資源簡介

4.1算法的及其特征
說 課 稿
高中信息技術必修 1
《算法及其特征》說課稿
教材分析：
信息技術新課程標準指出：信息技術課程的核心素養是信息意識、計算思維、數字化學習與創新、培養信息社會責任感，而算法是計算思維的核心素養要素。
計算科學是關于計算的學問，它主要研究哪些問題是可計算的以及怎樣去計算。計算是獲得信息的一種過程，所以計算是動態的，信息的獲得是計算的延申。可以說，問題解決的過程，實質上是描述和變換信息的過程。
本節我們將對“算法”進行更多探究。我們將進一步了解算法的基本要素，明確算法的基本特征，嘗試用枚舉的思想實現簡單算法；學會分析問題，針對問題的解決選擇合理的算法，運用已學的計算知識解決實際問題。
二、學情分析：
只有了解學生知識與能力的現狀，才能更好地發揮每一位學生的。
教學對象特點：本節課面對的對象是高一年級的學生，高中階段學生對于問題有較強的好奇心與求知欲，思維比較活躍，已經從感性思維發展為邏輯思維，學生的獨立思考的能力在逐步提升，教學過程中注意啟發學生思維。在知識儲備上，學生在前面已經掌握了 python 編程語言基本語法知識，寫過簡單的程序代碼，所以這節課內容知識鋪墊比較充分。我會從他們的身心發展特點和認知規律出發，注重引導、鼓勵、啟發，充分調動學習積極性主動性，更有效的開展雙邊互動的教學模式。
三教學目標與核心素養
知識目標：1.了解算法的基本要素和重要特征。2.熟悉將解決問題的方法歸結為一系列清晰、準確的步驟的過程。
能力目標：能夠運用恰當的方式描述算法，并用簡單的python語言實現算法。
素養目標：通過“猜價格贏大禮”以及“誰是冠軍？”兩個案列幫助學生形成獨立思考和解決問題的能力，鍛煉學生的語言組織和小組協作能力。
教學重點：1.能夠分析問題，設計解決問題的算法，并用恰當的方法描述算法。
2.了解枚舉法的含義，并能使用枚舉法解決相關問題。
教學難點：能夠根據實際問題，設計出解決問題的算法，并能夠利用python語言實現算法，解決問題。
[教學方法]
講解演示法、自主探究法
教學過程：
情景導入：
商場舉辦購物狂歡，商家為了吸引顧客，舉辦了商品價格競猜活動。
游戲規則：主持人展示一樣物品，價格在1～100元之間，顧客競猜價格，主持人可以提示“價格高了”或“價格低了”，限時30秒，猜中即可獲得獎品。
提問：由于顧客眾多，我們能不能設計一款線上的猜價格小程序，讓更多的顧客參與到活動中。
活動要求：小組討論問題，教師巡視給予專項指導，學生展示解決方案。教師引導下學生補全流程圖，并根據流程圖分析算法的特征。
歸納有效解決問題的具體步驟，對問題進行定性分析和定量分析，就能得出答案。
從而引出今天的課題：算法的概念及特征
設計意圖：設計意圖：定性分析，挖掘對象特征，重溫算法的結構化表達，通過補全流程圖，讓學生更好理解算法的概念，并通過觀察流程圖，引導學生歸納出算法的特征。
算法的定義：解決問題的方法和步驟稱之為算法。
演示“算法”小視頻。
算法的描述：任務一：請你幫忙設計一個“猜價格”算法。
老師展示自己設計的“猜價格”初級版算法。
學生可以選擇自然語言、流程圖、計算機語言中的一種方式描述。
算法的優化：任務二：完善“猜價格”改良版流程圖和程序代碼。根據對初級版算法的改進，完善改良版算法。
任務三：根據商家需求，不斷優化“猜價格”程序代碼。
如：限制競猜次數、限制競猜時間等。
知識拓展：給學生展示猜價格用的次數相對較少的一種算法——二分法。
二分查找：也叫折半查找，該方法主要將數列有序排列，采用跳躍式的方式查找數據。
注意：二分法查找的前提條件是被查找的數據必須是有序的。
算法的評價：評價：時間復雜度、空間復雜度、正確性、可讀性、健壯性。
*主要從時間復雜度和空間復雜度來考慮。
算法的特征：提問：從“猜價格”算法中，體現了算法的哪些特征？
結合算法的描述，我們可以將算法的重要特征歸納如下：
1.有窮性：算法必須能在執行有限個步驟之后終止。
2.確切性：算法中的每一次運算都有明確的定義，具有無二義性，并且可以通過計算得到唯一的結果。
3.輸入項：有0個或多個輸入。0個輸入是指算法本身給出了初始條件。
4.輸出項：算法一定要有輸出。
5.可行性：算法中執行的任何計算都可以在有限時間內完成。
任務四：根據提示，評出這次“猜價格”活動的競猜冠軍。
提示：這次競猜的冠軍在A、B、C、D四位顧客中。 A說：“不是我。” B說：“是C。” C說：“是D。” D說：“C說的不對。” 已知四人中有一人說了假話。你能判斷出到底誰是冠軍嗎？
枚舉法：任務五：請分析以下代碼的含義，理解解題思路
枚舉法：把所有可能的方法一一列舉，合適就保留，不合適就丟棄，這種方法也叫“窮舉”。
枚舉法解決問題的一般結構：循環+判斷。
枚舉法解題的基本思路如下：
1.確定枚舉對象、枚舉范圍和判定條件；
2.一一列舉可能的解，驗證是否為問題的解。
優點：直觀、易于理解；容易證明正確性。
缺點：運算量較大，解題效率不高。
總結環節，教師通過板書，帶領學生一起總結本課所學，完成本節課內容。
以上就是本節課的說課內容，不足之處，敬請批評指正。

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