中图版信息技术选修一第三单元算法与问题解决 教学设计

教学设计案例
教学题目
第三单元　解决问题的算法设计（2学时）
设计者
天津市耀华中学　　杨金莉
一、学习目标与任务
学习目标
知识与技能：
（１）了解算法的基本概念和算法的表示方法；能用自然语言、流程图、伪代码等描述算法。
（２）了解算法和计算机程序的基本概念，了解计算机程序执行的基本过程。
（３）熟悉逻辑运算符、关系运算符，逻辑表达式的写法，能读写简单的表达式。
（４）熟悉赋值指令、输出指令和循环指令的使用。
过程与方法：
（１）通过分析问题，理解和熟悉用自然语言、伪代码等清晰描述解决问题的过程，确立算法的概念。
（２）通过利用流程图描述算法过程，掌握利用流程图描述算法的方法。
情感态度与价值观：
（１）通过具体问题的解决过程，知道算法对于问题解决、程序设计的作用和意义。
（２）通过算法描述，锻炼分析及解决问题的能力，培养严谨的思维习惯。
学习内容与学习任务说明
学习内容：
了解什么是算法，设计算法的步骤，熟悉常用指令，了解自然语言、伪代码和流程图描述算法的方法。
（1）学习重点：把解决问题的方法步骤化，如何用算法描述问题的解决。
流程图描述算法的方法。
（2）学习难点：表述解决问题的步骤，即算法的描述及表示，流程图描述算法的方法。
程序结构的表示、关键性条件的确定以及在流程图中的体现。
学习要求：
（1）认识到算法对于程序设计的意义；熟悉程序设计三种基本结构。
（2）能积极思考问题的解决方法，通过算法，清楚的描述问题的解决过程，提高分析问题、解决问题的能力。
（3）掌握自然语言、伪代码、流程图描述算法的方法。
问题设计
（1）如何表述以下简单数学问题的解决过程：
●如何判断一个整数的奇偶性？
●如何交换两个数的值？
●如何求2个数中的最小值？
●如何求1＋2＋3＋…+10的和？
（2）乘计程车最省费用问题的求解过程。
（3）指导学习过程的问题：如在探索过程中，提到的参考提示问题：
●流程图的组成符号和规则都有什么？
●绘制的方法都有哪些？
●如何表示条件、循环关系？
（4）加深理解层次的问题：比较自然语言、伪代码、流程图三种描述算法的方法，各自的特点都是什么？
二、学习者特征分析
学习特点：学习对象为高一学生，有一定的问题分析、解决问题的能力，但对算法、程序设计的概念比较陌生，接触比较少，基础相对欠缺。
学习习惯：缺乏独立思考、发现和自主学习能力。
学习交往：高一学生在新的学习环境中，学习交往表现为个别化学习，课堂上群体性的小组交流与协同讨论学习机会很少。
三、学习环境选择与学习资源设计
学习环境选择
局域网、因特网
学习资源类型
课件、多媒体资源库
学习资源内容简要说明
主要以教材和已整理的相关电子教学资源为主
四、学习情境创设
学习情境类型
真实情境、问题性情境
学习情境设计
问题情境：
【问题1】简单的数学问题引入，由熟悉的内容向陌生的知识转化。如：
●如何判断一个整数的奇偶性？
●如何交换两个数的值？
●如何求2个数中的最小值？
●如何求1＋2＋3＋…+10的和？
【问题2】乘计程车已成为城市生活中一件很平常的事，计程车收费的主要依据是所行驶的里程数和计费标准，地区不同、车型不同，其计费标准也不相同。现有两种不同类型计程车，假设其计费标准分别为：
甲车3公里以下起步价是10元，3公里以上（含3公里）每公里为2元；乙车3公里以下起步价是8元，3公里以上（含3公里）每公里为2．2元。
你能比较一下乘坐哪种车省钱吗?
