2.4常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)教學(xué)設(shè)計20232024學(xué)年人教版高中信息技術(shù)必修1

《常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)》教學(xué)設(shè)計學(xué)科信息技術(shù)年級高一班級授課教師章節(jié)第二章第四節(jié)第一課時課題名稱常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)一課型新授課授課時間教材內(nèi)容分析本節(jié)從體驗探索開始，在已經(jīng)實現(xiàn)“自助式人行過街紅綠燈”基本功能的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活實際進行分析，探討“綠燈時長的最優(yōu)設(shè)置”，通過計算綠燈最短時長，認識解析算法。隨后，學(xué)習(xí)枚舉法，通過實踐活動“尋找1000以內(nèi)的所有素數(shù)”，對兩種方案的算法與程序?qū)崿F(xiàn)的進行比較，感受算法效率。最后進行算法綜合應(yīng)用，掌握調(diào)試運行程序的基本方法。學(xué)生情況分析學(xué)生具有強烈的求知欲和探索精神，興趣廣泛，思想活躍，有創(chuàng)意，有較好的發(fā)散思維，有一定的分析問題和解決問題的能力。經(jīng)過前期的涫，他們已經(jīng)掌握了Python語言編程的基本知識，并實現(xiàn)了編程模擬“自助式人行過街紅綠燈”的基本功能。但對程序設(shè)計中的一些基本算法了解不深，對現(xiàn)實生活中較復(fù)雜問題的分析能力較弱，不能選擇合適的算法進行問題的分析和算法實現(xiàn)。另外，在日常和生活中，學(xué)生經(jīng)常需要構(gòu)建表達式解決較為復(fù)雜的問題，具有較強的解析算法學(xué)習(xí)需要。教學(xué)目標（核心素養(yǎng)）理解解析算法的含義與基本思想，能夠通過編程實現(xiàn)算法。掌握使用解析算法解決問題的基本方法，能從日常生活和學(xué)習(xí)中民現(xiàn)或抽象出可以利用算法與程序設(shè)計解決的問題，形成主動應(yīng)用算法和程序解決問題的意識。能對自己和他人設(shè)計的算法與程序進行優(yōu)化，開展合作，運用算法與程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)計問題求解方案，進行創(chuàng)造性探索。能遵守與程序設(shè)計相關(guān)的偷道德與法律法規(guī)，負責(zé)任地使用信息技術(shù)。教學(xué)重點理解解析算法的含義與基本思想，難免通過編號實現(xiàn)算法。教學(xué)難點掌握使用解析算法解決問題的基本方法，能從日常生活、學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)或抽象出可以利用算法與程序設(shè)計解決的問題。教學(xué)方法合作探究、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入新課體驗探索：綠燈時長的最優(yōu)設(shè)置通常，行人步行速度約為4.4KM/h，觀察到信號燈變化后的反應(yīng)時間約為2s。要保證過街行人能走過長為20m的人行橫道，人行過街綠燈時長至少需要設(shè)置為多少？定出求解綠燈最短時長的計算公式？生活中信號燈的時長是如何設(shè)置的？觀察思考在老師的引導(dǎo)下，思考并回答問題。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注信號燈時長問題，提出問題，為后面解析算法解決問題做好準備。新課學(xué)習(xí)新課學(xué)習(xí)活動1：分析問題已知條件：馬路寬度s，行人步行速度v和人反應(yīng)時長t0。求解目標：最短綠燈時長t0計算公式：t=s/v+t0活動2：數(shù)學(xué)計算以學(xué)校馬路為例，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，使用數(shù)學(xué)計算的方法，計算出最短綠燈時長。問題1：成人、老人和孩子的數(shù)據(jù)應(yīng)該選取哪個？問題2：綠燈時長可以為小數(shù)嗎？師生共同討論，得出結(jié)論：選取老人和孩子的數(shù)據(jù)更合理；綠燈時長不能為小數(shù)，需要向上取整。開始V0.9,t開始V0.9,t03輸入S輸出t結(jié)束活動4：程序?qū)崿F(xiàn)V=0.9t0=3S=int(input(“請輸入道路路寬（米）：”))T=math.ceil(s/v+t0)活動5：歸納總結(jié)，理解解析算法解析算法指通過找出解決問題的前提條件與結(jié)果之間關(guān)系的表達式，并計算表達式實現(xiàn)問題的求解。例：自由落體運動問題。從離地500m的高處自由落下一個小球，求從開始落下的時刻起，小球在最后1s內(nèi)的位移（重力加速度g以9.8m/s2計）。分析問題已知條件：小球離地高度（h）500m，重力加速度g為9.8m/s2；求解目標：小球在下落最后1s內(nèi)的位移；解析公式：h=12gt2設(shè)計算法要計算最后1s內(nèi)小球的位移，首先要求出小球的落地時間t，由h=12gt2可以得出落地時間t=2?g求解算法（下圖）開始開始h500,g9.8T2?輸出hh結(jié)束hxg(t1)(t1)/2Hhhhx4）編程代碼Importmathh=500g=9.8t=math.sqrt(2*h/g)Hx=g*(t1)*(t1)/2hh=hhxPrint(“小球最后1s下落的位移是：”，hh，“m”)小結(jié)：在編程解決問題時，要善于綜合運用物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的知識和方法來分析問題，尋找問題中各要素之間的關(guān)系，用形式化的符號和公式表達要素間的關(guān)系，得出解決問題所需要的表達示。綜合實踐：某地區(qū)為了開發(fā)山區(qū)農(nóng)業(yè)，需要了解山地的氣候變化?，F(xiàn)已知該地區(qū)海拔每升高100m，氣溫下降約0.5℃，冊地最高海拔為1500m，山腳下的年平均氣溫為22℃（假設(shè)山腳海拔為0m）。依據(jù)氣溫隨海拔升高面變化的規(guī)律，寫出計算該山地不同海拔高度的氣溫的解析式，并編程實現(xiàn)。分析問題：已知條件：求解目標：二者關(guān)系：數(shù)學(xué)解析式：編程調(diào)試：老師巡視，根據(jù)具體情況，對任務(wù)的完成情況進行反饋和指導(dǎo)?？偨Y(jié)使用解析算法解決問題的關(guān)鍵。構(gòu)建恰當?shù)慕馕鍪?，是使用解析算法解決問題的關(guān)鍵所在。根據(jù)活動中兩年問題的解決方法，分別說明：當使用一個解析式無法解決問題時，需要使用多個解析式進行多次推導(dǎo)；解析式如果不夠科學(xué)，會直接影響程序的運行或是問題的解決。根據(jù)具體數(shù)據(jù)，計算出最短綠燈時長。繪制流程圖展示關(guān)鍵解析語句，并運行程序。先數(shù)學(xué)計算，再編程實現(xiàn)，感受計算機自動化計算的優(yōu)勢，理解算法的作用。通過使用真實數(shù)據(jù)解決生活中的問題，學(xué)習(xí)結(jié)合實際情況，選取恰當?shù)臄?shù)據(jù)。培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，解決生活中的問題。課堂總結(jié)解析算法是最基本、最常用的算法之一，首先分析已知條件和求解目標以及它們之間的關(guān)系，然后推導(dǎo)出解析式，有的問題一次推導(dǎo)就可以解決，有的則需要多次，最