高中信息技术课标教材培训资料-算法与程序设计(选修)zcs.ppt
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1、高中信息技术课标教材培训高中信息技术课标教材培训算法与程序设计(选修)算法与程序设计(选修)2010年年6月月随机点名随机点名课程的发展 上世纪九十年代初,计算机在我国逐渐开始普及,当上世纪九十年代初,计算机在我国逐渐开始普及,当时计算机的主要操作系统是时计算机的主要操作系统是DOS,基于,基于DOS环境、面向环境、面向过程的编程工具包括过程的编程工具包括Quick Basic、Turbo C、Turbo Pascal、FoxPro等。等。九十年代中后期,九十年代中后期,Windows 95、Windows 98逐步取代逐步取代DOS成为主流操作系统,成为主流操作系统,Windows环环境下编
2、程最大的特点就是境下编程最大的特点就是“可视化可视化”。采用可视。采用可视化编程和面向对象技术,使得程序设计的过程更化编程和面向对象技术,使得程序设计的过程更加直观、高效。加直观、高效。Microsoft推出的推出的Visual Studio 6.0系列(包括系列(包括Visual Basic、Visual C、Visual FoxPro等)和等)和Borland推出的推出的Delphi、C+ Builder是这一阶段的主要开发是这一阶段的主要开发工具。工具。2002年,年,Microsoft为了迎接互联网时代的到来、为了迎接互联网时代的到来、适应互联网软件开发的需求,推出了适应互联网软件开发
3、的需求,推出了Visual Studio.NET。这是一套非常完善的开发工具,。这是一套非常完善的开发工具,包括包括Visual Basic.NET、Visual C+.NET、Visual C#.NET、Visual J#.NET,它们都使,它们都使用相同的集成开发环境(用相同的集成开发环境(IDE),可用于快速开发),可用于快速开发Windows桌面应用程序、桌面应用程序、ASP.NET Web应用应用程序、程序、XML Web Services甚至移动设备应用甚至移动设备应用程序等。目前,程序等。目前,VS.NET已经成为已经成为Windows平平台最主流的开发工具。台最主流的开发工具。
4、 教材章节教材章节课程标准中本模块主题组成结构课程标准中本模块主题组成结构算法与程序设计 计算机解决问题的基本过程 算法与问题解决例举 程序设计语言初步 教材章节与课标的关系教材章节与课标的关系计算机解决问题的基本过程 算法与问题解决例举 程序设计语言初步 如何用计算机解决问题程序设基础 算法与程序实现 程序设计思想和方法 第一章第一章 如何用计算机及解决问题如何用计算机及解决问题知识点解析知识点解析知识点表格知识点表格课程标准的相关条目课程标准的相关条目教学建议教学建议知识点表格知识点表格主题主题知识单元知识单元知识点知识点内容描述内容描述如何如何用计用计算机算机解决解决问题问题计算机解决问
5、计算机解决问题的过程题的过程人是如何解决问题人是如何解决问题计算机解决问题的计算机解决问题的过程过程将两者进行比较,找出人机解决问题的异同将两者进行比较,找出人机解决问题的异同算法描述与设算法描述与设计计算法的概念、特征算法的概念、特征与作用与作用算法描述算法描述什么是算法、算法的多样性什么是算法、算法的多样性对算法作出简单的评价对算法作出简单的评价用自然语言、流程图和伪代码来描述算法用自然语言、流程图和伪代码来描述算法初试身手,体初试身手,体验编程验编程源程序源程序计算机如何执行程计算机如何执行程序等序等体验编程的乐趣,知道什么是程序源代码体验编程的乐趣,知道什么是程序源代码领会算法、程序设
