高中息技術(shù) 第4章算法與程序設(shè)計(jì)教案 選修1

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1、一、教材分析 1、本章的作用和地位 本章是算法與程序設(shè)計(jì)模塊的重點(diǎn)。學(xué)生在必修模塊中對(duì)程序設(shè)計(jì)的概念有了初步的了解，然后在本模塊前面的章節(jié)加深了對(duì)程序設(shè)計(jì)語言VB的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)程序解決問題作了一些實(shí)踐，積聚了初步的編程經(jīng)驗(yàn)，本章把這些原始的編程經(jīng)驗(yàn)上升到“算法”的高度，把以模仿為主的編程實(shí)踐過渡到以創(chuàng)造為主的程序設(shè)計(jì)過程。算法在程序設(shè)計(jì)中占有重要的地位，算法是程序設(shè)計(jì)的核心，被比作程序設(shè)計(jì)的靈魂。算法強(qiáng)調(diào)按照邏輯順序進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過程和步驟，因此，算法的學(xué)習(xí)和掌握，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。 程序設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中處于比較高端的位置，要純熟掌握自由主義的技巧去解決問題，需要一個(gè)不斷學(xué)

2、習(xí)、總結(jié)的過程。因此，學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，除了本身的價(jià)值外，對(duì)于陪養(yǎng)終生學(xué)習(xí)的習(xí)慣和建立正確的學(xué)習(xí)方法將起到很好的作用，為學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)慣奠定基礎(chǔ)。 2、本章主要內(nèi)容介紹 掌握編程技術(shù)是信息社會(huì)的建設(shè)者的基本素質(zhì)。本章通過解決具體的問題方式，介紹了一些常見的算法。但本章所介紹的算法僅僅是算法的一部分，實(shí)際上，算法的種類遠(yuǎn)不止這幾種。而且，問題的解決并不都是依靠單獨(dú)的一種算法就能完成的，多數(shù)情況是，需要配合使用幾種算法才能達(dá)到整個(gè)目的。也就是說，算法存在多樣性、復(fù)雜性等特征，這些特征有利于學(xué)生形成對(duì)算法的正確認(rèn)識(shí)，從而提高利用算法來解決問題的能力，所以，在實(shí)際教學(xué)中需要對(duì)這些內(nèi)容給予關(guān)注。

3、本章設(shè)置了6節(jié)內(nèi)容。 “4.1 用解析法設(shè)計(jì)程序”。本節(jié)介紹了主要靠列出解析式來解決問題的方法。這種得法對(duì)工程技術(shù)界是常見的。解析式的導(dǎo)出可能需要專門的知識(shí)，本節(jié)只探討了一些在程序設(shè)計(jì)中常見的問題解析解法。更深入的探究可能需要“計(jì)算方法”的專門學(xué)問。 “4.2　用窮舉法設(shè)計(jì)程序”。本節(jié)介紹的算法是比較容易理解，算法也相對(duì)直觀。人們解決問題時(shí)，通常都會(huì)考慮用窮舉法，但沒有計(jì)算機(jī)幫助時(shí)，窮舉法所需要的計(jì)算量往往令人望而生畏，但應(yīng)用窮舉法設(shè)計(jì)程序解決問題，則顯得游刃有余。應(yīng)用計(jì)算機(jī)作窮舉法，關(guān)鍵是窮舉過程的設(shè)計(jì)。 “4.3　查找得法設(shè)計(jì)”。本節(jié)介紹了順序文件查找的思路，還介紹了一種非常有用的

4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)――數(shù)組。從這一節(jié)開始，我們有意識(shí)地留下一些在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí)常常會(huì)遇到的問題讓同學(xué)們自己解決，有時(shí)例子中給出的程序亦非盡善盡美，我們希望在教師的引導(dǎo)下，同學(xué)們能夠通過討論和探索找到解決問題的途徑。這種發(fā)現(xiàn)和排除錯(cuò)錯(cuò)誤的能力，是進(jìn)行程序設(shè)計(jì)所必不可少的。 “4.4　排序算法設(shè)計(jì)”。本節(jié)介紹了選擇排序和拖入排序兩種常見的排序算法。這兩種排序算法是龐大的排序算法家族比較粗淺的，效率不高，但比較容易理解，因此在數(shù)據(jù)量不太多的場(chǎng)合，應(yīng)用還是很廣泛的。 “4.5　遞歸算法與遞歸程序”。本節(jié)介紹的是一種直接或間接地調(diào)用自身程序段的算法，這是本章介紹的算法中比較抽象的。遞歸算法一般并不直接給出

