《算法》教学设计

          《算法》教学设计 发布: 2007-1-26 00:00 | 作者: 荷园中学 王梦晓 | 来源: | 查看: 16次 一、教学目标  1.知识目标 （1）理解算法的定义； （2）了解描述算法的两种方法——自然语言、流程图； （3）掌握用流程图描述算法的方法。 2.技能目标 培养学生分析问题、解决问题的能力，会用流程图描述算法，解决问题。 3.情感目标 让学生明白解决任何问题都需要有清晰的解决思路和解题步骤，人是这样，计算机也是这样。提高学生对算法和程序的兴趣，培养学生利用计算机解决问题的能力。在教学过程中拉近师生和生生间的距离，给学生营造一个良好的学习模式和学习环境。 二、教材分析 本节内容为课本3.4节的内容，由于本节内容与3.1节内容具有较大的知识连贯性，所以将其提前到3.2、3.3节内容之前来上。经过3.1节内容的学习，学生已经基本了解了利用计算机解决问题的途径和方法，即寻找解决问题的算法，这就是本节课所要学习的内容。算法是编制程序的前提和依据，算法设计完成后我们才可以选择合适的计算机语言编制相应的程序，算法的好坏直接影响程序和软件的质量。美国著名计算机科学家克努特教授提出了“计算机科学就是研究算法的科学”的著名论断，足以说明学习算法的重要性。 信息技术课程的教学设计是以建构主义理论为主要指导思想的，建构主义认为，知识是通过意义建构的方式而获得的。“意义建构”是指学习者对事物的性质、特征、现象的概括，对事物之间内在联系和规律的归纳。因此让学生充分理解算法的概念，对于他们学好算法和编程是相当重要的。但由于学生对于算法的概念是陌生的，因此在介绍算法概念这点上，我花了较大的精力，以游戏的方式来引入算法的概念。以游戏来导课我觉得有以下几点好处：一、可以吸引学生的注意力和提高他们的学习兴趣；二、有利于学生理解算法的概念；三、有利于构建一个轻松和谐的课堂环境和学习气氛。 算法属于理论知识，具有一定的抽象性，学生学起来会觉得有难度，为了不让学生觉得害怕学习算法和编程，在本节课的设计中我穿插了较多的活动，在选例时也选择了难度比较小，贴近学生的学习生活，易于学生理解的例子。所谓“好的开始等于成功的一半”，本节课是学生学习算法和编程的第一课，本堂课教学效果的好坏直接关系到后面的学习，关系到学生学习算法和编程的兴趣。 三、教学重难点 重点： 1.如何分析问题、设计算法。 2.流程图的画法。 难点： 1.如何分析问题、设计算法。 2.流程图的画法。 四、学情分析 通过对学生的调查分析了解到，基本上所有的学生在此之前都没有接触过算法和程序，这两个概念对于学生来说是陌生的。在学生的意识里设计算法和编写程序是很难的，是工程师们才能做的事情，对他们而言是遥不可及的，所以他们会害怕学习这块内容。这节课是学生学习算法和编程的第一课，不能让学生感到有太大的难度，要让他们觉得算法是一个很好理解的概念，设计算法也并不是难事。因此在选择例子时我选择了每个学生都会的“设计求解一元二次方程的实数根的算法”的例子，这样可以培养学生的自信心，提高他们的学习兴趣。我在课堂中设计了很多的学生活动，这样可以提高学生学习的主动性，提高学生学习算法和编程的兴趣，培养学生利用计算机解决问题的能力。 五、教学环境  多媒体网络教室 六、教学过程 （一）算法的概念 【教师】在上课之前老师先和大家来玩一个游戏，现在很多电视节目里有“价格竞猜”这种活动，谁猜对了商品的价格就可以把商品拿回家。今天老师就和大家来玩一个猜数游戏，谁猜对了，老师也给他发奖品。 【游戏1】  游戏名称：猜数  游戏过程：先由教师来写数（写在一张纸上，学生是看不到的），学生来猜数；再由学生来写数，教师猜数。比较谁的猜数速度比较快。  【教师】刚才那个游戏同学们都很积极的参与了，也猜得很好，但是同学们觉得老师猜数的速度比较快，还是同学们的猜数速度比较快啊？ 〖学生〗老师！ 【教师】那同学们知道老师为什么猜得比你们快吗？那是因为老师在猜数时使用了一种算法，叫二分法。      让学生再写一数，向学生展示使用二分法猜数的过程。让学生领会到算法的作用和优点，并引出算法的概念。 算法：计算机解决问题的方法和步骤。 【教师】其实不单单计算机解决问题要用到算法，我们的日常生活中处处都要用到算法，这在我们刚才的游戏中就有体现，还有其他很多例子，如：同学们解数学题时都首先要确定解题的方法和步骤，这就是同学们解题的算法，还有音乐家演奏时用的乐谱，就是他们演奏的算法。