資源簡介

4.3 《非數值計算》
教材分析： 本節課選自高中信息技術《必修一：數據與計算》第四章第三節的內容，通過典型應用案例，讓學生掌握分治思想和遞歸思想，了解分治算法和遞歸算法的優缺點及典型應用，培養學生根據問題選擇合適的算法形成解決問題的方案的能力，進一步促進學生學科核心素養的提升。
學生分析： 本節課的授課對象為高一年級的學生。這一時期的學生已經初步具備python編程能力，在前面幾節課的基礎上，基本了解算法的概念及計算機解決問題的過程，但是對于問題分析能力以及將算法轉化為編程過程的能力需要教師進一步督促引導。
教學目標： 1.通過分析問題-設計算法-編程實現-測試運行的解決問題的過程，能夠根據具體問題設計合適的算法形成解決問題的方案。 2.通過“猜數字小游戲”,了解分治思想，并運用二分查找解決實際問題。 3.了解分治算法的優缺點，了解分治思想在生活中的應用。
教學重難點： 【教學重點】理解分治算法的原理以及二分查找解決問題的過程。 【教學難點】學以致用，能夠運用合適的算法形成解決問題的方案。
教學準備： 教學硬件：機房 教學軟件：python、wps、 教學資源：課堂活動清單、python半成品程序、教學課件等。
推薦課時：1課時（40min）
教學過程 教師活動 學生活動 設計意圖
課堂復習 （2min） 通過例題復習 random.randint()函數的相關知識點。 回顧相關知識點。 復習之前學過的知識，為本節課的教學內容做鋪墊。
課堂引入 （3min） 運行”猜數字游戲“，描述游戲功能。 思考：如何編寫代碼實現游戲。 觀看游戲運行過程，思考編寫程序實現步驟。 通過生活化小游戲，引入課堂，吸引學生興趣。
新 知 講 授 （33min） 新 知 講 授 （33min） 知識講解1 （3min） 分析問題： 如何生成隨機數 如何輸入要猜的數字 要猜幾次？ 如何比較m與t，如果猜中如何處理？ 思考編程需要解決的幾個問題。 培養學生問題分析的能力，能夠根據問題形成解決問題的方案，形成計算思維。
活動一： 補充程序 （5min） 講解流程圖設計的算法，讓學生學會根據算法編程。 完成活動1的python半成品。 在一步步教學環節中，形成分析問題-設計算法-編程實現-代碼測試的計算機解決問題的過程。
知識講解2 （3min） ”猜數字游戲“，如何猜的又快又準 如果使用枚舉算法，一個數字一個數字的猜測，效率太低，如何實現快速猜測？ 學生根據生活嘗試，回答：每次從中間開始猜測。 聯系生活實際，引出分治算法的思想，體會分治思想在生活中的應用。
知識講解3 （3min） 分治算法 教師講解分治算法的原理： 大事化小，小事化了。 學生理解分治算法的思想，并能應用到案例中。 基于現實問題的講解，有利于知識點的快速記憶，便于學生知識結構的遷移。
案例演示 （2min） 教師演示如何使用二分查找從一個有序列表中查找數字9。 學生觀看演示過程，理解二分查找。 通過形象化案例，轉化抽象思維，理解二分查找的原理。
活動二： 再次運行“猜數字游戲”體驗利用二分查找實現最快的找到數字 （5min） 巡回指導 對比兩個查找過程 體驗二分查找法查數據的優勢。 通過對比，學生能夠很容易理解二分查找的優勢。
知識講解4 （3min） 講解二分查找最壞查找次數，引出二分法查找最快需要幾步？ 學生思考回答1次，但每個數字最快找到次數是不一樣的。 循序漸進引入問題，引發學生思考。
活動三：將程序補充完整。統計二分法最快查找次數。 （5min） 巡回指導 將程序補充完整 通過程序補充，體會利用python工具解決二分查找的過程。
拋磚引玉 （2min） 二分查找的前提是：被查找的數據必須是有序的! 如何對一組無序的數據如何進行排序呢？ lst=[9，6 ，45，23，48，7] 學生思考排序的方法 承上啟下，為后面引出遞歸實現排序做鋪墊。
共同探討（2min） 講解數據排序的算法思想—分、治、合。 請同學們課后思考如何根據遞歸算法實現排序。 學生根據教師的講解思路，思考排序的遞歸算法流程。 拋出問題，引發思考，吸引學生學習遞歸的興趣
課堂總結 （2min） 通過思維導圖總結知識點。 回顧本節課的知識點。 思維導入的形式容易讓學生清楚明了本節課的重難點，在回顧的過程中完成知識體系的建構。
板書設計: 4.3 非數值計算 1.分治算法：分→治→合 2.二分查找優缺點：速度快，但要求查找序列必須有序。

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