用穷举法求解问题的实践示例 教学设计 (1)
文档属性
| 名称 | 用穷举法求解问题的实践示例 教学设计 (1) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 12.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2016-07-14 14:39:43 | ||
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文档简介
用穷举法求解问题的实践示例
教学设计
1教学目标
1、课程标准中的相关内容
课程标准规定本节内容主要在于穷举法与问题解决。包括两个方面：
(1)、了解穷举算法的基本概念及用穷举法设计算法的基本过程。
(2)、能够根据具体问题的要求，使用穷举法设计算法，完成程序求解问题。
2、知识与技能
⑴理解用穷举法设计程序的基本思路。
⑵分析建立正确的模型，归纳穷举法穷举技巧（变量的设置、穷举方案的确定）。
⑶学会使用穷举法解决现实生活、学习中所遇到的问题。
⑷了解穷举法具有一定的局限性。
3、过程与方法
⑴经历用穷举法求解问题的基本过程。
⑵在学习过程中，学习发现知识的规律和方法并把它运用到解决实际问题中去。
⑶体验穷举策略在穷举法中的地位和作用，并选择适当的穷举方案解决问题。
⑷针对解决问题的过程与结果进行有效的评价。
4、情感态度与价值观
⑴引导学生关注穷举法在社会生活中的应用，激发学生学习的热情。
⑵增强学生合作意识、创新思维与进取精神。
⑶学会评价各种穷举方案的优劣，并形成反思的意识。
⑷初步了解穷举法在破解密码方面的现实应用，自觉养成保护密码的良好习惯。
⑸了解信息技术可能带来的不安全因素，养成健康使用信息技术的习惯。
2学情分析
本节内容的教学对象是高二下学期选修《算法与程序设计》的学生，他们应该已经具备了一定的编程基础，熟练掌握了程序的基本控制结构以及基本语句的应用。同时，通过前三个章节的学习与实践，学生已初步体验了穷举法的基本思想，经历了用计算机解决问题的过程与步骤，学会了对计算机程序进行调试，掌握了程序的三种分支结构等基础知识，为本节内容的学习提供了良好的基础。
3重点难点
教学重点：
⑴建立正确的数学模型，确定穷举方案。
⑵根据题目确定穷举范围。
⑶正确表达“符合条件”的判断即验证条件。
教学难点：
算法的程序实现。
4教学过程
活动1【讲授】穷举算法程序实现
情境导入（5分钟）
1、课前思考：QQ密码被盗，黑客给出提示，怎么破解？
2、破解密码游戏：老师展示事先写好的小软件，提示QQ密码为1个小于10的正数，请学生上来破解。
然后再次展示第二个小软件，提示密码位小于100的正数，请学生破解。引出穷举算法的概念和特征。
3、总结游戏心得，引出穷举算法概念。
1、通过课前思考，初步体验穷举算法在现实生活中的应用。
2、参与游戏，积极思考，在游戏过程中体会穷举法的基本思路。
a、贴近生活，将知识点巧妙地融入到算法应用游戏当中，寓教于乐，学生感到亲切，教学效果更佳。
b、让学生亲自参与到游戏中去，更好地激发学生的学习兴趣，促使学生积极思考，更有利于对穷举法的理解。
讲授新知（12分钟）
1、
简略回顾穷举算法思想注意点、关键点
2、提出问题：
找出并统计100-999之间的所有个位数为6的数及个数。
3、以提问的形式要求学生分析问题，建立正确的模型。
4、尝试让学生独自思考并设计算法。然后同桌两人协作，完成程序填空。
5、尝试让学生根据已经分析出的算法进行程序填空或者独立编写，解决问题并调试运行。
6、评价学生在解决问题中所遇到的难题并提供引领。
1、分析思考问题，并尝试用数学方法解决问题，随即发现是一件困难的事情。
2、将人脑穷举和计算机穷举进行对比。
3、思考、交流与讨论，体验计算机穷举在解决现实生活问题中的作用与优势。
1、由于穷举法在理解上并不十分困难，再加上学生在学习之前已经具备相当的基础。因此，在解决问题的过程中，遵循“学生为主体，教师为主导”的教学原则。
2、培养学生发现知识的规律、方法并把它运用到解决实际问题中去的能力，并初步形成严谨的逻辑思维习惯。
任务引领
小组探究
（18分钟）
1、布置探究任务：涂抹数字推算（改编为QQ密码破解）作为驱动任务。每位同学先独立解决问题，然后两人一组，进行协作探究，比较各自算法，从而认识穷举策略的优劣。
2、巡视学生学习情况，指导和帮助学生自主、协作学习。
3、参与到小组学习中，与学生一起探讨。
4、一题多解：
穷举不同的“角度”
对比穷举策略的优劣。
（程序实现）
