第三單元《算法和程序設(shè)計(jì)》單元教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì) 　2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1

第三單元《算法和程序設(shè)計(jì)》單元教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第三單元《算法和程序設(shè)計(jì)》單元教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1設(shè)計(jì)思路本單元教學(xué)設(shè)計(jì)以滬科版《信息技術(shù)必修1》第三單元《算法和程序設(shè)計(jì)》為依據(jù)，緊密結(jié)合高中學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。通過引入實(shí)際生活案例，引導(dǎo)學(xué)生理解算法概念，掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)編程思維和解決問題的能力。設(shè)計(jì)注重學(xué)生主體地位，采用啟發(fā)式、探究式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，讓學(xué)生理解算法在解決問題中的重要性；提升計(jì)算思維能力，通過編程實(shí)踐鍛煉邏輯推理和抽象能力；增強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)簡單的程序，提高問題解決能力；強(qiáng)化數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在進(jìn)入本單元學(xué)習(xí)前，已具備一定的計(jì)算機(jī)操作基礎(chǔ)，了解基本的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識，熟悉Windows等操作系統(tǒng)，并具備基礎(chǔ)的文字處理和表格制作能力。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣普遍較高，尤其對編程和設(shè)計(jì)類內(nèi)容表現(xiàn)出濃厚興趣。學(xué)生能力方面，部分學(xué)生具備一定的邏輯思維能力和編程基礎(chǔ)，但整體水平參差不齊。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生以直觀學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐為主，需要教師在教學(xué)中注重演示和引導(dǎo)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)算法和程序設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)遇到以下困難：一是理解算法概念和編程邏輯較為抽象，難以把握；二是編程實(shí)踐過程中，可能會(huì)遇到代碼編寫錯(cuò)誤和調(diào)試問題，影響學(xué)習(xí)積極性；三是學(xué)生之間編程基礎(chǔ)差異較大，可能導(dǎo)致部分學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度。針對這些困難，教師需通過多種教學(xué)手段和個(gè)性化輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙。教學(xué)資源-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、編程軟件（如VisualStudio、Scratch等）、電子白板、投影儀

-課程平臺：學(xué)校信息平臺、在線學(xué)習(xí)平臺（如中國大學(xué)MOOC、網(wǎng)易云課堂等）

-信息化資源：編程教程視頻、在線編程工具、算法案例庫、編程練習(xí)題庫

-教學(xué)手段：多媒體課件、互動(dòng)式教學(xué)軟件、小組討論、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中常見的算法應(yīng)用實(shí)例，如購物網(wǎng)站的商品推薦、導(dǎo)航軟件的路線規(guī)劃等。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考算法在解決問題中的作用，激發(fā)學(xué)生對算法學(xué)習(xí)的興趣。

3.引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)過的數(shù)學(xué)知識，如排列組合、概率等，為新課學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（二）講授新課（15分鐘）

1.講解算法概念：介紹算法的定義、特點(diǎn)、分類等，幫助學(xué)生建立算法的基本認(rèn)知。

2.以實(shí)例講解算法設(shè)計(jì)的基本步驟：問題分析、算法設(shè)計(jì)、程序?qū)崿F(xiàn)、測試與優(yōu)化。

3.介紹常見的算法設(shè)計(jì)方法，如窮舉法、遞歸法、分治法等。

4.講解編程語言的基本語法，如變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)等。

（三）鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.學(xué)生獨(dú)立完成練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識。

2.教師巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.教師提問：針對課堂所學(xué)內(nèi)容，提出問題，檢查學(xué)生對知識的掌握程度。

2.學(xué)生回答問題，教師點(diǎn)評。

（五）師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.小組討論：將學(xué)生分成小組，討論如何解決一個(gè)實(shí)際問題，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法。

2.小組展示：每組選派代表展示討論成果，其他小組進(jìn)行點(diǎn)評。

3.教師點(diǎn)評：針對每組展示的內(nèi)容，教師進(jìn)行點(diǎn)評，指出優(yōu)點(diǎn)和不足。

（六）核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考算法在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

2.分享編程領(lǐng)域的成功案例，激發(fā)學(xué)生對編程學(xué)習(xí)的熱情。

（七）課堂小結(jié)（5分鐘）

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.布置課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)說明：

1.教學(xué)過程緊扣實(shí)際學(xué)情，注重培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和算法設(shè)計(jì)能力。

2.教學(xué)過程中，注重師生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

3.教學(xué)過程中，凸顯重難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，解決問題。

4.教學(xué)過程中，注重核心素養(yǎng)的拓展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

5.整個(gè)教學(xué)過程用時(shí)不超過45分鐘，保證教學(xué)內(nèi)容的完整性和連貫性。知識點(diǎn)梳理1.算法的基本概念

-算法的定義：解決特定問題的有限步驟序列。

-算法的特性：確定性、有效性、有窮性、輸入和輸出。

2.算法的表示方法

-自然語言描述：用日常語言描述算法的步驟。

-流程圖：用圖形符號表示算法的步驟和流程。

-程序設(shè)計(jì)語言：用編程語言實(shí)現(xiàn)算法。

3.算法設(shè)計(jì)的基本步驟

-問題分析：明確問題的條件和目標(biāo)。

-算法設(shè)計(jì)：根據(jù)問題分析設(shè)計(jì)算法。

-程序?qū)崿F(xiàn)：用編程語言將算法轉(zhuǎn)化為程序。

-測試與優(yōu)化：測試程序的正確性和效率，進(jìn)行優(yōu)化。

4.常見的算法設(shè)計(jì)方法

-窮舉法：窮盡所有可能的情況，找到符合條件的結(jié)果。

-遞歸法：將問題分解為規(guī)模更小的子問題，遞歸求解。

-分治法：將問題分解為若干個(gè)子問題，分別求解，最后合并結(jié)果。

5.程序設(shè)計(jì)語言的基本語法

-變量和數(shù)據(jù)類型：定義變量，選擇合適的數(shù)據(jù)類型。

-控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。

-函數(shù)：定義和調(diào)用函數(shù)，實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用。

