学年教科版高中信息技术必修121 计算机解决问题的过程 教案.docx

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学年教科版高中信息技术必修121计算机解决问题的过程教案

课堂教学设计表

课程《2.1计算机解决问题的过程》教师学校授课班级

章节名称

2.1计算机解决问题的过程

学时

1-2学时

教材和内容分析

结合高一学生基础，通过有趣的编程实例——“最强大脑”游戏，探究计算机解决问题的过程，初步了解算法的三种基本结构，即顺序结构、分支结构和循环结构，以及用自然语言和流程图对算法进行描述，熟悉计算机程序设计语言Python的开发环境，了解程序设计语言的发展，学会编写简单的程序解决问题，初入程序设计的大门。

教

学

目

标

知识与技能目标：

1.掌握计算机解决问题的过程

2.理解并掌握流程图的规范表达方法

3.掌握算法的概念，能使用自然语言和流程图描述算法

4.熟悉算法的三种基本结构，即顺序结构、分支结构和循环结构

过程与方法目标：

1.通过“最强大脑”游戏程序，了解算法的概念，学会使用自然语言和流程图描述算法。

2.通过大象三次进冰箱的案例，掌握流程图的名称和功能，练习和巩固使用自然语言和流程图描述算法，学习顺序结构、分支结构和循环结构，掌握三种结构的功能和区别。

3.通过增加“最强大脑”游戏难度，感受计算机解决问题的过程。

情感态度与价值观目标：

1.认识到信息技术对学习和生活的重要作用，感受信息的趣味性。

2.增强对信息技术的求知欲，养成积极地学习和使用信息、参与信息的态度。

3.通过完成活动，学生理解并掌握计算机语言处理问题的思维方式，感受编程的价值，从而运用到实际生活中。

学生特征

1.起点水平：

继第一单元的学习，学生了解了信息和数据的特征，理解了数据、信息和知识的关系，感受到了数据在现代社会生活中的重要作用；通过比较多种计算方法在解决问题时的特点，体会到计算机在处理数据上的优势和价值。

