《算法与程序设计》绪言课教学设计.pdf

1 / 6 算法与程序设计绪言课教案设计 江苏省大丰高级中学朱华 教案目标 1、知识与技能 了解算法与程序设计的研究对象； 了解算法与程序设计在日常生活中作用； 了解算法与程序设计的基本学法。 2、过程和方法 经历由实际问题引出算法与程序设计的作用，体会算法与程序设计与现实生活的联 系，体会通过程序来指挥和控制计算机； 探求算法的多样性，发展学生多角度解决问题能力； 教案方法：实验法、谈话法、讨论法。 3、情感态度与价值观 激发学生学习算法与程序设计的兴趣，使学生积极参与，发挥他们的主动性，激发他们 的求知欲；认识计算机只是工具，合理的指挥和控制计算机来解决学习和生活中的问题。 教案重点与难点 1、教案重点 算法与程序设计的概念；让学生体验算法的神奇，认识到计算机只是工具，是靠人用程 序来指挥；如何学好算法与程序设计这门课。 2、教案难点 算法在程序设计中的地位和作用。 教案设计说明 本节是算法与程序设计的绪言课。学生在此之前已经进行的信息技术基础课程 的学习，已经具有使用大众化信息加工方式解决问题的能力。算法与程序设计是培养学 生通过编程加工的方式来解决问题的能力。本节课通过活动让学生了解课程研究的对象；了 解程序设计在解决实际问题的作用；激发学生的学习兴趣；了解课程的基本学法。各个活动 用精短的过渡语言相连，使彼此顺承自然、融为一体，其间，贯穿了实验观察、现象描述、 阅读教材、思考辩论、表达交流等学生活动，通过学生的参与，确立学生的学习主体地位， 体现“ 民主、平等、对话、协商 ” 的新课程理念。 2 / 6 教案过程 情景创设 ：课前播放黑客帝国 I视频。 一、新课导入 通过必修课程信息技术基础的学习，我们知道，在信息的获取、加工、交流、管理 等活动中，以计算机为核心的信息技术已深入到人类社会的各个领域。我们使用IE浏览器在 网络上检索信息、浏览信息；使用Word、Excel等软件加工处理信息；使用QQ、MSQ交流信 息等等。这是我们熟知的一些应用，再比如还有一些不熟悉的，如：四色问题，网格运算。 由些可见计算机在我们这个信息社会发挥了非常巨大的作用。计算机为什么具有如此神奇的 作用？下面我们来看一个小应用。 二、活动一：感受程序的指挥作用 师：我们经常需要在网站或软件中输入用户名和密码，你认为怎么设置密码才够安 全？ 生活动 ：学生演示用户设置密码程序。 用户设置密码时，软件提示用户“ 你的密码太简单 ” 或“ 你的密码太短 ” 等提示，难道是计 算机太聪明吗？ 师演示 ：运行 VB，显示判断用户密码的程序： 师：能否让用户输入密码的长度不能少于20位？ 生讨论 师：刚才这密码设置程序是通过程序设计设计出来的。计算机如此的“ 聪明 ” 、“ 能 干” ，是靠人用程序指挥的。如何去指挥？需要我们预先设计解决问题的方法和步骤，解决 的方法和步骤我们称为算法，设计算法并把算法转化为计算机能够接受和执行指令代码的过 程就是程序设计。感受了程序的有趣，我们再来领略一番算法的神奇。 板书：程序 指挥计算机运行 设计思路：通过密码判断程序的使用，使学生了解计算机是在人的指挥下运行的。让学 生在修改代码实践中体验算法与程序设计的有趣。 三、活动二：感受算法的神奇 生活动 ：请学生计算两个数的最大公约数，当无法使 用心算或笔算时，请学生使用预先编制好的程序1和程序 2计 算，并把程序中显示的计算时间填写在下表中。 If Len(TxtPassword1.Text) Trim(TxtPassword2.Text) Then MsgBox “两次输入密码不一样 “, , “提示信息 “ End If 图1 求最大公约数程序 3 / 6 求最大公约数 程序 12和18 8251与6105 2134567890 和24 程序1 程序2 师：使用计算机程序很快就得到了答案，而且当两个数据相差很大时，程序22比程序 21的计算速度还快，导致两个程序运行速度不同可能是什么原因？ 生讨论 师：速度的不同是因为方法不一样，两个程序是老师根据两种算法编制的。 求98与63的最大公约数 方法 1： 把98和63以大数减小数，并辗转相减 即：986335 633528 35287 28721 21714 1477 770 98与63的最大公约数是 7。 生体验 1：求两个正数 84与72的最大公约数。（答案： 12，7步得到） 方法 2： 解：98÷63商：1 余数： 35 63÷35 商：1 余数： 28 35÷28 商：1 余数： 7 28÷7 商：1 余数： 0 98与63的最大公约数是 7。 生体验 2：求两个正数 84与72的最大公约数。（答案： 12，2步得到） 师：算法二以除法为主，算法一以减法为主，在次数上算法二的次数相对较少，特别 当两个数字大小区别较大时计算次数的区别较明显。算法的优劣直接决定了计算机的运行时 间，例如：在资源勘探工作中，常通过分析卫星得到的遥感图像，获取地下矿藏资源的分布 及埋藏量。傅里叶变换是遥感图像处理技术中一种常见的预处理方法，若对10×10cm2的图 像划一间隔 1m 的划线进行处理，用传统的傅里叶变换算法，需算n 2=1016次，百万次的计 算机也需算 300年，但是使用快速傅里叶变换算法只需1小时。