算法描述教学设计.docx

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1、算法描述、学习内容分析算法就是解决问题的方法与步骤。程序设计时，首先分析所要解 决的问题，然后进行算法设计，再选用一种计算机语言来描述算法, 形成计算机程序，因此算法是程序设计的基础。设计了一个算法之后, 不能只是心知肚明，还必须准确清楚地将它记录下来，或提供交流, 或依之编写程序供计算机执行。表示算法的方法有很多，常用的有自 然语言、流程图、伪代码等。解决同一个问题的算法可能有多种，也 会有优劣之分。二、学习者分析本课的学习对象是高一年级学生，具有可塑性、主动性和独立性 特点。他们有一定的生活经验，处于皮亚杰认知理论阶段的形式运算 阶段，好奇心强，有一定的探索能力和表达欲望，并且能够在原有知

2、 识的基础上进行迁移。在学习算法之前，绝大多数学生没有接触过程 序设计，即使接触过程序设计，也不够熟悉.很少有学生用计算机实 现过算法，从生活算法出发，可以帮助学生形成算法的概念，但难以 形成全面、透彻的认识。虽然学生在日常生活中经常遇到各种各样的 流程图，对流程图的认识只是停留在直观感受的层面，也不知道如何 规范的使用流程图符号来描述算法。三、学习目标理解算法的概念，明确算法对于程序设计的重要性。学会使用自然语言和流程图描述算法。应用，更快适应时代的步伐。算法是对特定问题求解步骤的一种精确 描述，算法这种确定性的特征，使得算法的学习对于提高学生逻辑思 维能力具有直接的促进作用。然而，初学者对

3、算法概念及流程图的图 形符号既熟悉又陌生，老师的教学往往过于注重算法形式的学习而淡 化对算法本质的理解，学生虽然也能明白教科书上的算法案例，却不 能正确应用算法来解决问题。为了克服前述缺乏，本节课的教学具有 以下几个方面的特色：一是关注了计算机算法的本质特征。算法可分为三种形式，第一 种是生活算法，即完成某一项工作的方法和步骤；第二种是数学算法, 即数学运算法那么和解题规那么；第三种是计算机算法，即是求解某一类 问题的一个运算序列。由于生活算法与计算机算法有非常相似的地方, 许多老师常常使用生活算法来类比计算机算法，例如“狼羊过河”的 问题，通过游戏的方式模拟狼羊过河的步骤引出算法的概念，这里

4、呈 现的过河的过程并不是算法实施的结果，这个问题实际上人事先已经 解决好了。而计算机算法那么强调通过一系列的运算之后，由计算机输 出问题解决的结果，例如在用递归法解决“汉诺塔”问题时，计算机 给出的移动金盘的过程就是算法实施的结果，所以说，计算机算法实 际上是使用机械化的方法进行问题的自动求解，我们并不能简单地把 生活算法映射到计算机算法。本课那么回到了计算机信息处理的原始含 义一一数值计算，通过计算图书付款额这个“现实”中的问题，引导 学生对问题进行分析，找到解决问题的方法和步骤，其中内隐了计算 机解决问题的基本过程：输入信息一一处理一一输出信息，既引出了 算法的概念，又较好的表达了计算机算

5、法的本质。二是创设真实的问题情境。以往的算法教学，算法的三种基本结 构常常以去情境化的方式教给学生，学生未能经历可信可靠的“真正 的学习”，难以形成解决实际问题的能力。本课那么创设了 “购买图书 付款”的真实问题，设计了系列的四个活动，活动1对“购买图书付 款”的一般过程进行分析，通过用自然语言精确描述解决这个问题的 步骤引出算法的概念；活动2那么将活动1中用自然语言描述的算法转 化为流程图，并执行该算法从而引出顺序结构；活动3中学生在对优 惠购书方式进行分析的基础上，尝试用分支结构进行描述，以解决优 惠购书问题；活动4是用循环结构解决“计算购买多种图书的付款额” 问题。学生在不断尝试的过程中

6、，逐步学会运用算法解决实际问题， 理解和掌握算法的三种基本结构。三个子问题的复杂度是不断增加的, 学生又较好的体会到了运用迭代思维解决疑难问题的思路和方法。三是使用画程工具降低算法学习的门槛o算法学习存在两大障碍, 一是在用自然语言描述算法之后，怎么把它转化为流程图，无论是用 纸笔，还是用Word、Visio等软件，都比拟费时费力；二是画好的流 程图，怎么转化为程序？流程图是人与人之间交流算法思想的工具， 对于初学者来说，还不会编写程序，因此无法写出代码验证算法，最 终使算法学习沦为纸上谈兵。画程软件较好的解决了这两个问题，只 用拖拽图标的方式就能轻松地绘制流程图，这个流程图还是可以执行 的，