本节课初步接触Python语言，对于学生来说是陌生的，且有挑战性。

在教学过程中要注意将代码简单化，不能将代码讲解得过于详细、复杂，不能让学生产生畏难情绪。

在教学中要充分考虑到学生的个性差异和创造性，创设宽松、和谐的学习气氛，给学生自由发挥的空间，让学生多尝试多感受。

2.学习特征分析：

学生总体思维活跃，对游戏或生活中的实际案例较为感兴趣；在有挑战性和竞争的教学环节中表现出十足的积极性。

3.学习动机：

学生在课堂上主动学习的动机还是较为匮乏的，学生的注意力极其容易被机房设备和游戏分散。

教师在课堂中要注意把控课堂纪律，用有趣的课堂吸引学生注意力，引导学生参与课堂活动中，提高学生学习的兴趣。

项目

内容

解决措施

教学重点

1.掌握计算机解决问题的过程

2.掌握算法的概念

3.理解并掌握流程图的规范表达方法，能使用自然语言和流程图描述算法

1.通过增加“最强大脑”游戏难度，感受计算机解决问题的过程；

2.通过分析“最强大脑”游戏程序和生活中的算法实例，掌握算法的概念

3.引导学生使用自然语言和流程图描述“最强大脑”算法和三种情况下大象进冰箱所对应的三种基本结构；

教学难点

1.熟悉算法的三种基本结构，即顺序结构、分支结构和循环结构

1.通过在三种不同的情况下大象进冰箱为案例，讲解三种基本结构。

教学方法、策略

主要教学方法：

问题解决法、启发法、创设情境、讲授法、比较法

教学策略：

情境-陶冶教学策略、指导性探究

教学资源

计算机投影/视频/PPT课件/机房教室

课堂教学过程设计思路

教学环节

教师的活动

学生的活动

设计意图

导入新课

最强大脑游戏

游戏规则：

用十秒钟记忆十个物品以及他们的编号，之后根据提问回答物品的编号，看谁记住的物品编号数量多。

教师可根据情况，带领学生玩游戏两到三次。

注意提出问题，引导学生思考：

计算机是如何实现该游戏的？

参与游戏并且思考问题，主动探究问题

以游戏作为导入，营造活跃又有趣的课堂氛围，吸引学生注意，将学生带入到本课的知识情境中。

引导学生思考，解决问题。

讲授新课

其实，最强大脑这个游戏就是一个算法。

要用计算机解决问题，算法设计是最重要的环节。

v算法：

解决问题的方法和步骤

v最强大脑游戏问题的求解过程代表着一种算法

v生活中的算法：

超市购物、食堂打饭等

v描述算法可以用自然语言或流程图进行描述

自然语言是人们日常生活中使用的语言，汉语、英语、德语等都是自然语言。

自然语言描述算法符合我们的表达习惯，并且容易理解。

v你能用自已的话描述“最强大脑”游戏的解决步骤吗？

v要求：

详细说明计算机处理的具体对象、每一步的准确处理过程

活动一使用自然语言描述算法

引导学生用自已的话描述最强大脑游戏算法

v显示游戏规则、显示物品以及编号，屏幕停留10秒；随机出题，给出物品，回答编号；判断回答是否正确，如果正确，则答对的题述加1。

重复以上步骤，直到答完5道题，显示答对的题数。

v优缺点：

用自然语言描述算法简单且通俗易懂，但容易产生歧义，表达的含义往往不太严格。

认真听讲并且思考

尝试用自已的话描述最强大脑算法，并完成书本第19页表格2.1.1的填写，总结自然语言描述算法的优缺点

这个环节着重讲解算法的概念，用生活中的算法实例加深学生理解算法。

引导学生用自然语言描述算法，总结和感受自然语言描述算法的优缺点。

我们可以用流程图来描述算法。

流程图也称流程框图，它是算法的一种图形化表示方法。

为了使算法的流程图看起来更加直观，需要对流程图的表示方法进行规范，目前常用的有以下这些：

v算法的三种基本结构是顺序结构、分支结构和循环结构。

v顺序结构

要把大象关进冰箱，需要几步完成？

用自然语言描述：

第一步，拉开冰箱门；

第二步，大象进入冰箱；

第三步，关上冰箱门

如何用流程图表示？

特点：

自上而下

顺序结构是一种最简单的基本结构，按照自上而下的先后顺序依次执行程序语句。

v分支结构

如果大象太大无法进入冰箱，怎么办？

用自然语言描述：

如果大象太大无法进入冰箱，那么就换一只小象进。

用流程图描述：

特点：

做出判断

分支结构也称为选择结构，是一种按照给定的条件进行判断的结构。

分支结构中必定包含一个判断框，若满足条件则执行处理框A，若不满足则执行处理框B。

v循环结构

如果有三只小象进冰箱，怎么解决？

用自然语言描述：

一只一只地进入，直到三只小象都进入冰箱，即完成。

用流程图描述：

特点：

周而复始

循环结构是一种重复某一部分操作的结构，若满足条件则执行循环体，若不满足条件则跳出循环，执行循环结构后面的代码。

v你能用所学知识，完成“最强大脑”流程图吗？

完成后：

v优缺点：

与自然语言描述算法相比，用流程图描述算法形象、直观、更容易理解，但是流程图一般不能直接在计算机上运行，这时需要使用一种计算机能理解的程序设计语言将算法表达成程序。

识记流程图的图形符号、名称和功能，并能灵活运用。

掌握算法的三种基本结构，熟悉三种基本机构的功能、特点和区别。

流程图的表示方法是本节课的难点，理论性较强，学生容易出现混淆的情况。

以三种情况下大象进冰箱为案例，讲解三种基本结构，将抽象的算法思维具体形象化，有利于学生理解和掌握，还增加了课堂的趣味性。

不断地重复用自然语言和流程图描述算法，巩固学生描述算法的能力。

活动三用Python语言实现游戏

v在Python语言开发环境中，调试运行程序，观察运行结果。

v尝试将流程图与代码块进行匹配

完成后：

 学生自主操作，运行最强大脑的程序，在Python语言开发环境中，调试运行程序，观察代码和运行结果

尝试解读代码的含义，与流程图进行匹配。

学生自己动手操作，感受编程的魅力。

学生初次接触Python编程，教师若过于详细地讲解代码含义，会使学生产生畏难情绪。

将代码以代码块的形式与流程图进行匹配，可以使学生明确每一个代码块的含义和功能，降低了代码学习的难度。

v如何增加游戏难度呢？

v方法：

改变物品；减少时间

v打开最强大脑.py，动手试一试！

通过以上内容的学习，你能总结出计算机是如何解决问题的吗？

v计算机解决问题的过程：

v分析问题—设计算法—编写程序—调试程序

学生自已动手，修改代码内容，增加游戏难度。

修改方法可以是增加物品数量、改变物品的种类或是缩短游戏时间。

通过完成该任务，总结出计算机解决问题的过程。

一步步引导学生认识代码，并动手修改代码，培养编程思维，为后续相关编程语言学习做铺垫。

v程序设计语言的发展

机器语言由二进制0、1代码指令构成，能被计算机直接识别。

但理解和记忆机器语言非常困难，并且容易出错，编程效率极低。

汇编语言是符号化的机器语言，采用英文助记符代替机器指令，比机器语言容易识别和记忆，从而提高了程序的可读性。

但是汇编语言仍然是面向机器的语言，是为特定的计算机系统设计的，它要求软件工程师对相应的机器硬件非常熟悉，因而汇编语言属于低级语言。

高级语言更接近自然语言，并不特指某一种语言，也不依赖于特定的计算机系统，因而更容易掌握和使用，通用性也很好。

比较流行的高级语言有Java、C\C++以及本书使用的Python。

用高级语言编写的程序可读性更强，也便于修改、维护。

认真听讲并且做笔记记录

简单了解程序设计语言的发展即可。

课堂小结

教师小结:

本节课，我们学习了

①　算法

算法是解决问题的方法和步骤；生活中的算法有超市购物、食堂打饭等；

②　学习了使用自然语言和流程图描述算法

自然语言的优缺点……流程图的优缺点……

③　三种基本结构的流程图

一只大象进冰箱——顺序结构；大象太大了无法进入冰箱——分支结构；三只小象进入冰箱——循环结构

④　用Python语言实现游戏

⑤　程序设计语言的发展

机器语言、汇编语言、高级语言

认真听讲

总结回顾

巩固学生对本节课学习的知识。