5、根据完成任务的实际情况，选择有代表性的两三名学生上台展示作品并自评。
1、根据任务需求，进行问题分析与算法设计，并编写程序解决问题。
2、与同组其他同学进行穷举方案的对比实验，体验穷举策略在解决问题中的地位和作用。
3、在探究过程中表达思想，与同学、老师交流观点、经验。
1、解决这个问题不太困难，难的是选择最优的穷举策略。因此在进行这一教学环节时，充分应用小组合作探究的学习方法，捕捉学生的灵感。通过对比实验，使学生认识算法优劣在解决问题中的意义。
2、设计一题多解的任务，方法有难有易，使不同层次的学生均学有所得。
3、在课堂上，通过师生之间，生生之间的协作、交流，培养学生的合作意识、互助精神、人际沟通能力。
4、给学生展示自我的机会，引导学生在欣赏作品的同时，取长补短，共同进步。
拓展延伸
（5分钟）
1、播放《密码破解》电影视频片段，了解密码安全。
2、提出问题：我们使用信用卡在柜员机上取钱时，为什么系统要限制输入密码的次数？
3、调查学生在生活学习中被盗用密码的案例。
4、讲述信息技术可能带来的不安全因素，要求学生自觉遵守网络道德与法规。
1、理解穷举法在破解密码方面的使用原理。
2、了解穷举法在破解密码方面的现实应用。
3、鼓励有兴趣的学生课余自主学习有关密码破解的知识，进行更深入的探索。
1、了解信息技术可能带来的不安全因素，自觉养成健康使用信息技术的习惯。
2、通过破解密码的介绍，使学生自觉养成保护密码的良好习惯，树立信息安全意识。
交流评价
（3分钟）
1、展示评价标准，引导学生参考评价表进行交流和评价。
2、引导全体学生开展自我评价。
3、对学生作品中的闪光点和有待改进的地方进行点评。（如：问题分析、穷举方案的选择、语言表达流畅等）
1、根据作品评价表，学生展示作品，并进行自评。
2、欣赏别人作品，发表自已见解。
3、听取教师点评，取长补短。
4、填写评价信息反馈表。
1、通过评价，引导学生自我反思，加深对所学知识的认识与理解，学会评价各种穷举方案的优劣。
归纳总结
布置练习
（2分钟）
1、通过演示文稿总结本节知识内容。
2、归纳同学们在解决问题过程中所遇到的难题。
3、略述穷举法的局限性。
4、布置课外作业。
1、知识总结，系统归纳。
2、回忆课堂学习过程，提高对穷举算法的认识，并将所学知识应用到解决实际问题中去。
1、通过知识总结，帮助学生将知识系统化，便于学生理解记忆。
2、通过知识的延伸，促使学生将知识内化，并进行能力迁移，进一步提高学生解决问题的能力。
3、通过练习，使学生体验穷举法在解决现实生活问题中的作用及意义。
4、课后思考有利于拓展学生的穷举思路，锻炼学生分析问题、解决问题的能力。
教学设计
1教学目标
1、课程标准中的相关内容
课程标准规定本节内容主要在于穷举法与问题解决。包括两个方面：
(1)、了解穷举算法的基本概念及用穷举法设计算法的基本过程。
(2)、能够根据具体问题的要求，使用穷举法设计算法，完成程序求解问题。
2、知识与技能
⑴理解用穷举法设计程序的基本思路。
⑵分析建立正确的模型，归纳穷举法穷举技巧（变量的设置、穷举方案的确定）。
⑶学会使用穷举法解决现实生活、学习中所遇到的问题。
⑷了解穷举法具有一定的局限性。
3、过程与方法
⑴经历用穷举法求解问题的基本过程。
⑵在学习过程中，学习发现知识的规律和方法并把它运用到解决实际问题中去。
⑶体验穷举策略在穷举法中的地位和作用，并选择适当的穷举方案解决问题。
⑷针对解决问题的过程与结果进行有效的评价。
4、情感态度与价值观
⑴引导学生关注穷举法在社会生活中的应用，激发学生学习的热情。
⑵增强学生合作意识、创新思维与进取精神。
⑶学会评价各种穷举方案的优劣，并形成反思的意识。
⑷初步了解穷举法在破解密码方面的现实应用，自觉养成保护密码的良好习惯。
⑸了解信息技术可能带来的不安全因素，养成健康使用信息技术的习惯。
2学情分析
本节内容的教学对象是高二下学期选修《算法与程序设计》的学生，他们应该已经具备了一定的编程基础，熟练掌握了程序的基本控制结构以及基本语句的应用。同时，通过前三个章节的学习与实践，学生已初步体验了穷举法的基本思想，经历了用计算机解决问题的过程与步骤，学会了对计算机程序进行调试，掌握了程序的三种分支结构等基础知识，为本节内容的学习提供了良好的基础。
3重点难点
教学重点：
⑴建立正确的数学模型，确定穷举方案。
⑵根据题目确定穷举范围。
⑶正确表达“符合条件”的判断即验证条件。
教学难点：
算法的程序实现。
4教学过程
活动1【讲授】穷举算法程序实现
情境导入（5分钟）
1、课前思考：QQ密码被盗，黑客给出提示，怎么破解？
2、破解密码游戏：老师展示事先写好的小软件，提示QQ密码为1个小于10的正数，请学生上来破解。