下面请同学们举一些生活中我们用到的算法。  〖学生〗妈妈做菜时用的菜谱；          我们学广播体操时用的图谱；          我们找地方时用的地图；                    .                    .                    . 【教师】同学们的例子举得很好，这说明大家的理解能力很强，对算法的概念都有了一定的认识。其实我们每个人做事都会有自己的方法和步骤，这就是我们解决问题的算法。通常针对同一个问题会有好多不同的算法，就像刚才猜数时，同学们有同学们的猜数算法，而老师又有老师自己的算法，但同学们也知道了，老师的算法比同学们的好，为什么？ 〖学生〗因为老师比我们猜得快、效率高。 【教师】所以选择一个合适的、优化的算法对于有效解决问题很重要。 〖学生讨论〗什么样的算法才是优质的算法。 【答案展示】算法具有优劣性，简单省时、步骤少的算法才是好的算法。 （二）算法的表示 【游戏2】请同学们打开自己电脑上“D:\课堂活动”目录下的文件：狼菜羊过河。老师将书本上“问题思考”里第一小题的问题制作成了一个动画游戏，看看哪位同学能最快把这三样东西运过河。成功的同学请马上举手，我请他来给大家讲讲他是如何将这三样东西运过河的。     图1  游戏2 【教师】好！已经有同学举手了，我们请他来给我们描述一下他是如何将物品运过河的。 〖学生〗第一步：先将羊运过河；         第二步：农夫撑船回来将菜运过河；         第三步：农夫撑船将养带回；         第四步：将狼带过河；         第五步：农夫撑船回来将养带过河。 【教师】请同学们验证一下这位同学说得对不对。 〖学生〗对！ 【教师】那刚才那位同学是用自然语言将他的算法描述了出来，但有时用自然语言描述算法会产生歧义。请同学们看下面这句话： 这人连我都不认识！ 请同学们思考这句话有没有歧义。 〖学生〗有！ 【教师】所以用自然语言来描述算法不够科学、严谨，下面我们来学习另外一种算法表示方法：流程图。  流程图：用图框及流程线来表示算法。 【课件展示】展示及讲解几种最常用的流程图符号及它们的含义和作用。 【课堂练习】请同学们写出求一元二次方程ax2 + bx + c = 0的实数根的解题步骤，并用流程图表示出来。 【答案展示】（1）根据a、b、c的值，求出  （delta）的值；             （2）根据  （delta）的值，判断该方程根的情况；             （3）如果方程有实数根，计算x1、x2的值；             （4）输出x1、x2的值。 用流程图表示：     图2  求解一元二次方程实数根算法的流程图 （三）课堂小结 【教师】通过这堂课的学习我们已经知道了如何根据问题去设计算法（即找到解决问题的方法和步骤），并利用流程图将算法表示出来。根据我们上堂课所学的知识，同学们说我们接下去的任务是什么？ 〖学生〗根据算法选择合适的计算机语言编制相应的程序。 【教师】同学们回答得很好，这就是我们后面几节课的任务，我们将学习如何用QBASIC语言来编制程序。希望同学们去预习“程序设计”的相关内容，并试着编写求一元二次方程实数根的程序。 （四）课后作业 在大屏幕上播放课后作业的内容： 1.阅读下面“棋盘上的麦粒”的故事梗概，请同学们写出求麦粒数量的算法。 在印度有一个古老的传说：舍罕王打算奖赏国际象棋的发明人——宰相西萨班达依尔。国王问他想要什么，他对国王说：“陛下，请您在这张棋盘的第1个小格里，赏给我1粒麦子，在第2个小格里给2粒，第3小格给4粒，以后每一小格都比前一小格加一倍。请您把这样摆满棋盘上所有的64格的麦粒，都赏给您的仆人吧!”国王觉得这要求太容易满足了，就命令给他这些麦粒。当人们把一袋一袋的麦子搬来开始计数时，国王才发现：就是把全印度甚至全世界的麦粒全拿来，也满足不了那位宰相的要求。那么，宰相要求得到的麦粒到底有多少呢? 2.请同学们用流程图表示打电话的算法。 3.上网查找“韩信点兵”这个故事，回答下面四个问题： （1）韩信是采用什么样的方法点兵的？ （2）韩信采用了什么样的数学原理？ （3）韩信为什么能迅速由3、5、7的余数知道总数？他借助了什么工具或算法？ （4）韩信能否点出任意人数的士兵？