粤教版高中信息技术必修一 2021-2022学年 3.3.2编程解决问题 教学设计

第三章 信息加工与表达
3.3 信息的集成与交流
3.3.2编程解决问题
一、教材分析：
本课的作用和地位：
本节以“模拟小球平抛运动轨迹”为例，通过算法分析，操作和剖析已经编好的计算机程序实例，让学生体验一个完整的程序设计过程，并能尝试修改代码，调试运行程序，实现编程解决问题，从而掌握利用计算机解决实际问题的主要过程，为选修课《算法与程序设计》奠定基础，也为数学必修3模块中“算法”的学习创造条件。
二、学情分析：
本课的学习对象是高中学生，思维活跃，求知欲旺盛，逻辑思维能力也日趋严密。学生以前学的都是一些应用程序的使用，现在要让他们自己动手编程解决问题，这对他们来说在思维上和技术上都有一定的难度。消除他们对程序设计的“畏难”心理，调动他们学习和探究的主动性、积极性，显得尤其重要。所以我在授课时由简单代码到复杂代码过渡，在体验中让他们了解程序执行的主要过程，感受利用计算机程序解决问题的独特魅力。
三、教学目标：
知识与技能：
1.了解算法的概念，及其表示方法流程图。
2.引导学生了解程序设计的更多知识，对选修课程《算法与程序设计》有所了解。
过程与方法：
1.让学生亲身感受用计算机程序解决问题的基本过程。
2.了解用高级语言编程工具解决问题的基本方法，感悟计算机程序设计的思想。
情感态度与价值观：
1.激发学生的学习兴趣，产生深入探究的渴望。
2.认识计算机永远不能代替人脑处理一切事务。
四、教学重点和难点：
教学重点：利用计算机编程解决问题的主要过程。
教学难点：程序代码的含义及调试。
五、教学方法：
本课采用探究发现法、讲解示范法等方法展开课堂教学。在教学方法上，以“学生为主体，教师为主导”为总的指导原则，结合教学内容特点和学生的具体情况，在教学中以学生思考 “百钱百鸡”问题的方式导入，分析利用计算机编程解决实际问题的过程，以吸引学生对编程的兴趣和破除大多数学生对编程的神秘感，通过编写、调试程序，引导学生体验利用计算机解决问题的方法和步骤。
六、学法指导：
本节课指导学生采用实践操作、小组讨论两种学习方法进行学习。安排实践性和操作性内容，让学生在活动中理解编程解决问题的整个过程。在教学中突出动手实践、尝试性、探究性的活动，引导学生积极主动完成学习任务，使学生学会学习，学会合作，成为学习的主人，从而体现学生在教学过程中的主体地位。
七、教学资源：
（1）多媒体微机室、多媒体广播系统、投影等设备。
（2）工具软件：VB6.0
（3）教学课件PPT
八、教学过程：
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
提出问题 导入新课 （3分钟） 1、提出“百钱百鸡”问题，让学生思考数学解答方法。 2、教师演示编程解决问题。 1、学生尝试用数学方法解答。 2、观察教师演示 通过数学解决方法与编程解决问题的比较，激发学生学习的兴趣。
分析问题 明确算法 （12分钟） 1、阅读教材，了解编程解决问题的一般过程。 2、引导学生分析农夫、狼、山羊和蔬菜过河问题。 3、通过事例分析，明确算法的概念。 4、举例华罗庚“烧水泡茶”的算法， 5、探索算法：动物过河。 6、算法的表示，重点讲解流程图。 以小球平抛为例讲解“流程图” 1、学生阅读 2、学生思考对此问题解决的方法和步骤。 3、学生归纳小结 4、学生小组探讨，进一步理解算法。 5、学生实验、探究。 6、分析小球平抛的流程图。 引导学生分析问题，找出解决问题的方法和步骤。 分析问题、明确算法 分析算法有优劣。处理问题时选择算法应择优。 实践操作，感受算法。 了解流程图的表示方法及描述解决问题的步骤。
演示程序 分析代码 （5分钟） 1、演示小球平抛运动轨迹 2、VB的简单介绍； 3、演示怎样把设计方法变成计算机可执行的程序,即在VB中输入程序代码； 4、引导学生分析代码。 1、看教师演示讲解并思考； 2、尝试分析代码。 1、了解VB是常用的计算机编程软件之一； 2、了解VB的可视化编程环境； 3、初步认识VB代码。