然后再次展示第二个小软件，提示密码位小于100的正数，请学生破解。引出穷举算法的概念和特征。
3、总结游戏心得，引出穷举算法概念。
1、通过课前思考，初步体验穷举算法在现实生活中的应用。
2、参与游戏，积极思考，在游戏过程中体会穷举法的基本思路。
a、贴近生活，将知识点巧妙地融入到算法应用游戏当中，寓教于乐，学生感到亲切，教学效果更佳。
b、让学生亲自参与到游戏中去，更好地激发学生的学习兴趣，促使学生积极思考，更有利于对穷举法的理解。
讲授新知（12分钟）
1、
简略回顾穷举算法思想注意点、关键点
2、提出问题：
找出并统计100-999之间的所有个位数为6的数及个数。
3、以提问的形式要求学生分析问题，建立正确的模型。
4、尝试让学生独自思考并设计算法。然后同桌两人协作，完成程序填空。
5、尝试让学生根据已经分析出的算法进行程序填空或者独立编写，解决问题并调试运行。
6、评价学生在解决问题中所遇到的难题并提供引领。
1、分析思考问题，并尝试用数学方法解决问题，随即发现是一件困难的事情。
2、将人脑穷举和计算机穷举进行对比。
3、思考、交流与讨论，体验计算机穷举在解决现实生活问题中的作用与优势。
1、由于穷举法在理解上并不十分困难，再加上学生在学习之前已经具备相当的基础。因此，在解决问题的过程中，遵循“学生为主体，教师为主导”的教学原则。
2、培养学生发现知识的规律、方法并把它运用到解决实际问题中去的能力，并初步形成严谨的逻辑思维习惯。
任务引领
小组探究
（18分钟）
1、布置探究任务：涂抹数字推算（改编为QQ密码破解）作为驱动任务。每位同学先独立解决问题，然后两人一组，进行协作探究，比较各自算法，从而认识穷举策略的优劣。
2、巡视学生学习情况，指导和帮助学生自主、协作学习。
3、参与到小组学习中，与学生一起探讨。
4、一题多解：
穷举不同的“角度”
对比穷举策略的优劣。
（程序实现）
5、根据完成任务的实际情况，选择有代表性的两三名学生上台展示作品并自评。
1、根据任务需求，进行问题分析与算法设计，并编写程序解决问题。
2、与同组其他同学进行穷举方案的对比实验，体验穷举策略在解决问题中的地位和作用。
3、在探究过程中表达思想，与同学、老师交流观点、经验。
1、解决这个问题不太困难，难的是选择最优的穷举策略。因此在进行这一教学环节时，充分应用小组合作探究的学习方法，捕捉学生的灵感。通过对比实验，使学生认识算法优劣在解决问题中的意义。
2、设计一题多解的任务，方法有难有易，使不同层次的学生均学有所得。
3、在课堂上，通过师生之间，生生之间的协作、交流，培养学生的合作意识、互助精神、人际沟通能力。
4、给学生展示自我的机会，引导学生在欣赏作品的同时，取长补短，共同进步。
拓展延伸
（5分钟）
1、播放《密码破解》电影视频片段，了解密码安全。
2、提出问题：我们使用信用卡在柜员机上取钱时，为什么系统要限制输入密码的次数？
3、调查学生在生活学习中被盗用密码的案例。
4、讲述信息技术可能带来的不安全因素，要求学生自觉遵守网络道德与法规。
1、理解穷举法在破解密码方面的使用原理。
2、了解穷举法在破解密码方面的现实应用。
3、鼓励有兴趣的学生课余自主学习有关密码破解的知识，进行更深入的探索。
1、了解信息技术可能带来的不安全因素，自觉养成健康使用信息技术的习惯。
2、通过破解密码的介绍，使学生自觉养成保护密码的良好习惯，树立信息安全意识。
交流评价
（3分钟）
1、展示评价标准，引导学生参考评价表进行交流和评价。
2、引导全体学生开展自我评价。
3、对学生作品中的闪光点和有待改进的地方进行点评。（如：问题分析、穷举方案的选择、语言表达流畅等）
1、根据作品评价表，学生展示作品，并进行自评。
2、欣赏别人作品，发表自已见解。
3、听取教师点评，取长补短。
4、填写评价信息反馈表。
1、通过评价，引导学生自我反思，加深对所学知识的认识与理解，学会评价各种穷举方案的优劣。
归纳总结
布置练习
（2分钟）
1、通过演示文稿总结本节知识内容。
2、归纳同学们在解决问题过程中所遇到的难题。
3、略述穷举法的局限性。
4、布置课外作业。
1、知识总结，系统归纳。
2、回忆课堂学习过程，提高对穷举算法的认识，并将所学知识应用到解决实际问题中去。
1、通过知识总结，帮助学生将知识系统化，便于学生理解记忆。
2、通过知识的延伸，促使学生将知识内化，并进行能力迁移，进一步提高学生解决问题的能力。
3、通过练习，使学生体验穷举法在解决现实生活问题中的作用及意义。
4、课后思考有利于拓展学生的穷举思路，锻炼学生分析问题、解决问题的能力。