报到流程”示意图的分析，提出算法的两个要点:①解决了什么问题？②解决问题的步骤是什么？引导学生去寻找身边的算法实例。 学生利用UMU互动平台的“讨论”功能，从问题与步骤出发，列举生活中常见的算法实例，从感性层面了解算法的定义。 通过群聊的方式，激发学生探究问题的积极性，培养学生表达观点，分享观点的意识与能力。
探究活动（二） （辨别概要方法和细化算法） 教师列举出求两个正整数的最大公约数的方法：（1）辗转相除法：详细列举了具体的计算步骤；（2）更相减损术：没有对算法进行具体的细化。让同学们通过对比分析，探究算法的定义。 学生以小组学习的方式，探究概要方法与细化算法的区别，通过UMU互动平台分享自己的所得，深刻理解算法的定义。 学生通过小组合作学习的方式完成学习任务，培养他们合作学习的能力，同时也能够激发他们对算法的深度思考，通过现象去归纳事物的本质。
探究活动（三） （体验算法） 教师为学生准备了一个小的算法体验活动，五个大小不一的数字打乱排序，第六位同学通过比较两相邻两位数字的大小来决定是否交换数字，游戏结束，数字有序排列则游戏成功。教师为学生准备了“排序算法”的微课，帮助同学们完成探究活动。 学习小组依据教师布置的学习任务展开讨论，寻求解决问题的方法，并模拟算法的执行过程来体验算法。对于部分没能找到解决方法的同学，可以通过微视频的学习，完成学习任务。 通过小组讨论的方式，培养学生协同解决问题的能力；通过游戏，让学生体验算法的执行过程，更深刻地理解算法的定义。对于部分学生，可以利用微视频进行自主学习。
探究活动（四） （算法的基本特征） 通过上面的游戏，加深了学生对算法的理解。教师提出某些问题供学生思考：（1）计算所有自然数的和？（2）衣服不同的两位同学互相交换等，学生自主探究算法的基本特征。 学生通过自主、合作等方式，借助“算法的特征”微视频，探究算法的基本特征；能对不符合算法特征的案例进行修正，加深对算法特征的理解。 通过自主、合作等学习方式，提高学生的自学能力；通过对反例的修订，使学生更加深刻地理解算法的特征，并将它运用于算法设计的实践活动中。
当堂测试、反馈、总结 教师根据新的课程标准，依托教材，让学生完成当堂测试试题，当堂反馈，并对本节内容作最后总结。 学生完成教师布置的当堂测试题，并根据测试结果，查漏补缺；跟着教师对本节知识进行回顾总结，完善知识结构。 通过当堂检测与总结，帮助学生发现问题，及时查漏补缺，完善学生的知识结构，为今后的学习奠定基础。
作业布置 教师根据教学的需要，给学生布置适量的课后作业（包括预习）。 利用课余时间，进行课前预习。 合理的课前预习有利于教师的教与学生的学。
[教学反思]
优点：1、教学过程完整，有序。教师通过学情反馈和情境导入，激发了学生的学习热情；通过四个探究性学习活动，引导学生循序渐进，学生对算法的感性认识逐渐上升到理性认识，很好地完成了本节教学任务。
2、教师在教学过程中发挥组织者、引导者的作用，通过设计具体的教学活动，引导学生有序地完成学习任务。
3、学生通过自主学习、合作探究等方式完成学习内容，学习热情高涨，学习积极性高，特别是合作探究环节，学习讨论积极，各抒己见。
4、通过本节教学，重构了学生对算法的认识，学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任等核心素养得到培养。
5、教师利用UMU互动平台开展教学，将信息技术与学科教学深度融合，激发了学生的学习积极性，学习参与度很高，提高了教学效率。
不足：1、教师虽然做了学情调查，学生的学习积极性也高，但对过于开放的问题，学生很难抓到学习、讨论的要点，讨论的效果不够理想。教师应该将导学案做得更加详细、具体，在不失学生主观能动性的基础上引导学生去探究问题，解决问题。
2、算法体验环节，教师设计的问题过于复杂，虽然有部分同学解决了问题，但对于大部分学生来说，很难在规定的时间找的解决问题的算法。教师应该适当降低问题的难度，使学生在解决问题的过程中体验成功的喜悦。