資源簡介

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第5課　算法的特征
教材分析：
本課是《算法與算法表示》中的最后一課時。本課的教學內容是了解算法的三個特征：有窮性、確定性、有輸出，并且能夠根據算法的特征準確描述某一種行為的算法。通過本課學習，進一步提升學生對算法的理解，提高學生準確描述相關算法的能力，幫助學生進一步理解算法是通過明確、可執行的操作步驟描述的問題求解方案。本節課基于算法的三個特征分別引用了不同的實例，旨在讓學生通過問題驅動、實例分析理解算法的特征，學會運用算法的特征檢驗算法的正確性。
預設教學目標：
1. 通過生活中的實例分析，知道算法的特征：算法的有窮性、算法的確定性和算法要有輸出。
2. 通過不同算法的對比，領會算法的三大特征，理解算法是通過明確的、可執行的操作步驟的問題求解方案。
3. 通過完善水果茶的練習，理解算法的特征，有意識地將其應用于數字化學習過程中，體會到算法對解決生活和學習中的問題的重要性，形成用計算思維以及計算機程序解決實際問題的能力。
預設教學重點：
知道算法的三大特征。
預設教學難點：
理解算法的特征，并有意識地應用到學習生活中。
預設教學內容：
1.算法的有窮性。
2.算法的確定性。
3.算法要有輸出。
預設教學課時：
1課時
預設教學準備：
學習單、極域電子教室、課件
預設教學過程：
一、探究活動
【探索一】——有窮性
1.同學們，今天我們繼續來學習有關算法的知識，在學習之前，老師在你們電腦桌面上下發了一個答題小程序，請打開試一試。
學生打開“答題小程序”，進行嘗試。
2.任務一：
①小組討論：通過嘗試，你認為“答題小程序”的流程圖算法是右邊哪一個？（填序號）
我認為是 。
②通過嘗試，你覺得這個“答題小程序”能解決什么問題嗎？如果能，請寫出解決的問題，如果不能，請寫出原因。
。
（不能解決問題，這個算法是一個無限循環的算法，算法執行的步驟是有限的，必須在有限時間內完成。）
學生嘗試，并填寫任務一。
反饋交流。
3.我們來回顧一下什么是算法呢？算法是解決問題的方法及其步驟，如果解決問題的方法及步驟是無窮無盡的，那么這個算法就不能解決問題，不能解決問題的算法是沒有意義的,算法要能結束才能解決問題。
4. 總結：算法必須在有限時間內完成，即算法必須能在執行有限步驟之后終止。沒有結束，問題就沒辦法解決，不能解決問題的算法是沒有意義的。這就是算法的第一個特征——有窮性。
就比如煮水果茶的算法，若一直重復“洗水果”“切片”這個步驟，那么永遠都煮不出茶來。
【探索二】——確定性
1.試一試：修改這個流程圖算法，讓答題小程序能夠答題，并能結束，體現算法的有窮性。
學生回答，教師出示。
是的，前面的輸入班級、學號、姓名不變，接下來要做什么呢？最后結束對吧。既然是答題小程序，結束之前應該就是答題了。
2.教師出示修改后的流程圖。
思考：“答題”這一步，計算機知道怎么操作嗎？
教師請一位同學起立：“請答題！”你有什么疑問？
3.那應該怎樣修改才能進行答題？
學生進行討論。
小組討論：“答題”的操作步驟具體應該是怎樣的？
我認為是 。
4.教師引導：答題有很多種方式，比如闖關答題，pk答題，積分答題等等，但不管哪種答題，首先系統得先出題，用戶才能進行作答，對吧？
所以第一步就是：提出問題，第二步是回答問題。
那么答題的操作步驟就可以變成：出題答題。
5.教師小結：所以算法除了有窮性，算法中的每一步必須是確定且能有效執行的，而不能是模糊不清的。這就是算法的第二個特征：確定性。
6.任務二：根據算法的確定性特征，請你找出煮水果茶的算法中不合理的地方，并用方框圈出來。
學生練習。
反饋交流。
【探究三】——有輸出
