2.1 解决问题的一般过程和用计算机解决问题-2课时 课件 2022—2023学年人教_中图版（2019）高中信息技术必修1（18张PPT）

(共18张PPT)
2.1解决问题的一般过程
和用计算机解决问题
教学目标
经历用计算机解决问题的基本过程，并能将其应用于实际问题的解决。
体验编程解决问题的基本方法，提高学习算法与程序的兴趣，发展计算思维。
体验探究
两种不同而叫车方式
小明同学准备和父母一起乘飞机外出旅游，为了尽快赶到机场，父母决定到小区门口招手叫辆出租车，而小明则建议通过叫车软件网络约车。
分组思考:
1. 针对上面的情境，比较“招手叫车”和“网络约车”两种方式的不同，并完成P39表2.1.1。
2. 从问题解决的过程和效率等方面，分析这两种方法的异同。
体验探究
2.1.1解决问题的一般过程
生活中人们经常会面对各种各样的“问题”，诸如探索自然、了解社会、认识自我等。通常，解决问题的过程需要经历一系列的思维和实践活动。
思考活动：交通指挥问题
分组描述：交通警察为保证道路畅通进行交通疏导的一般过程和方法。
2.1.1解决问题的一般过程
人们解决问题的过程通常包括以下阶段：
分析问题
寻找解决问题的
途径与方法
解决问题并
验证结果
交通警察要对道路流量进行观察，了解道路信息。
目标：维护秩序，提高效率、保障安全。
分析路况，结合经验，“想”出问题解决的具体过程和方法。
目的：指挥车辆与行人有序通行。
手势信号指挥和疏导，协调并控制道路交通。
还需适时调整指挥方案，以便提高效率。
交通警察为保证道路畅通进行交通疏导的一般过程和方法。
2.1.2用计算机解决问题的过程
计算机具有运算速度快、计算精确度高、逻辑运算能力强、存储容量大和自动化程度高等特点。因此,利用计算机解决问题，能在一定程度上提高问题解决的效率。
"天河三号"超级计算机，浮点计算处理能力将达到10的18次方，是"天河一号"的200倍，存储规模是"天河一号"的100倍。其工作一小时相当于13亿人上万年的工作量。
2019年1月17日，超级计算机"天河三号"原型机已为中科院、中国空气动力研究与发展中心、北京临近空间飞行器系统工程研究所等30余家合作单位完成了大规模并行应用测试，涉及大飞机、航天器、新型发动机、新型反应堆、电磁仿真、生物医药等领域50余款大型应用软件。
2.1.2用计算机解决问题的过程
交通信号灯是国际通用的道路交通信号设施。我们用计算机程序模拟控制红绿灯的变化，例如，可以编程实现一个“灯”由红色变成绿色的效果。
思考活动：用计算机程序控制交通信号灯“红灯变绿灯”
总结：
用计算机解决问题是诸多方式的一种，大致过程与一般的问题解决类似。
计算机解决问题的特殊性，求解问题的过程都是由计算机依据设定的程序执行的。实现了自动化解决。
分组思考：
结合前面交通警察指挥交通的过程，分析用计算机编程解决该问题的过程，思考二者有何联系与不同？
2.1.2用计算机解决问题的过程
用计算机解决问题即让计算机按照程序执行指令。人们可以使用已有的程序，也可以根据需要自己编写程序。
利用计算机编程的方式进行问题求解时，通常需要经历以下环节：
提
出
问
题
分析问
题
设计方案
编程调试
解决问题
提
出
问
题
分析问
题
设计方案
编程调试
红灯变绿灯Python程序演示
阅读P41-44的课本内容
2.1.2用计算机解决问题的过程
分析问题
用计算机编程解决问题时，需要对问题进行分析，明确问题的目标和条件等，需要把问题进行抽象，通过建模的方式，界定和描述问题。
问题描述的方式并不唯一，有的问题可用数学模型描述，有的问题可用文字、表格或图形等形式描述。
红灯变亮
红灯持续显示
绿灯变亮
2.1.2用计算机解决问题的过程
设计方案
计算机编程解决问题的设计方案一般包括以下两个环节：
首先，根据需求分析，将问题按照求解过程分解为若干相对独立的功能，每个功能完成一个特定的任务。
原始问题
主要功能1
主要功能m
……
……
……
子功能
子功能
红灯变绿灯
红灯点亮
绿灯点亮
2.1.2用计算机解决问题的过程
设计方案
然后，针对分解的各个特定功能分别进行详细的操作步骤设计，给出问题求解的具体过程和方法，即进行算法设计。
图2.1.5“红灯变绿灯”功能分解示意图
2.1.2用计算机解决问题的过程
编程调试
① 编写程序
编写程序就是利用计算机程序设计语言描述算法，实现问题求解的过程。在计算机领域，程序是一组可执行的计算机指令。程序设计语言是编写程序所使用的计算机语言。随着计算机技术的发展，程序设计语言经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展高级语言的出现为计算机的应用开辟了广阔的前景。（P44“阅读拓展：程序设计”部分）
调试程序
编写程序
2.1.2用计算机解决问题的过程
编程调试
① 编写程序
本章使用Python语言编写程序解决具体问题。 Python语言具有简洁、明确等特点，拥有丰富的扩展功能模块（有些时候一个模块不能独立地解决某一类问题，软件工程师就把这些相关的模块组织到一起形成“库”），可以支持复杂的数据处理，在数据分析和人工智能等领域都有广泛的应用。
2.1.2用计算机解决问题的过程
编程调试
② 调试程序
编写完成的程序，需要进行调试运行。一般，调试程序不仅要发现错误，分析其产的原因，并进行改正；还要对运行的结果进行分析和验证，判断其是否正确和完整。
在编写程序时，为了便于阅读和理解程序，通常会使用注释。注释语句是对程序代码的解释和说明，在运行程序时不会被执行（P43）。在编写程序时，要养成添加注释的良好习惯，以提高程序的可读性。
2.1.2用计算机解决问题的过程
实践活动：Python程序的修改与设计
运行“红灯变绿灯.py”，阅读程序代码，参照注释语句分析程序功能。
任务：
1. 根据图2.1.5所示的“红灯变绿灯”功能分解，分析每个功能所对应的程序代码。
2. 如果将红灯持续显示时长设为30s，应该如何修改程序？
练习提升
1. 查找 Python和C语言(或其他高级语言)的资料，用思维导图描述它们的特点。