五、学习活动组织
自主学习设计
类型
相应内容
使用资源
学生活动
教师活动
随机进入式
简单数学问题的解决，引入算法的概念。
数学问题与信息技术程序设计的结合
思考问题解决的过程和方法，寻找一般规律。
引导学生将问题的解决过程步骤化。
协作学习设计
类型
相应内容
使用资源
学生活动
教师活动
伙伴
讨论问题求解的方法。
教材
主体参与、分析和解决问题的尝试。
从分析问题的角度启发学生，突出解决过程的步骤化。
3．教学结构流程的设计
●引入：提出简单的数学问题，引出算法的概念；
●学生协作学习，进行知识探索与体验，在问题的解决过程中，启发指导学生自主学习，建构流程图的相关基础知识结构
●总结流程图描述法的主要方法和特点
●学生协作学习，出租车计费最省问题的流程图描述。比较三种不同的描述方法的特点，加深理解。
●小结
●教学评测
教学环节
教师活动
学生活动
引入
算法的概念和特点
问题的提出和分析
算法的设计
算法的表示方法
自然语言
伪代码
流程图
总结
问题1：如何判断整数的奇偶性？
启发：问题求解过程的步骤化表述。
引出算法的描述：算法（Algorithm）就是解决问题的步骤序列。
通过上述问题介绍算法的特点：
有穷性。
确定性。
可行性。
有0个或多个输入。
有一个或多个输出。
问题2：出租车计费问题。求最省方案。
借助表格1-2-1，启发学生自主分析问题/寻求问题的解决过程。
小结问题分析的基本方法。
通过问题解决的方法，讲解进行算法设计的基本步骤。
问题3：如何描述算法，以清晰的表示问题解决的过程和方法？
引入算法的描述方法
介绍设计算法的步骤：
（1）输入数据
（2）处理数据
（3）输出结果
1、自然语言
2、伪代码
体验：尝试利用伪代码描述出租车计费问题的解决方案。
启发式练习：
如何利用伪代码描述：
·把5元起步价赋给P2；
·输出“n公里时，乘乙车省钱”
·如果P1总结常用指令的特点，在伪代码中的使用，通过一些小的实例，使学生能更好的掌握算法描述的方法。
思考练习：
判断2个数中的较小值。
判断某一年是否为闰年。
（3）交换两个数的值。
（4）求1＋2＋3＋…+10的和
3、流程图的探索与体验
·探索1：绘制三种程序设计结构的流程图，包括N—S结构流程图。体会流程图的特点。
――参考提示：
流程图的组成要素都有什么？
绘制的方法都有哪些？
如何表示条件、循环关系？
· 探索2：利用流程图描述前面数学问题的求解过程。
教学提示：
――解决3个问题对应的程序结构分别是什么？
――确定关键的步骤，如执行的条件是什么，执行次数如何？是只执行一次，还是在满足某些条件下的重复执行？
·体验1：分析教材的图1-2-4 含有非3种基本结构的算法流程图，体会流程图的不足之处。
· 总结流程图的绘制方法和特点。
· 应用：出租车计费问题。求最省方案。利用流程图描述算法过程。比较自然语言、伪代码描述的算法，各自的特点都有哪些？
清晰、直观的算法描述对于程序设计的必要性和重要性。
我们了解了算法是什么，对程序设计的重要性，算法设计的基本步骤，知道了算法描述方法中的自然语言、伪代码和流程图三种方法，了解了各自的特点。希望在以后的程序设计中，对于问题的求解，都能将其解决过程利用算法清晰的加以表述，这将直接关系到程序的质量和效率。――突出算法的重要性。
描述问题的求解过程。
尝试将此过程步骤化。
通过简单的数学问题，引起同学们的思考，能够清楚的表述问题解决的步骤，了解利用计算机程序解决问题的特点，同时结合问题，理解算法的概念。
阅读问题描述，就近原则，2个人讨论，寻求问题解决的方法。
分析表格内容，了解解决问题时进行问题分析的基本方法。
通过问题解决过程的语言描述，在头脑中明确每个步骤。培养对问题的分析能力，表达能力和逻辑思维能力。
体会自然语言的通俗易懂，这是问题解决的第一步。
1、参考算法设计的一般步骤输入?运算?输出，尝试利用自然语言描述出租车计费问题的解决，了解自然语言描述算法的特点。
2、学生自主学习如下的知识
·运算符和表达式
·指令的格式及功能
·简单程序的设计
通过利用已有的资料，完成相应的练习（3）和（4），熟悉运算符和表达时的应用及常用指令的使用。
完成思考练习，加深对伪代码描述算法的特点。
2个人一组。在自主学习教材相关内容的同时，通过讨论，在寻找问题答案的过程中，掌握
· 流程图的组成
· 阅读流程图的方法
· 流程图表示三种不同程序结构的方法
· 能利用流程图，描述问题的算法解决过程。
体会利用流程图描述算法的基本方法，能利用相关的组成元素表现程序设计的三种基本结构，能确定某些关键性的条件确定。同时培养严谨思考的习惯。
通过实例，加深对流程图的理解，较好的将算法利用流程图直观的加以体现，同时体会到不同的算法描述各自的特点。
六、学习评价设计
测试形式与工具
课堂提问、达标测试
测试内容
（1）利用伪代码描述求解三个数中最大值的过程。
（2） 下面的表达式正确，且值为真的是（ ）
A. 3+2>3＋5 B. 1>2 C. 5（3）下面的横线上应该填写的内容是（ ）,使得输出的结果为1～10之间的奇数。
指令： i←1;
while (i<10)
{
输出（i）;
_______________
}
A. i?1 B.i?i+1 C. i?i+1 D. i?i+2
（4）在流程图中，表示条件判断的符号是（ ）
A. B. C. D.
（5）2个人合作，利用流程图，描述鸡兔同笼问题的求解过程。
（6）求10以内奇数的和。(可以2个人讨论)
单元教学反思