7、学生能够通过算法的实施来检验问题解决的效果，那么在研究和 设计算法时，就可以暂时不理会程序设计的细节，只需专注于算法思 想，大大降低了算法入门的门槛。四是通过实验体会算法程序设计中的地位和作用。对于同一个问 题，可能有多种算法，这些算法虽然功能相同，但性能却可能不完全 一样，也就是说，算法也有优劣之分。最后的“按码索价”活动，通 过思想实验的方式进行推演,在没有编程的情况下，对这两种算法“顺 序查找”和“二分查找”进行比拟，感受优秀的算法可以提高解决问 题的效率，从而真正理解“算法是程序的灵魂”这句话的含义。理解算法的三种基本结构。在用不同方法解决查找问题的过程中，体会算法的效率。四、教学重点

8、及难点教学重点：使用自然语言和流程图描述算法，明确算法对于程序设计 的重要性。教学难点：使用流程图描述算法。五、教学过程（一）感知生活，走进算法腹有诗书气自华，最是书香能致远。4月23日是世界读书日。近年 来，习近平总书记在国内外不同场合，不止一次讲述过他的读书故事, 也每每在演讲中引经据典，信手拈来，让听者叹服。读书可以让人保 持思想活力，让人得到智慧启发，让人滋养浩然之气。活动L为了营造良好的阅读环境,小明去新华书店为班级采购书籍。思考以下问题：生活中买书的流程是什么？选书；付款。购买了某种图书后，如何计算付款额？购书数量和书籍单价；将数量乘以单价；得出付款额。小结：这种为解决一个问题而采

9、取的方法和步骤，就称为算法。 买书的流程、计算付款额的步骤，其实就是算法。设计意图：通过计算图书的付款额这个“现实”中的问题，引导学生对问题进行分析，找到解决问题的方法和步骤，感知生活中的算法, 从而揭开算法的神秘面纱，了解和掌握算法的概念。（二）解决问题，描述算法为便于交流，设计好算法之后，还必须把它准确清楚的表示出来。 描述算法的方法有多种，活动1采用的是自然语言，也就是日常生活 中使用的汉语、英语等语言。还可以用流程图描述算法，流程图是用 一组规定式样的几何图形、简明扼要的文字和带箭头的流线来表示算 法。活动2：用流程图描述“计算付款额”的算法。结合生活经验，说一说表1中各流程图符且的出

10、中图1 “计算付款额”流程图图1 “计算付款额”流程图（ 开始 ）pay=x*y（结束j教师演示“画程”软件中的图标工具及使用方法。学生参照自然语言描述的算法，尝试绘制“计算付款额”的流程图。（图书数量为X,单位为y,付款额为pay）观察并执行“计算付款金额”流程图，总结该算法的结构特点。小结：（1）算法可以用自然语言和流程图来进行描述；（2）这个流程图 中的各个动作能够自上而下顺序执行，因此称为顺序结构。活动3： “五一”到了，新华书店搞优惠促销活动，全场享受九折优 惠，凡购书满200元打八五折。请用流程图来描述优惠购书时计算付 款额的算法。用自然语言描述打折算法。输入书的数量x （本）和单

11、价y （元）；计算 pay=xXy；判断：如果（）成立，那么打九折，pay二payX0. 9,否那么打八五折，（）；输出付款金额pay o参照自然语言描述的算法，使用“画程”软件绘制流程图，执行图2 优惠购书”流程图.85该流程图，输入不同的购书数量及单价，思考：用哪种图形符号实现条件判断？这个问题中的条件是什么？条件成立时执行什么操作？不成立 又执行什么操作？小结：虚线框内利用“判断一选择”框对条件进行判断，根据给 定的条件是否成立，从两个分支路径中选择执行其中之一，这种控制 结构称为分支结构（或选择结构）。活动4：小明在新华书店看到了多种喜爱的图书，于是决定全部购买 下来，又该如何计算付款

12、额呢？思考分析：假如小明买了两种书，如何计算付款额？有多种书，又如何计算付款 额呢？如何实现循环，又该如何结束循环？（以输入的图书的数量0作为结 束循环的标志）请用自然描述该算法。付款额pay清0；输入书的数量x （本）和单价y （元）；如果（）成立，贝I：计算 pay=xXy+pay；（ ）;回到，重复执行；否那么结束循环；输出付款金额pay。使用“画程”软件绘制流程图，执行流程图，输入各种图书的数图S “购买多种图书”衣程量及单价，思考:用什么图形符号可以描述重复执行的过程？该流程图是如何执行的？小结：虚线框内利用“判断_循环”框对条件进行判断，假设条件 成立，重复执行某个操作，这种控制结

