3.1體驗計算機解決問題的過程學案20232024學年粵教版高中信息技術必修1

3.1體驗計算機解決問題的過程【學習目標】：1、體會人工解決問題與計算機解決問題的不同特點。2、通過親歷項目“利用計算機編程計算商品購買最佳方案”問題的解決過程，經(jīng)歷計算機解決問題的一般過程。3、通過經(jīng)歷項目問題分析、建立數(shù)學模型、設計解決方案、實現(xiàn)計算的過程，能初步規(guī)劃項目解決方案。4、認識Python語言，了解計算機程序的主要功能，能夠修改簡單的程序代碼，體驗程序設計的魅力?！局攸c和難點】：重點：運用計算思維對具體問題進行分析和設計解決方案。計算機解決問題的一般過程。難點：運用計算思維對具體問題進行分析和設計解決方案。計算機解決問題的一般過程?！緦W法提示】：講授法、演示法、小組合作學習法【課時安排】：1課時【創(chuàng)設情境】：開學時同學們紛紛購買用于學習的各種文具，假如同學手中有50元現(xiàn)金，分別購買單價為6元的筆記本，單價為5元的簽字筆，和單價為4元的橡皮，請問各種文具應該購買何種數(shù)量，才能讓手中的資金最大化利用（即剛好用完）呢？【主題探究】：一、人工求解的過程需求分析問題描述：三種商品單價分別為6元，5元，4元；用于購買商品的總資金為50元；需求：現(xiàn)求三種商品分別的購買數(shù)量，可讓資金剛好用完（要求每種商品的購買數(shù)量不得小于1）。思考：1、如果假設購買三種文具的數(shù)量分別為x，y，z2、同學們是否可以據(jù)此列出含有x，y，z的數(shù)學方程來表達這一關系呢？（二）小組討論討論要求：（1）列出含有x，y，z的求解方程（2）分析x，y，z的取值是否存在界限范圍，如果有，這個界限范圍是多少？求解該方程的方法是什么？（三）問題求解由于三元一次方程6x+5y+4z=50不存在其它約束條件，可以嘗試把x，y，z的取值都計算一次來判斷其是否滿足條件：思路：令y=1，z=1，令x=1，計算6x+5y+4z是否等于50；令y=1，z=1，令x=2，計算6x+5y+4z是否等于50；……令y=1，z=1，令x=6，計算6x+5y+4z是否等于50；……令y=2，z=1，令x=6，計算6x+5y+4z是否等于50；思考：找到：x=6，y=2，z=1是方程的一個正整數(shù)解，但是……解唯一嗎？問題反思由于三元一次方程6x+5y+4z=50不存在其它約束條件，方程的正整數(shù)解可能存在多個。且由于x，y，z的取值可能分別有6、8、12種，經(jīng)排列組合計算，x，y，z可能的取值情況有6*8*10=480種。也就是說，通過手工計算的方式，我們必須對所有的取值情況進行逐一計算，判斷其是否滿足等于50的條件，若滿足，則該取值情況是方程解集中的一個，若不滿足，則繼續(xù)計算。這種對變量一定取值范圍內所有情況依次進行計算和判斷的方法，稱為遍歷。通過人工計算的方式求解該問題，不僅計算量浩大，還會出錯，容易漏解、錯解。計算機求解計算機解決問題的基本過程：（一）分析問題將計算購買商品的最佳方案轉化為利用計算機求解三元一次方程6x+5y+4z=50的所有解，將實際問題轉化為數(shù)學問題。（二）設計算法歸納剛才討論總結的解方程方法：分別遍歷x，y，z的取值范圍，判斷每一種取值情況是否滿足和等于50的條件，若滿足，則此時x,y,z的值為方程的解，若不滿足，則繼續(xù)遍歷。（三）編寫程序Python是一種面向對象的高級程序語言，具有輕巧靈活的編程特點，可以用于快速開發(fā)簡單易用的計算機應用程序。該三元一次方程的Python程序代碼。t=0forxinrange(1,50):foryinrange(1,50):forzinrange(1,50):ifx*6+y*5+z*4==50:{t=t+1；輸出解的個數(shù)t和三個整數(shù)x，y，z}（四）調試運行演示進行簡單的代碼修改和調試的方法，讓學生自主嘗試進行程序調試并運行，得出計算結果。【課堂小結】：計算機解決問題的一般過程：1、提出問題2、分析問題，將問題轉化為數(shù)學形式，并對其進行數(shù)學描述和分析3、設計算法，對問題進行分解，尋找其計算步驟，并用簡潔的形式進行描述4、編寫程序代碼5、調試運行【課堂鞏固問卷星考試】:1.下列說法錯誤的是（）A.數(shù)據(jù)處理后可以創(chuàng)造價值。B.人們可以發(fā)現(xiàn)、分析、利用、并創(chuàng)造出巨大的財富。C.因為計算機的誕生，人們才開始分析和處理數(shù)據(jù)。D.互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展，加速了數(shù)據(jù)的傳輸和處理。2.小明編寫好解密程序后，調試運行時，程序沒有報錯且能順利運行，但不能正確解密，造成這個結果的原因是（）A.解密算法邏輯錯誤B.程序語句語法錯誤C.程序過期了D.程序設計窗口配置不對3.下列選項都是屬于高級語言的是（）A.匯編語言、機器語言B.匯編語言、Basic語言C.Basic語言、Python語言D.機器語言、Python語言4.計算機能直接識別、理解執(zhí)行語言是（）A.匯編語言B.Python語言C.Basic語言D.機器語言5.在一千多年前的《孫子算經(jīng)》中，有這樣一道算術題：“今有物不知其數(shù)，三三數(shù)之剩二，五五數(shù)之剩三，七七數(shù)之剩二，問物幾何？”按照今天的話來說：一個數(shù)除以3余2，除以5余3，除以7余2，求這個數(shù)。這個數(shù)是（）A.8B.15C.23D.466.不屬于使用計算機解決問題的步驟是（）A.分析問題B.設計算法C.編寫程序D.輸入數(shù)據(jù)7.以下問題中，最適合用程序設計的方式解決的是（