6、计、程序设计语言之间的领会算法、程序设计、程序设计语言之间的关系关系课程标准的相关条目课程标准的相关条目(1 1)结合实例,经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解)结合实例,经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程,认识算法和程序设计在其中的地位和作用。决问题的基本过程,认识算法和程序设计在其中的地位和作用。(2 2)经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。)经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。(3 3)在使用计算机解决实际问题的过程中,通过观看演示、模仿、)在使用计算机解决实际问题的过程中,通过观看演示、模仿、探究、实践等环节,了解顺序、
7、选择、循环三种基本结构及其重要探究、实践等环节,了解顺序、选择、循环三种基本结构及其重要作用,掌握计算机程序的基本概念,能解释计算机程序执行的基本作用,掌握计算机程序的基本概念,能解释计算机程序执行的基本过程。过程。(4 4)了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序)了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。开发环境等基本知识。知识点解析知识点解析学习程序设计,必须首先了解什么是学习程序设计,必须首先了解什么是。而对程序的一般的。而对程序的一般的解释是解释是“程序是计算机的一组指令,经过编译和执行才能最终完成程程序是计算机的一组指令,经过编译和执行
8、才能最终完成程序设计的动作。程序设计的最终结果是软件。序设计的动作。程序设计的最终结果是软件。”显然,作为刚刚开始显然,作为刚刚开始接触程序设计的中学生来说这样的定义是过于深奥的,也是不切实际接触程序设计的中学生来说这样的定义是过于深奥的,也是不切实际的,围绕这一主题展开的解释和概念说明显然也不可行。那么,如何的,围绕这一主题展开的解释和概念说明显然也不可行。那么,如何叫学生了解什么是程序呢?叫学生了解什么是程序呢? 如果不执着于精准的概念(当然,程序的概念到现在也没有定如果不执着于精准的概念(当然,程序的概念到现在也没有定论),突出程序的效用是一种好的选择。论),突出程序的效用是一种好的选择
9、。“以例代说以例代说”,告诉学生,告诉学生,用一些代码(符号和逻辑)可以解决身边实际的问题,这种实际的问用一些代码(符号和逻辑)可以解决身边实际的问题,这种实际的问题最好是学生用非程序的方法难于解决的。题最好是学生用非程序的方法难于解决的。例如,“你好”1、2、3、4、5v Private Sub Form_Click()v Print 你好你好v End Subv Private Sub Label1_Click()v Label1.Caption = 你好你好v 让让label1的的caption属性变为属性变为“你好你好”v End Subv Private Sub Command1_C
10、lick()v Text1.FontSize = 16v Text1.Text = 欢迎使用欢迎使用Visual Basic 6.0中文版中文版v End Subv Private Sub Command2_Click()v Text1.Text = v End Subv Private Sub Command3_Click()v Endv End Sub知识点解析知识点解析 例如,对例如,对“程序是什么程序是什么”这样的主题,选择实例时这样的主题,选择实例时就应该考虑:就应该考虑:(1)程序的优势:程序可以帮助我们解决用其它常规方法难于)程序的优势:程序可以帮助我们解决用其它常规方法难于解决
11、的问题;解决的问题;(3)过程化的观点:高级语言程序是过程化的,即程序运行中)过程化的观点:高级语言程序是过程化的,即程序运行中任何的动作都需要代码来控制;任何的动作都需要代码来控制;(2)程序的特点:程序是精确的,改变一点代码也会使运行结)程序的特点:程序是精确的,改变一点代码也会使运行结果发生巨大的变化;果发生巨大的变化;(4)程序的实用性:程序是有用的,可以解决我们身边的问题;)程序的实用性:程序是有用的,可以解决我们身边的问题;(5)程序的趣味性:趣味性的作用很多,有两个作用是不容忽)程序的趣味性:趣味性的作用很多,有两个作用是不容忽视,即提高学生的学习兴趣和为教学找到有利的切入点。视