5、問題的解答，而是只在最初的簡(jiǎn)單情況下給出了解答，然后通過自身的調(diào)用，把所有的情況都?xì)w結(jié)到最初的情形。必須注意的是，遞歸程序中對(duì)自身的調(diào)用一定是有條件的，否則遞歸過程不可能正常結(jié)束。 “4.6　問題求解綜合活動(dòng)”。算法不是孤立的，更不是靜止的，要設(shè)計(jì)程序解決實(shí)際問題，往往需要整合多種算法并且加以創(chuàng)新。本節(jié)進(jìn)行了一個(gè)綜合實(shí)踐活動(dòng)，以期讓同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)了一定的算法基礎(chǔ)知識(shí)之后，了解這個(gè)整合和創(chuàng)新的過程，加深對(duì)算法的認(rèn)識(shí)。這里選擇了一個(gè)很有實(shí)用價(jià)值也有一定難度的問題――兩個(gè)很大整數(shù)的如何相乘。本節(jié)給出了解答的過程，但本節(jié)最后得出的程序卻并非盡善盡美的，因?yàn)槲覀兿肓粲幸恍┛臻g讓同學(xué)們發(fā)揮，以增加他們發(fā)現(xiàn)

6、錯(cuò)誤和排隊(duì)錯(cuò)誤的能力。 本章是在同學(xué)們對(duì)算法語言和程序設(shè)計(jì)有了基本的認(rèn)識(shí)之后進(jìn)行的，在問題提出→問題分析→尋找算法→設(shè)計(jì)各種程序→調(diào)試（測(cè)試）程序的問題求解過程中突出了算法的主線。在算法的主線之下，本章對(duì)VB語言在語法方面的知識(shí)也作了必要的補(bǔ)充。這些語法知識(shí)主要是順序文件和數(shù)組。然而，這些是程序設(shè)計(jì)中十分有用的內(nèi)容，在教學(xué)過程中必須充分注意。 3、重點(diǎn)難點(diǎn)分析 教學(xué)重點(diǎn)： (1)理解算法的思想。了解尋找恰當(dāng)?shù)乃惴ㄔ趩栴}求解的過程中的作用和地位。學(xué)會(huì)在算法層次加深對(duì)問題的理解。 (2)掌握解析法、窮舉法、順序查找和對(duì)半查找法、比較排序和插入排序法、遞歸等算法的基本思路，算法思想應(yīng)用

7、于程序設(shè)計(jì)實(shí)踐之中。這是學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的一個(gè)十分重要的步驟。 (3)學(xué)會(huì)以順序文件為代表的文件操作。與各種文件打交道，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用于實(shí)際的重要途徑。 (4)理解數(shù)組的概念，能夠在程序設(shè)計(jì)中熟練應(yīng)用數(shù)組。數(shù)組是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在許多算法語言中，它還是實(shí)現(xiàn)棧、隊(duì)列、鏈、表、指針等其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的工具。運(yùn)用數(shù)組的熟練程度，一定程度上體現(xiàn)了程序設(shè)計(jì)的水平。 教學(xué)難點(diǎn)： (1)建立抽象的算法設(shè)計(jì)和具體的程序代碼之間的聯(lián)系，使學(xué)生形成一個(gè)正確的設(shè)計(jì)程序解決問題的方法，是本章的一個(gè)很重要的目標(biāo)。但這個(gè)過程比較抽象，從而也就相當(dāng)困難。 (2)查找算法、排序算法、遞歸算法在理解上都會(huì)有一些困難，講述過

8、程不要操之過急，要讓學(xué)生真正理解算法的過程。 (3)過程中量的作用域，形參與實(shí)參之間值的傳遞方式，這是過程調(diào)用中必然出現(xiàn)的問題，也是一個(gè)容易隱含錯(cuò)誤的地方，務(wù)必加以充分的注意。 (4)最后一節(jié)的問題求解綜合活動(dòng)是比較困難的，在面上教學(xué)時(shí)要把握難度。但對(duì)于選修“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊的同學(xué)，他們對(duì)程序設(shè)計(jì)有較濃厚的興趣和較高的期望，應(yīng)當(dāng)幫助他們克服困難，幫助他們完成這個(gè)綜合活動(dòng)，使他們的程序設(shè)計(jì)能力有較大的提升。 二、教學(xué)建議 本章內(nèi)容多，要求高，但課時(shí)也相對(duì)較多。因此要求循序漸進(jìn)地把各環(huán)節(jié)的內(nèi)容都講好，讓學(xué)生真正掌握這些算法的思想，提高設(shè)計(jì)程序求解問題的能力。 1、學(xué)情分析 一般

