2023-2024學(xué)年高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-說(shuō)課稿-5.2-迭代與遞歸

2023-2024學(xué)年高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-說(shuō)課稿-5.2-迭代與遞歸一、設(shè)計(jì)意圖

本節(jié)課的設(shè)計(jì)意圖在于通過(guò)迭代與遞歸的概念講解和實(shí)踐操作，幫助學(xué)生深入理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力。結(jié)合高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）課程內(nèi)容，以5.2節(jié)“迭代與遞歸”為載體，引導(dǎo)學(xué)生掌握迭代與遞歸的運(yùn)用方法，提高學(xué)生在實(shí)際編程中的應(yīng)用能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二篇直接輸出：

二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取、處理和應(yīng)用數(shù)據(jù)信息的能力，提升對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用意識(shí)。

2.計(jì)算思維：通過(guò)迭代與遞歸的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的抽象思維和邏輯推理能力，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.信息倫理：強(qiáng)調(diào)在利用迭代與遞歸進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，遵循信息倫理原則，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)，培養(yǎng)負(fù)責(zé)任的信息行為。三、學(xué)情分析

本節(jié)課面對(duì)的是高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）的學(xué)生，他們?cè)谥R(shí)、能力、素質(zhì)方面具備以下特點(diǎn)：

知識(shí)層面：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念，掌握了基本的編程語(yǔ)言，對(duì)算法有一定的了解，但迭代與遞歸作為較高級(jí)的算法思想，對(duì)他們來(lái)說(shuō)可能較為陌生。

能力層面：學(xué)生的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力正在逐步形成，但面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的分析能力和抽象能力尚顯不足，需要通過(guò)具體實(shí)例來(lái)加深理解。

素質(zhì)方面：學(xué)生對(duì)新知識(shí)充滿好奇心，愿意嘗試和探索，但學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)橛龅嚼щy而感到挫敗。

行為習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)探究的習(xí)慣，需要引導(dǎo)他們積極參與課堂討論和動(dòng)手實(shí)踐。

這些學(xué)情對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響表現(xiàn)為：學(xué)生可能對(duì)迭代與遞歸的理解較為表面，需要通過(guò)生動(dòng)的案例和實(shí)際操作來(lái)加深理解。同時(shí)，教師需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們克服學(xué)習(xí)中的困難，培養(yǎng)良好的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

1.教材：確保每位學(xué)生配備《高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）》教材，以便于學(xué)生對(duì)照學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：搜集迭代與遞歸的實(shí)例代碼、動(dòng)畫(huà)演示等多媒體資源，以便于直觀展示算法過(guò)程。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，確保每臺(tái)計(jì)算機(jī)安裝有編程環(huán)境，以便學(xué)生進(jìn)行編程實(shí)踐。

4.教室布置：將教室分為小組討論區(qū)，每組配備一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)，方便學(xué)生合作探究和分享成果。五、教學(xué)過(guò)程

1.導(dǎo)入新課

同學(xué)們，大家好！上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的基本概念，那么今天我們將進(jìn)一步探討算法中的兩種重要方法：迭代與遞歸。請(qǐng)大家打開(kāi)《高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）》教材，翻到第五章第二節(jié)。

2.知識(shí)講解

首先，我們來(lái)了解迭代與遞歸的定義和特點(diǎn)。迭代是一種循環(huán)執(zhí)行的算法過(guò)程，通過(guò)重復(fù)執(zhí)行某些操作，逐步解決問(wèn)題。遞歸則是一種自我調(diào)用的算法過(guò)程，通過(guò)函數(shù)自身調(diào)用自身，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的分解與解決。這兩種方法在編程中有著廣泛的應(yīng)用。

（1）迭代講解

請(qǐng)大家跟隨我來(lái)看教材上的例子：求解階乘問(wèn)題。我們可以使用迭代的方法，通過(guò)循環(huán)累乘的方式計(jì)算出階乘的結(jié)果?，F(xiàn)在，請(qǐng)同學(xué)們?cè)诩埳蠂L試用迭代的方式編寫(xiě)求解階乘的代碼。