1.經過剛才同學們的討論，老師將原先的“答題小程序”進行了修改，變成了青銅版，我們一起來看，教師打開桌面上的“答題小程序青銅版”，再來看看這個程序的算法是否已經完善，達到你的預期？
教師進行演示。
2. 反饋交流：
經過你的嘗試，你有沒有發現什么問題呢？
（完成了答題之后沒有任何反饋）你希望得到怎樣的反饋？
是否正確。
不錯，就像老師布置了作業，結果大家都按要求做完了，最后老師也沒有批改，也沒有校對與講評，你也不知道這個知識點自己到底是掌握了還是沒有掌握，那么這樣的作業就是無效的，沒有任何意義的。
3.教師小結：算法必須有確定的輸出，可產生一個或多個輸出，沒有輸出的算法是毫無意義的。有輸出是算法的第三個特征。
通過討論，老師又進行了修改，教師下發“答題小程序（白銀版）”，接下來請你打開白銀版，進行操作，感受一下有反饋結果的算法。
學生操作。
教師提問：算法在計算機中執行，可以有哪些類型的輸出呢？
數值、文字、圖、等各種各樣的數據。
4.算法必須有輸出，比如通過預約排號算法輸出排隊序號，通過導航算法輸出多條備選路線，通過購買車票算法輸出訂單結果。那這個煮水果茶的算法有輸出嗎？（沒有）
所以，這個算法最后還要加上一步輸出：將煮好的水果茶倒入茶杯中。
5. 判斷：以下流程圖算法能成功得到三角形面積的值嗎？
不能。有什么問題呢？
指出問題：計算面積步驟不夠明確，缺少輸出，無法得到三角形面積的值。
如何修改呢？課件演示修改后的流程圖算法。
6.揭題，并總結
是的，通過剛才我們的三個小探究活動，我們知道了算法的三個特征，這就是我們今天要學習的第5課算法的特征。
總結：算法是由一系列明確可執行的方法及其步驟組成，在有限的步驟內解決問題。
算法一般在計算機中執行，它具有有窮性、確定性、有輸出等特征。
二、鞏固練習
1.根據算法的三個基本特征要求，選擇其中一個任務進行算法描述。
2.反饋交流
3.課堂小測【可根據自己的喜好選擇問卷網或希沃白板課件】
三、課堂小結
課件出示購買車票和計算三角形面積的算法描述，一起找出它們的共同點，對本節課進行總結。
這兩個算法都有開始和結束，說明有始有終，這體現了算法的有窮性特征。
它們在描述算法時，底的值、高的值、車次、時間等數據明確，指令確定，這體現了算法的確定性特征。
這兩個算法在最后都有輸出結果，這體現了算法的有輸出特征。
【課后反思】
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共6張PPT)
開始
結束
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
任務一：
①打開桌面上的“答題小程序”，試一試。
小組討論：通過嘗試，你認為“答題小程序”的流程圖算法是右邊哪一個？（填序號）
我認為是 。
②通過嘗試，你覺得這個“答題小程序”能解決什么問題嗎？如果能，請寫出解決的問題，如果不能，請寫出原因。
。
①
②
步驟1：把水果洗凈切片。
步驟2：放水果片若干。
步驟3：加入適量配料。
步驟4：加水。
步驟5：將水溫煮到大概100攝氏度。
步驟6：再煮一會兒。
任務二：
打開桌面上“答題小程序白銀版”，感受答題的整個算法過程。
任務三：
準確描述使用電子體溫計檢測到有人體溫超過37.3攝氏度時發出警報聲的算法。
準確描述購買某種商品時超市自動收銀的算法。
根據算法的三個基本特征，選擇下面任一個進行算法描述。
（流程圖或自然語言描述方式均可。）(共22張PPT)
開始
結束
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
任務一：
①打開桌面上的“答題小程序”，試一試。
小組討論：通過嘗試，你認為“答題小程序”的流程圖算法是右邊哪一個？（填序號）
我認為是 。
②通過嘗試，你覺得這個“答題小程序”能解決什么問題嗎？如果能，請寫出解決的問題，如果不能，請寫出原因。
。
①
②