9、來說，學(xué)生在必修模塊第一次接觸程序設(shè)計(jì)的概念，然后在本教材前面的章節(jié)中對(duì)VB語言有了更多的了解，也學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)程序求解問題的基本方法，掌握了一些設(shè)計(jì)程序的技能，對(duì)程序設(shè)計(jì)有了初步的興趣。但很有可能的是，同學(xué)之間出現(xiàn)了的差異，特別是在一個(gè)班的同學(xué)中可能有的同學(xué)在初中甚至小學(xué)階段就學(xué)習(xí)過程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，其設(shè)計(jì)程序有了相當(dāng)?shù)哪芰Γ坏赡苡幸恍┩瑢W(xué)只在本教材中才首次接觸程序設(shè)計(jì)這回事，對(duì)一些稍有難度的問題，設(shè)計(jì)程序總有些力不從心。因此，本章的教學(xué)過程必須注意同學(xué)的反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。 2、教學(xué)策略 學(xué)生在編程技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)中，由于經(jīng)驗(yàn)、悟性等原因，謝謝會(huì)表現(xiàn)出較大的差異。而且，算法本身也是一個(gè)比

10、較抽象的內(nèi)容，算法設(shè)計(jì)帶有較強(qiáng)的創(chuàng)造性，這樣會(huì)給教學(xué)造成許多困難。在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)采取一些有效的辦法(如課前讓學(xué)生填寫調(diào)查問卷、與個(gè)別學(xué)生訪談或者課堂上注意收集學(xué)生的反饋等等)，關(guān)注學(xué)生群體的和個(gè)體的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在保證全體學(xué)生達(dá)成基本目標(biāo)的基礎(chǔ)上，教師可以根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)立多級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)和多樣的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在參與合作中相互學(xué)習(xí)并發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，學(xué)有所得。并且，老師在具體的教學(xué)過程中，盡量在教學(xué)的直觀性上有所創(chuàng)新、有所突破，讓學(xué)生聽得明白學(xué)得懂。 (1) 教師可以圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)設(shè)情景、使用教具、編制程序演示算法的細(xì)節(jié)和先進(jìn)步驟，讓學(xué)生在容易理解的情景中充分理解教材中內(nèi)容和算法的基

11、本思路，學(xué)習(xí)到算法的精髓。 (2) 由于算法的抽象性和思辨性，教學(xué)過程更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與。老師應(yīng)在教學(xué)活動(dòng)中注意激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，注意把自主學(xué)習(xí)、合作探究、研究性學(xué)習(xí)等方式引入課堂教學(xué)。教師要引導(dǎo)學(xué)生通過討論、分析、思考和探索等方式，結(jié)合視頻教學(xué)、案例學(xué)習(xí)、問題驅(qū)動(dòng)及交流展示等教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生理解和把握算法的基本思路，讓學(xué)生領(lǐng)略其內(nèi)涵。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，老師應(yīng)當(dāng)善于利用，引導(dǎo)學(xué)生找出錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因和改正錯(cuò)誤的方法，這往往會(huì)有事半功倍的效果。 (3)本章正文內(nèi)容設(shè)置了多個(gè)欄目，如：“任務(wù)”、“交流”、“探究”等，是依據(jù)認(rèn)知活動(dòng)過程設(shè)置的，意在幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)線索，有助于教師組織教學(xué)活動(dòng)。教師可以參考這些欄目設(shè)置展開教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀和理解所學(xué)內(nèi)容并參與活動(dòng)。 三、教學(xué)評(píng)價(jià) 本章學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)主要針對(duì)對(duì)算法思路的理解和轉(zhuǎn)化為程序代碼的能力，兼顧對(duì)VB語法的掌握和程序的調(diào)試能力。 四、課時(shí)分配建議 教 學(xué) 內(nèi) 容 建 議 課 時(shí) 數(shù) 第一節(jié) 用解析法設(shè)計(jì)程序 2 第二節(jié) 用窮舉法設(shè)計(jì)程序 2 第三節(jié)　查找算法設(shè)計(jì) 2 第四節(jié)　排序算法設(shè)計(jì) 2 第五節(jié)　遞歸算法與遞歸程序 2 第六節(jié)　問題求解綜合活動(dòng) 2