13、构称为循环结构。通过计算购书付款额系列问题，我们发现：自然语后描述算法谷 易理解；（2）流程图描述算法直观、简洁、易懂，并且逻辑关系清晰； （3算法有三种基本结构：顺序结构、分支结构和循环结构。在实际 编程过程中常将这三种结构进行组合以实现各种算法。设计意图：从分析购书计算付款额的问题出发，分别利用自然语言及 流程图来描述算法，并体会自然语言、流程图描述算法的特点。在解 决计算“购买一种图书付款额” “优惠购书” “购买多种图书”付款额 等系列问题过程中，理解算法的三种基本结构:顺序结构、分支结构、 循环结构；学生分析问题、解决问题的能力也得到提升。选用“画程” 工具来绘制流程图，学生只用拖拽

14、图标的方式就能轻松地绘制流程图, 而且这个流程图是可以执行的，以验证算法是否可行，使得算法学习 能够以“学生”和“思维”为中心，在没有接触程序设计语言的情况 下，也能够研究和设计算法，大大降低了算法学习的门槛。（三）实例分析，再认算法前面图书的单价都是由用户输入的，而在实际生活中，往往是通 过输入商品编码，从数据库中查找对应商品的单价。活动5：根据图书ISBN编码，在表2”图书信息表”中查找图书单价表2图书信息表序号图书名称ISBN编码单价（7L）1中华智彗故事978-7-2060-6455-519.82激流三步曲978-7-5120-0008-71053傲慢与偏见978-7-5385-387

15、9-325.830强者的智力闯关游戏978-7-8076-9227-022.8（表中的图书信息是按照图书ISBN编码从小到大排序的）。如果查找到该图书信息，那么输出单价，如果没有查找到，那么输出“未入库！请你设计一种实现图书单价查询的算法。(1)先结合日常经验说一说你的查找方法；选择几种图书，使用你所选定的查找方法，根据“ISBN编码”在表3查找算法的比拟“图书信息表”中查询该编码对应的书价，并记录相关数据。图书名称ISBN编码查找方法开始位置查找次数查找结果傲慢与偏见978-7-5385-3879-3复活978-7-80568-821-3八月的忧愁978-7-8072-4172-0与同学交流

16、，比拟各种查找算法的效率。小结：解决问题的算法可能有多种，不同的算法效率也不同，因 此算法具有多样性和优劣之分。我们在设计算法时要尽可能地对算法 进行优化，以提高程序的效率。设计意图：通过按码索价活动初步体验算法的应用，感受算法的价值。 各组学生根据搭建的支架探究解决查找问题的方法，如顺序查找和二 分查找，通过这些查找方法的比拟，学生感受到同一个问题可能有多 种解决方法，而且方法也有优劣之分，优秀算法能提高解决问题的效 率，从而更好地理解“算法是程序的灵魂”这句话的含义。(四)思维导图，梳理知识课件展示，引导学生利用思维导图对算法知识加以梳理。自上施下按序执行”(5： 台籍:人格：nffi?i

17、 n.wS 累上司 更 福美f冷一台”松不0一4，何久外之句自依”W54W 衰率结构天道行条体制看， 襟痛同新结果再连 窿执行施布令纲2环0付无遨行条件划断.当举并成文教复执行A指受纲，否那么更出海环图4算法的概念与描述结束语：算法是程序的灵魂。在用计算机编程解决问题时，首先 要分析问题，确定算法，然后才能用计算机语言编写程序。著名计算 机科学家李国杰院士对算法作了精辟论述：“算法设计是人类智慧的 结晶，计算机的知识创新，主要就是算法的创新，创立一种新算法其 意义不亚于建造一种新机型。”设计意图：借助思维导图，引导学生将关键知识点整合并以图形化方 式呈现，进一步巩固学生的认知结构。最后借用李国杰院士的一段话 作结束语，凸显出算法是程序的灵魂，让学生更加清晰的了解算法在 程序设计中的地位和作用，为后续学习作好铺垫。评析：在信息化社会中，生产、生活中许多问题的解决需要运用 各种信息化设备，而这些设备的运作都是靠人用程序来指挥的，而程 序只是用某种计算机语言所描述或表达的算法。所以说，算法是计算 机信息处理的核心和基础。掌握算法的基本思想，可以更好的理解这 些信息化设备的内在运行机制，从而更有利于掌握各种智能化产品的