12、,即提高学生的学习兴趣和为教学找到有利的切入点。知识点解析知识点解析 程序是如何编写,又是如何执行的呢?作为程序是如何编写,又是如何执行的呢?作为教学的深入,这里应该讲解两个主题:教学的深入,这里应该讲解两个主题:(1)编辑程序、编译程序、执行程序的过程。)编辑程序、编译程序、执行程序的过程。中学程序设计相关教学中一个很重要的任务就是消除学生对程中学程序设计相关教学中一个很重要的任务就是消除学生对程序设计的神秘感,一个由字母、数字和符号组成的程序如何可以执行?序设计的神秘感,一个由字母、数字和符号组成的程序如何可以执行?如何做出许多有趣的动作?每个刚刚接触到程序设计的学生可能都会如何做出许多有
13、趣的动作?每个刚刚接触到程序设计的学生可能都会问这些问题,因此,使学生认识到程序是从手工编写代码,经过编译问这些问题,因此,使学生认识到程序是从手工编写代码,经过编译和链接成为可执行的二进制文件的过程是很有必要的。和链接成为可执行的二进制文件的过程是很有必要的。建议此节采用演示的教学方式,写一个简单的建议此节采用演示的教学方式,写一个简单的VB程序,然后编程序,然后编译它,让学生观察译它,让学生观察frm文件(可以用记事本程序打开它,说明源程序文件(可以用记事本程序打开它,说明源程序与一般的文本文件没有什么两样)和与一般的文本文件没有什么两样)和exe文件,并且运行文件,并且运行exe文件,文
14、件,演示程序效果。演示程序效果。(2)作为文件,一个程序()作为文件,一个程序(VB程序)在计算机中是如何存程序)在计算机中是如何存在的。在的。一个一个VB应用程序是一个应用程序是一个VB工程,而一个工程中包含许多文件,工程,而一个工程中包含许多文件,如如frm文件,文件,frx文件,文件,vbw文件,文件,vbp文件,文件,bas文件等。首先是文件等。首先是介绍这些文件的大致用途,并且向学生灌输工程的概念,使他们知道介绍这些文件的大致用途,并且向学生灌输工程的概念,使他们知道写一个程序不止是写一个文本文件,而是做一个工程,作为工程的写一个程序不止是写一个文本文件,而是做一个工程,作为工程的V
15、B程序是由许多有用的文件构成的;其次,让学生养成程序是由许多有用的文件构成的;其次,让学生养成“一个程序一个程序一个文件夹一个文件夹”的习惯,这样,众多的的习惯,这样,众多的VB文件才能够井然有序。文件才能够井然有序。 此节的教学上当然也是以演示为主。此节的教学上当然也是以演示为主。知识点解析知识点解析 第一章的任务是让学生了解课程的全貌,并第一章的任务是让学生了解课程的全貌,并且让学生掌握一些重要的程序设计的理念。与程且让学生掌握一些重要的程序设计的理念。与程序设计并重的概念是算法,如何讲解算法的概念序设计并重的概念是算法,如何讲解算法的概念呢?首先,作为教师应该明白,算法的精确定义呢?首先
16、,作为教师应该明白,算法的精确定义至今也没有定论,不应该把授课的精力放在概念至今也没有定论,不应该把授课的精力放在概念的讨论上。但是作为算法的教学,如下几点应该的讨论上。但是作为算法的教学,如下几点应该不能缺少:不能缺少:知识点解析知识点解析(1)程序设计常用算法的类别。)程序设计常用算法的类别。后续的课程会详细的讲解某些算法,自然会有学生思考后续的课程会详细的讲解某些算法,自然会有学生思考“为什为什么要学习这些算法?还有没有其它算法了?么要学习这些算法?还有没有其它算法了?”诸如此类的问题,将算诸如此类的问题,将算法的类别讲清楚,有助于学生从整体上把握算法的概念。法的类别讲清楚,有助于学生从