（2）遞歸講解

3.課文主旨內(nèi)容探究

現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了迭代與遞歸的基本概念，那么這兩種方法在實(shí)際編程中有哪些應(yīng)用呢？接下來(lái)，我們將通過(guò)實(shí)例來(lái)探究課文的主旨內(nèi)容。

（1）迭代應(yīng)用實(shí)例

請(qǐng)同學(xué)們看教材上的第一個(gè)應(yīng)用實(shí)例：排序算法。這里使用了迭代的方法，通過(guò)不斷比較和交換元素的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)組的排序。請(qǐng)大家嘗試?yán)斫膺@個(gè)算法的原理，并在紙上畫(huà)出排序過(guò)程。

（2）遞歸應(yīng)用實(shí)例

4.實(shí)踐操作

現(xiàn)在，我們已經(jīng)對(duì)迭代與遞歸有了更深入的了解，下面我們將進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié)。請(qǐng)大家打開(kāi)編程環(huán)境，嘗試編寫(xiě)以下程序：

（1）使用迭代方法編寫(xiě)求解階乘的函數(shù)；

（2）使用遞歸方法編寫(xiě)求解階乘的函數(shù)；

（3）使用迭代方法編寫(xiě)冒泡排序算法；

（4）使用遞歸方法求解漢諾塔問(wèn)題。

在編寫(xiě)程序的過(guò)程中，如果遇到問(wèn)題，可以隨時(shí)向我提問(wèn)，我會(huì)給予指導(dǎo)和幫助。

5.課堂討論與分享

實(shí)踐環(huán)節(jié)結(jié)束后，請(qǐng)大家回到座位，分組進(jìn)行討論。每組選擇一位代表，分享你們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法。同時(shí)，也請(qǐng)其他同學(xué)認(rèn)真傾聽(tīng)，看看是否有值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

6.總結(jié)與拓展

經(jīng)過(guò)剛才的實(shí)踐和討論，相信大家對(duì)迭代與遞歸有了更深刻的理解?，F(xiàn)在，讓我們來(lái)總結(jié)一下本節(jié)課的主要內(nèi)容。迭代與遞歸是兩種常用的算法方法，它們?cè)诰幊讨杏兄鴱V泛的應(yīng)用。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會(huì)了如何使用這兩種方法解決問(wèn)題。

最后，我想給大家留下一個(gè)拓展任務(wù)：請(qǐng)大家課后查閱資料，了解迭代與遞歸在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，下節(jié)課我們來(lái)分享彼此的收獲。

同學(xué)們，本節(jié)課就到這里，希望大家能夠認(rèn)真復(fù)習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)。下課！六、拓展與延伸

1.拓展閱讀材料

為了幫助大家更深入地理解迭代與遞歸的概念和應(yīng)用，我為大家推薦以下拓展閱讀材料：

-《算法導(dǎo)論》第五章：遞歸算法

-《編程之美》第二章：遞歸與迭代

-《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》第十章：樹(shù)與二叉樹(shù)（涉及遞歸遍歷算法）

這些材料中詳細(xì)介紹了迭代與遞歸的原理、應(yīng)用場(chǎng)景以及相關(guān)算法的實(shí)現(xiàn)，可以幫助大家從不同角度加深對(duì)這兩種方法的理解。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

（1）迭代與遞歸在實(shí)際編程中的應(yīng)用非常廣泛，請(qǐng)大家課后查閱資料，了解以下應(yīng)用場(chǎng)景：

-排序算法（如冒泡排序、快速排序）

-搜索算法（如深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索）

-樹(shù)與圖的遍歷（如二叉樹(shù)的前序、中序、后序遍歷）

-動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題（如背包問(wèn)題、最長(zhǎng)公共子序列問(wèn)題）