同学们算一算 300年是1小时的 多少倍？可见具体问题要具体分析，算法是可以优化的，一个好的算法是多么的神奇。 4 / 6 图2 卫星遥感图像图3 二维傅里叶变换处理结果 板书：算法 程序设计的核心 设计思路：在程序设计中，算法是核心，算法的优劣导致程序运行效率的差异。而学生 对算法的核心作用没有具体的感知，因此本环节通过公约数问题让学生体验算法的神奇，进 行引申出在很多领域中算法对解决实际问题的意义。 师：通过设计程序指挥计算机可以帮助我们解决很多学习和生活中遇到的难题。 四、活动三：人与计算机的完美结合 生活动 ：求方程 01 3 xx 在区间 1，1.5内的一个近似解（误差不超过0.001）。 1 3 xxy 是一个增函数。 师演示 ：根据算法编制的程序计算得到答案。 师分析 ：老师用了同样的解题方法，编写了程序让 计算机运行，很快就得到了答案。在数学课中或生活中没 有办法解决的难题，当人工无法解决时，由人设计算法， 利用计算机的高速运算性能，通过程序设计来解决。在日 常生活中我们还会遇到许许多多这样的难题，我相信只要 我们同学肯动脑筋，借助于程序设计这一有效方式，没有 什么我们不能解决的问题。 设计思路：学生通过已有的数学经验可以得到解题该问题的算法，但却不能计算到精确 的结果，学生的认知结构发生冲突，通过算法分析与程序设计，利用计算机可以很快的得到 答案，希望能使学生认识到计算机只是一个工具，它必须在人智慧的指挥下才能发挥出巨大 的作用。 五、活动四：了解课本内容的安排 师生活动 ：阅读教材目录。 第一章如何用计算机解决问题 让同学们了解计算机解决问题的过程，了解算法的概念及设计方法，体验编程。 a b x y 图 4 函数曲线图 5 / 6 第二章程序设计 ABC 让同学们了解和掌握程序设计语言Visual Basic的基本语法格式，实现通过VB 把算法转 化为计算机能接受和执行的程序。 第三章算法和程序实现 让同学们了解一些经典的算法，模仿借鉴前人解决问题的方法作为自己的知识储备，为 更好更快解决问题打下坚实的基础。 第四章程序设计思想和方法 让同学们了解程序设计中的结构化程序设计思想和面向对象的程序设计思想，在程序设 计中少走弯路。 第五章软件是如何开发的 让同学们了解软件是如何开发的。 第六章综合实践 让同学们动手进行一些实用性软件的开发。 设计思路：通过对教材总览，大致了解教案的基本结构，为后继学习留下铺垫。 师：通过教材目录的阅读，我们了解了课程内容的大致安排，我们将一起去探索算法 与程序设计的奇妙世界，那么我们如何去学好这一门课程呢？ 板书：如何学好 六、活动五：探讨如何学习算法与程序设计 师：请学生推荐班级打篮球最好的同学，请他介绍打球打得好的经验。 生活动 生：练好基本功基本动作，多练习，对篮球明星的动作进行模仿，一个人技术再好不 一定能够赢得比赛，需要战略战术的研究，依靠团队的配合才能赢得比赛。 师生交流 设计思路：师生交流如何通过打篮球引申怎样才能学好程序设计课程。 1、掌握一种程序设计语言。 打篮球需要练好基本动作，比如三步上篮你不能走步。程序设计同样需要掌握一种程序 设计语言的使用，掌握这种语言的基础语法和使用环境，因为你需要把你算法与程序设计思 想转化人机界面和计算机能够接受执行的程序代码。 2、多上机实践 打篮球平时要多练习，错误动作要改正。同样程序设计是一门实践性很强的课程，理论 代替不了自己的亲身体验，因此，学习过程中要做到勤思考、多动手编写程序、多上机实 践。设计的程序可能会出现错误，对于初学者来说，出错的机会更多，程序的测试和调试是 6 / 6 程序设计一个组成部分，调试程序、排除错误的能力，需要在上机实践的锻炼中才能形成。 3、要多阅读 “ 示例” 程序 许多打篮球爱好者喜欢模仿球星的动作，因为球星的动作技巧往往很实用。学习程序设 计也可借鉴此经验。Visual Basic的联机帮助中提供了大量的示例代码，要注意多阅读这些 示例程序，从中分析、归纳别人解决问题的一些好的方法，为已所用。另外，平时还要多注 意访问网上的一些相关站点，在这些站点中，也有很多示例程序和相关的编程资料。 4、要重视算法的设计和分析 打篮球一个人的技术再好也不一定能够赢，还需要战略战术的研究及和队友的配合。学 习算法与程序设计同样如此，中学阶段接触的问题并不复杂，相应算法也较简单。很多同学 看到问题后，往往不认真考虑算法，一开始就把注意力集中到语句和程序的界面上。语言只 是工具，算法才是程序设计的灵魂，只要算法正确，就可以用任何一种语言编写程序。 七、结束语 同学们，今天这节课，是算法与程序设计的入门课。我们体会计算机只是一个工具，它 是要靠人的智慧来指挥的，如何指挥？需要依据我们设计的算法、编写的程序来指挥。我们 通过同学打球篮球的经验谈了如何去学好这一门课。希望同学们不要把当成一个玩具，我们 要让计算机更好的为我们学习和生活服务。 课前我们播放 “ 黑客帝国 ” 的视频片断， “ 黑客帝国 ” 影片中，人与计算机之间的斗争就是 通过程序进行交锋的。谁将会是最最后的胜利者？当然是人类，因为计算机是人通过程序来 控制的。