17、整体上把握算法的概念。下面给出了一种算法分类的思路。下面给出了一种算法分类的思路。计算机解决问题天然的方法天然的方法穷举法节省步骤的方法节省步骤的方法用表达式对数据进行的处理用表达式对数据进行的处理利用数据排布规律对数据进利用数据排布规律对数据进行处理,多针对离散数据。行处理,多针对离散数据。解析法排序、查找针对特定问题的数据处理方法针对特定问题的数据处理方法针对差分问题的递归算法、针对多媒体数据的压缩算法、求最大公约数的算法(2)法无定法。)法无定法。算法是人创造出来的,每种算法都有它高效的一面,也都有自算法是人创造出来的,每种算法都有它高效的一面,也都有自身的弱点。培养学生以解决问题为核心
18、出发点,发挥自己的主观能动身的弱点。培养学生以解决问题为核心出发点,发挥自己的主观能动性,创造出新的算法是信息技术教育的根本所在。性,创造出新的算法是信息技术教育的根本所在。 教学上,在这里可以穿插一些计算机技术的历史故事,例如,教学上,在这里可以穿插一些计算机技术的历史故事,例如,E.F.Codd发明关系数据库,此故事的意义在于:用表格表示数据谁发明关系数据库,此故事的意义在于:用表格表示数据谁都可以想到,但是将大众思维合理地运用到专业领域才能够成就发明都可以想到,但是将大众思维合理地运用到专业领域才能够成就发明创造,成就永远属于创造,成就永远属于“有心人有心人”;快速傅立叶变换的发明被誉为
19、;快速傅立叶变换的发明被誉为“二二十世纪十大算法十世纪十大算法”之一,原因是今天我们能够享受数字信号给我们带之一,原因是今天我们能够享受数字信号给我们带来的方便,都得益于此算法的发明。来的方便,都得益于此算法的发明。 上述两个故事从两个角度激励学生对算法的兴趣:上述两个故事从两个角度激励学生对算法的兴趣:1.伟大的算法伟大的算法就在我们的身边,做一个有心人就可以获得;就在我们的身边,做一个有心人就可以获得;2.算法的作用也是伟大算法的作用也是伟大的,甚至可以深刻地改变我们今天的生活。的,甚至可以深刻地改变我们今天的生活。(3)“流程图流程图”的相关知识。的相关知识。 运用算法解决实际问题是一个
20、从运用算法解决实际问题是一个从“问题世界问题世界”到到“计算机世界计算机世界”的过程,这一过程一般来说比较复杂,很难一蹴即就,这就要经历一的过程,这一过程一般来说比较复杂,很难一蹴即就,这就要经历一个个“概念世界概念世界”的中间过程,而的中间过程,而“概念世界概念世界”的表述方法叫的表述方法叫“流程流程图图”。 针对特定应用问题给学生讲解流程图的相关内容。算法的内涵是针对特定应用问题给学生讲解流程图的相关内容。算法的内涵是很广的,不要只局限于教材中所例举的那些算法(可见前面分类的重很广的,不要只局限于教材中所例举的那些算法(可见前面分类的重要性)。要性)。教学建议教学建议 作为作为“算法与程序
21、设计算法与程序设计”课程的开始,介绍程序和编写程序的环课程的开始,介绍程序和编写程序的环境即境即是首要的任务。通过教学,学生应该比较熟悉是首要的任务。通过教学,学生应该比较熟悉VB开发环境,开发环境,通过体验通过体验VB应用程序,学生应该对程序建立了初步的认识。应用程序,学生应该对程序建立了初步的认识。 也是也是“算法与程序设计算法与程序设计”开始应该做一介绍的,结合问题解开始应该做一介绍的,结合问题解决使教学更加生动与贴切,流程图是描述算法的必要手段。学习了这决使教学更加生动与贴切,流程图是描述算法的必要手段。学习了这部分内容后,学生应该比较熟练地掌握了流程图的相关用法;对算法部分内容后,学
22、生应该比较熟练地掌握了流程图的相关用法;对算法的概念和类别有了一定的认识;最重要的,学生应该初步养成分析问的概念和类别有了一定的认识;最重要的,学生应该初步养成分析问题题用流程图描述问题,清晰思路用流程图描述问题,清晰思路通过程序解决问题的习惯。通过程序解决问题的习惯。v算法思维 抽象抽象 规划规划 化简化简 验证验证 。教学建议教学建议 本章是全书的开篇,起一个引进门的本章是全书的开篇,起一个引进门的作用。因此,选择趣味性强的程序显得十分作用。因此,选择趣味性强的程序显得十分重要。选择的案例要能激发学生对计算机探重要。选择的案例要能激发学生对计算机探索的欲望和兴趣,建议教师将讲授法与实践索的
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