如果解決問題的方法及步驟是無窮無盡的，那么這個算法就不能解決問題，不能解決問題的算法是沒有意義的,算法要能結束才能解決問題。
開始
結束
步驟有限
時間有限
有窮性
開始
清洗蘋果
將蘋果切片
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
？
答題
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
答題
小組討論：
“答題”的操作步驟具體應該是怎樣的？
我認為是 。
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
答題
思考：如何修改才能進行答題呢？
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
進行答題
①提出問題
②輸入回答
出題
輸入答案
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
出題
輸入答案
算 法
每一步必須確定且能有效執行，不能模糊不清。
確定性
步驟1：把水果洗凈切片。
步驟2：放水果片若干。
步驟3：加入適量配料。
步驟4：加水。
步驟5：將水溫煮到大概100攝氏度。
步驟6：再煮一會兒。
任務二：
步驟1：把水果洗凈切片。
步驟2：放水果片若干。
步驟3：加入適量配料。
步驟4：加水。
步驟5：將水溫煮到大概100攝氏度。
步驟6：再煮一會兒。
“答題小程序” “答題小程序（青銅版）”，再來看看這個程序的算法是否已經完善，達到你的預期？
如果沒有達到你的預期，那么你覺得還應該怎樣改進？
改進方法： 。
有反饋結果
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
出題
輸入答案
答案正確嗎？
正確提示/增加計分
錯誤提示/積分不增加
是
否
開始
輸入班級
輸入學號
輸入姓名
出題
輸入答案
算 法
必須有確定的輸出，可產生一個或多個輸出，沒有輸出的算法是毫無意義的。
有輸出
算法在計算機中執行，有哪些類型的數據輸出呢？
數值
文字
圖形
算法
有輸出
數值
文字
圖
……
預約排號算法
輸出
排隊序號
導航算法
輸出
多條備選路線
有輸出嗎？
購買車票算法
輸出
訂單結果
開始
輸入底的值
輸入高的值
計算面積
判斷：以下流程圖算法能成功得到三角形面積的值嗎？
不夠明確
缺少輸出
開始
輸入底的值
輸入高的值
計算三角形的面積：底×高÷2
輸出三角形的面積
執教者：
由一系列明確可執行的方法及其步驟組成，在有限的步驟內解決問題。
有窮性
確定性
有輸出
準確描述使用電子體溫計檢測到有人體溫超過37.3攝氏度時發出警報聲的算法。
準確描述購買某種商品時超市自動收銀的算法。
根據算法的三個基本特征，選擇下面任一個進行算法描述。
（流程圖或自然語言描述方式均可。）
對商品信息進行掃描、讀取，不同的商品，有不同的價格，直到商品全部讀取完畢。
顯示出不同商品的信息、數量、單價及累計的金額
選擇支付方式：微信/支付寶/現金等，扣款
打印出消費清單
計算出商品總額及優惠信息并顯示
輸入
輸出
處理
測量人的體溫
如果體溫>37.3攝氏度，那么發出警報聲。
顯示體溫度數
開始
測量人的體溫
體溫>37.3
是
否
發出警報聲
輸出體溫度數
希沃白板網址
問卷網網址
開始
輸入底的值
輸入高的值
計算三角形的面積：底×高÷2
輸出三角形的面積
開始
輸入購票信息：起點、終點、時間等
顯示符合條件的信息
提交訂單信息
選擇車次與乘車人
查詢匹配信息
選擇付款方式，完成付款
輸出訂單結果
▲計算機三角形面積算法
▲購買車票算法

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