2 1算法的概念及描述教學(xué)設(shè)計(jì) 浙教版（2019）高中信息技術(shù)必修1

2.1算法的概念及描述學(xué)號(hào)：姓名：教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：理解算法的概念及特征；通過分析問題，體會(huì)算法的思想，提高思維能力；提高分析和解決問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣。核心素養(yǎng)目標(biāo)：信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)解決問題的需要獲取、加工、表達(dá)、交流信息的自覺性。計(jì)算思維：學(xué)生根據(jù)抽象問題特征，建立結(jié)構(gòu)模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和組織，體會(huì)算法的思想，理解算法在解決問題中的作用。數(shù)字化實(shí)踐：能夠用自然語言描述解決具體問題的算法，掌握數(shù)字化學(xué)習(xí)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具的操作技能，用于開展自主學(xué)習(xí)、協(xié)同工作、知識(shí)分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。信息社會(huì)責(zé)任：關(guān)注信息技術(shù)革命所帶來的環(huán)境問題和人文問題；對(duì)于信息技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的新觀念和新事物，具有積極學(xué)習(xí)的態(tài)度、理性判斷和負(fù)責(zé)行動(dòng)的能力。教學(xué)內(nèi)容分析這部分內(nèi)容是浙教版教材必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第二章的第一節(jié)。將介紹算法的概念、特征及要素。這是程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心內(nèi)容之一。學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，不僅要學(xué)會(huì)利用程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)算法，還應(yīng)了解如何設(shè)計(jì)算法來求解問題。學(xué)生應(yīng)充分理解和掌握本節(jié)課的內(nèi)容，為后續(xù)程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：體會(huì)算法思想，描述算法的特征。教學(xué)難點(diǎn)：能夠用自然語言表達(dá)一些具體的解決問題的算法。學(xué)習(xí)者特征分析心理特征：本節(jié)課的授課對(duì)象是高一的學(xué)生，已經(jīng)具備良好的抽象邏輯推理能力和高度的語言概括能力，能夠從具體問題中提煉出重要思想。認(rèn)知水平：學(xué)生在以前的學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)認(rèn)識(shí)過大量的算法實(shí)例，本節(jié)課就是在此基礎(chǔ)上使學(xué)生進(jìn)一步理解和提煉算法的定義，體會(huì)算法的思想。教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)本節(jié)課采用基于課堂的講授式教學(xué)模式，通過農(nóng)夫過河問題進(jìn)行情境導(dǎo)入，任務(wù)式驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過對(duì)具體案例的感知和體會(huì)，激活思維，挖掘潛能。通過真實(shí)案例分析，讓學(xué)生體驗(yàn)算法的執(zhí)行過程，加深對(duì)算法的理解。教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備教學(xué)環(huán)境：微格教室資源準(zhǔn)備：PPT、電腦視頻教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖知識(shí)講解（2min）【主題介紹】本節(jié)課的主題是算法的概念及描述。說到算法，大家首先一定會(huì)想到計(jì)算機(jī)中各類復(fù)雜的程序的吧！其實(shí)算法不僅僅存在于科技世界，今天就讓我們來初探一下算法的奧秘?！舅惴ǖ母拍睢吭谟?jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，“算法”指的是用計(jì)算機(jī)解決問題的步驟，是為了解決問題而需要讓計(jì)算機(jī)有序執(zhí)行的、無歧義的、有限步驟的集合。廣義地講，“算法”指的是解決問題或完成任務(wù)的一系列步驟?？偨Y(jié)：其實(shí)，算法早就在數(shù)千年前就誕生并存在我們生活的每個(gè)角落，當(dāng)我們需要完成一件事的時(shí)候，幕后總有算法悄悄地一步步的指引我們?nèi)ネ瓿?。了解算法的概念，理解算法是解決問題的具體方法和步驟；認(rèn)真聽講，思考和體會(huì)算法的含義。通過對(duì)算法概念的講解，讓學(xué)生對(duì)算法的定義有一個(gè)大致的了解，以便后續(xù)理解一些實(shí)際案例。案例分析—任務(wù)一（4min）【任務(wù)一：農(nóng)夫過河問題】農(nóng)夫要帶一條狼、一頭羊和一籃蔬菜過河，但小船每次只能帶一樣?xùn)|西，且農(nóng)夫不在場(chǎng)時(shí)，狼會(huì)吃羊，羊會(huì)吃蔬菜。問農(nóng)夫如何能安全地帶這三樣?xùn)|西過河？提問：給大家兩分鐘的時(shí)間思考一下這個(gè)問題，在紙上寫出農(nóng)夫過河的步驟。有沒有同學(xué)愿意回答老師這個(gè)問題？解答：有的同學(xué)是不是發(fā)現(xiàn)正確的過河方法不止一種？讓我們來看一下其中的一種過河方法。先帶羊過河，自己回來→再帶狼過河，把羊帶回來→帶蔬菜過河，自己回來→把羊帶過河分析：我們可以看到上面的四個(gè)步驟就是解決農(nóng)夫過河問題的具體方法和步驟，所以我們就可以把它看做是解決這一問題的算法。大家看，算法其實(shí)并不一定要用到數(shù)學(xué)公式或者物理規(guī)律，只要我們找到了解決問題的方法和步驟，我們就找到了算法?！酒渌愋偷乃惴ā肯词植襟E：正確的洗手步驟也可以被稱為一種算法。洗手掌→洗背側(cè)指縫→洗掌側(cè)指縫→洗指背→洗拇指→洗指尖→洗手腕手臂分析：這七個(gè)步驟就可以看做是規(guī)范化洗手的一種算法。所以大家看，在日常生活中我們也經(jīng)常要用到算法解決問題，只是一般不叫做算法，比如樂譜是指揮樂隊(duì)演奏的算法，菜譜是廚師做菜的算法等?？偨Y(jié)：隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，算法與人類社會(huì)的關(guān)系又進(jìn)入了一個(gè)新的層面。人們可以將算法編寫成程序提交給計(jì)算機(jī)執(zhí)行，利用計(jì)算機(jī)的高速自動(dòng)化計(jì)算能力迅速獲得結(jié)果。現(xiàn)在我們已經(jīng)可以利用人臉匹配算法來解鎖手機(jī)，或是通過路面識(shí)別算法輔助汽車完成自動(dòng)駕駛。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的處理能力在不斷增強(qiáng)，這也使算法能夠更好的服務(wù)并改善人們的生活。思考分析農(nóng)夫過河問題，并給出答案。通過洗手步驟、樂譜等生活中的實(shí)例理解其他類型的算法。掌握算法的概念。通過農(nóng)夫過河問題引導(dǎo)學(xué)生思考分析解決問題的步驟。通過洗手步驟、菜譜、樂譜等生活中的例子幫助學(xué)生理解廣義的算法定義。實(shí)例探究—任務(wù)二（4min）【任務(wù)二：地理坐標(biāo)計(jì)算】人們現(xiàn)在在出行時(shí)，經(jīng)常會(huì)用手機(jī)上的地圖APP來進(jìn)行定位，同學(xué)們不妨想一想自己的地理坐標(biāo)位置是怎么計(jì)算出來的呢？定位算法又是什么樣的呢？提問：給大家?guī)追昼姷乃伎紩r(shí)間，可以前后左右的同學(xué)一起討論一下。有沒有同學(xué)愿意跟老師分享你的想法？視頻解析：讓我們來看一段我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的科普視頻。通過剛才的視頻，是不是覺得這些計(jì)算機(jī)中的算法也