调试程序 体验乐趣 （15分钟） 1、调试和保存程序； 2、尝试编程：在原代码的基础上，设计模拟“水平均速运动”。 3、点评学生程序，归纳编程解决问题的四个步骤：分析问题、设计算法、编写程序、调试运行。 4、拓展任务：在程序中添加“自由落体按钮”，模拟“自由落体运动”。 5、巡堂指导，答疑。 1、运行程序，看运行结果，亲身感受计算机程序解决问题的过程。 2、按要求修改程序代码，保存并运行程序。 3、运行自己修改后的程序，并说明改动的地方和意图。 4、任务完成的同学可以完成拓展任务。并负责教会小组内不会的同学，相互学习和指导。 1、体验运行设计好的程序，让学生感受程序设计的独特魅力； 2、尝试修改代码、调试程序。
归纳总结 课堂测试 （5分钟） 1、总结归纳：编程解决问题一般要经过四个步骤：分析问题、设计算法、编写程序、调试运行。 2、课堂测试 1、自我归纳和总结编程解决问题的主要过程，对程序设计有概括性的认识。 2、学生巩固练习 概括本节课所学内容，使学生对知识点的认识得到系统深化。
九、教学内容
编程解决问题的一般过程包括：分析问题、设计算法、编写程序、调试运行等。
1、分析问题
解决问题之前需要对问题进行深入分析，明确问题的需求，然后确定解决问题的办法。分析问题是利
用计算机解决问题过程中最基础、最重要的工作。
例如，物理老师想编写一个描述小球做平抛运动的轨迹程序（小球运动时间限定在1~100秒），可以从以下三个方面进行分析。
（1）明确问题的要求，掌握所要解决问题的内容和要求；
（2）分析已知的信息，掌握与解决问题相关的资料；
（3）确定输出的内容，掌握所要解决问题最终要达到的目标。
问题的要求 已知的内容 输出的内容
2、设计算法
设计算法，就是寻找问题求解的方法和确定具体的求解步骤。用计算机解决问题时，任何答案的获得都是计算机按照指定顺序执行一系列指令的结果。因此，我们需要将解决问题的方法转换成一系列具体的、可操作的步骤，这些步骤的集合称为算法。
“描述小球做平抛运动轨迹”的算法：
3、编写程序
算法确定后，需要选择一种编程语言编写程序，实现算法的功能。
下面是用VB语言编写的“描述小球做平抛运动轨迹”和程序运行界面和程序代码。
Private Sub Command1_Click()
Cls
g = 9.8
t = 1
v = Val(Text1.Text)
Do While t <= 100
x = v * t
y = g * t * t / 2
Circle (x, y), 30
t = t + 1
Loop
End Sub
4、调试运行
编程完毕后，需要进行调试，以验证所编写的程序是否正确。如果程序运行不正确，说明程序中有错误。程序中的错误有两种：语法错误和逻辑错误。语法错误是指编写程序时，有些地方不合乎程序语言的语法规则，计算机不能理解；逻辑错误指程序在逻辑上有问题，因而得出错误的结果。
活动：
高斯是世界著名的数学家，他在10岁的时候就快速地做出了1至100的等差级数的求和。现要设计一个程序让计算机来完成等差级数的求和，讨论一下，写出该题的求解步骤，并画出流程图。
十、自我评价及反思：
1、教学特点：
本节课在教学过程中，紧扣课标，从学生的认识特点和实际能力出发，用问题“百钱百鸡”的问题导入，成功的抓住学生的视线；通过对算法的分析，让学生了解设计算法的方法和步骤；通过学生上机实践，亲身感受了计算机编程解决问题的过程；通过运行修改程序，使学生更深的感受到程序解决问题的魅力。
整堂课通过提出问题、设计算法、分析代码、调试程序、归纳总结完成教学活动，学生参与热情很高，师生互动愉快，课堂气氛活跃。绝大多数学生都能完成必做的体验任务，1/3左右的学生完成了扩展任务，各个层次的学生都有所收获，较好的完成了教学任务、实现了教学目标。
2、存在的问题分析：
部分学生缺乏良好的学习习惯，动手操作能力弱。使其不能及时地体会到成功的乐趣。
学生探究能力不强，教师要适时地个别指导，鼓励学生探究实践，促进教学任务的完成。