（2）嘗試編寫(xiě)以下程序，加深對(duì)迭代與遞歸的理解：

-使用遞歸方法編寫(xiě)一個(gè)求解斐波那契數(shù)列的函數(shù)

-使用迭代方法編寫(xiě)一個(gè)求解斐波那契數(shù)列的函數(shù)

-使用遞歸方法編寫(xiě)一個(gè)求解組合數(shù)的函數(shù)

-使用迭代方法編寫(xiě)一個(gè)求解組合數(shù)的函數(shù)

（3）探究以下問(wèn)題，并在下節(jié)課分享你的發(fā)現(xiàn)：

-迭代與遞歸在執(zhí)行效率上有何差異？

-如何在編程中合理選擇使用迭代還是遞歸？

-有哪些經(jīng)典的遞歸算法？它們解決了哪些問(wèn)題？七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法基礎(chǔ)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念，掌握算法的基本思想。

-重點(diǎn)詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、迭代、遞歸。

②迭代與遞歸的定義及特性

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：區(qū)分迭代與遞歸的定義，了解它們的特性與應(yīng)用場(chǎng)景。

-重點(diǎn)詞：迭代、遞歸、循環(huán)、自我調(diào)用、問(wèn)題分解。

③迭代與遞歸的實(shí)踐應(yīng)用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：通過(guò)具體實(shí)例學(xué)習(xí)迭代與遞歸的應(yīng)用，掌握它們的實(shí)現(xiàn)方法。

-重點(diǎn)詞：實(shí)例分析、排序算法、遞歸遍歷、斐波那契數(shù)列、組合數(shù)。八、教學(xué)反思

今天的課堂上，我們一起探討了迭代與遞歸這兩種算法思想。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，我注意到學(xué)生們對(duì)于新概念的理解各有不同，這也讓我思考了如何更好地幫助學(xué)生掌握這些核心概念。

在教學(xué)迭代與遞歸的定義時(shí)，我發(fā)現(xiàn)通過(guò)直觀的例子來(lái)解釋這兩種方法的效果更好。比如，在講解迭代時(shí)，我使用了大家熟悉的排序算法作為例子，學(xué)生能夠直觀地看到算法的執(zhí)行過(guò)程，理解迭代是如何逐步解決問(wèn)題的。而在講解遞歸時(shí)，我選擇了漢諾塔問(wèn)題，通過(guò)演示遞歸調(diào)用的過(guò)程，學(xué)生們能夠更好地理解遞歸的自我調(diào)用特性。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，部分學(xué)生在編寫(xiě)遞歸函數(shù)時(shí)遇到了困難。他們對(duì)于遞歸的邏輯理解不夠深刻，導(dǎo)致在編寫(xiě)代碼時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。這讓我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我需要更多地引導(dǎo)學(xué)生去思考遞歸的本質(zhì)，例如通過(guò)更多的案例分析，讓學(xué)生在實(shí)際操作中感受遞歸的精妙之處。

此外，課堂討論環(huán)節(jié)也給了我一些啟示。學(xué)生們?cè)诜窒碜约旱膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)和遇到的問(wèn)題時(shí)，我發(fā)現(xiàn)他們更愿意聽(tīng)取同齡人的意見(jiàn)。這讓我想到，在以后的教學(xué)中，我可以更多地利用小組合作的方式，讓學(xué)生們?cè)谟懻撝邢嗷W(xué)習(xí)，相互促進(jìn)。

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，我覺(jué)得今天的教學(xué)節(jié)奏把握得還可以，但是我也發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的地方。例如，在講解迭代與遞歸的優(yōu)缺點(diǎn)時(shí)，我沒(méi)有給出足夠的對(duì)比，學(xué)生們可能對(duì)于在何種情況下選擇迭代或遞歸仍然感到困惑。因此，我計(jì)劃在下一節(jié)課中加入更多關(guān)