6.算法的復(fù)雜度分析

-時(shí)間復(fù)雜度：分析算法執(zhí)行的時(shí)間，通常用大O表示法。

-空間復(fù)雜度：分析算法執(zhí)行過程中所需的空間。

7.算法的優(yōu)化

-算法分析：分析算法的效率，找出瓶頸。

-優(yōu)化策略：選擇合適的優(yōu)化方法，提高算法效率。

8.算法在實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)

-排序算法：冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序等。

-搜索算法：二分查找、深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索等。

-圖算法：最短路徑算法、最小生成樹算法等。

9.算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：存儲和組織數(shù)據(jù)的方式。

-算法：處理數(shù)據(jù)的方法。

-算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇：根據(jù)實(shí)際問題選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。

10.編程實(shí)踐中的注意事項(xiàng)

-代碼規(guī)范：編寫規(guī)范、易讀、易維護(hù)的代碼。

-調(diào)試技巧：使用調(diào)試工具，分析程序錯(cuò)誤。

-代碼復(fù)用：封裝代碼，提高編程效率。課堂1.課堂評價(jià)策略

-提問評價(jià)：通過課堂提問，檢驗(yàn)學(xué)生對算法概念、程序設(shè)計(jì)語言、算法設(shè)計(jì)方法等知識的理解和掌握程度。提問方式包括選擇題、簡答題和開放性問題，以考察學(xué)生的知識應(yīng)用能力。

-觀察評價(jià)：觀察學(xué)生在課堂上的參與度、小組討論的表現(xiàn)、解決問題的能力等，評估學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)際操作能力。

-測試評價(jià)：定期進(jìn)行小測驗(yàn)或單元測試，評估學(xué)生對知識的掌握程度和算法設(shè)計(jì)能力。測試題目包括選擇題、填空題、編程題等，以全面考察學(xué)生的知識水平和應(yīng)用能力。

2.課堂評價(jià)實(shí)施

-在講授新課環(huán)節(jié)，通過提問的方式檢查學(xué)生對基本概念的理解，如算法的定義、特性等。預(yù)計(jì)用時(shí)5分鐘。

-在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生在獨(dú)立完成練習(xí)題時(shí)的表現(xiàn)，如解題思路、編程速度和錯(cuò)誤率等。預(yù)計(jì)用時(shí)10分鐘。

-在師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論，對小組展示的內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評，以評估學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。預(yù)計(jì)用時(shí)10分鐘。

-在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，通過提問的方式了解學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況，并對學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)。預(yù)計(jì)用時(shí)5分鐘。

3.課堂評價(jià)反饋

-及時(shí)反饋：對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)給予即時(shí)反饋，指出優(yōu)點(diǎn)和不足，幫助學(xué)生改進(jìn)。

-個(gè)性化指導(dǎo)：針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提供個(gè)性化的指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難。

-調(diào)整教學(xué)策略：根據(jù)課堂評價(jià)結(jié)果，調(diào)整教學(xué)策略，如調(diào)整講解方式、增加練習(xí)題量等，以提高教學(xué)效果。

4.課堂評價(jià)效果

-通過課堂評價(jià)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

-提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和算法設(shè)計(jì)能力。

-促進(jìn)師生之間的良好互動(dòng)，營造積極向上的課堂氛圍。

-為教師的教學(xué)反思和改進(jìn)提供依據(jù)，提高教學(xué)質(zhì)量。典型例題講解例題1：編寫一個(gè)算法，計(jì)算1到100之間所有整數(shù)的和。

答案：使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，初始化變量sum為0，然后從1循環(huán)到100，每次循環(huán)將當(dāng)前數(shù)加到sum上，最后輸出sum的值。

```python

sum=0

foriinrange(1,101):

sum+=i

print("Thesumis:",sum)

```

例題2：編寫一個(gè)算法，打印出所有的偶數(shù)。

答案：使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，從1開始循環(huán)，每次循環(huán)檢查當(dāng)前數(shù)是否為偶數(shù)，如果是，則打印出來。

```python

foriinrange(1,101):

ifi%2==0:

print(i)

```

例題3：編寫一個(gè)算法，找出并打印100以內(nèi)的所有素?cái)?shù)。

答案：使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，從2開始循環(huán)到100，對于每個(gè)數(shù)，使用嵌套循環(huán)檢查它是否被除了1和它本身以外的數(shù)整除，如果是，則不是素?cái)?shù)。

```python

fornuminrange(2,101):

is_prime=True

foriinrange(2,int(num**0.5)+1):

ifnum%i==0:

is_prime=False

break

ifis_prime:

print(num)

```

例題4：編寫一個(gè)算法，計(jì)算斐波那契數(shù)列的前10個(gè)數(shù)。

答案：使用遞歸或循環(huán)結(jié)構(gòu)，初始化前兩個(gè)數(shù)f(0)和f(1)，然后使用循環(huán)計(jì)算接下來的數(shù)，直到得到前10個(gè)數(shù)。

```python

deffibonacci(n):

ifn<=1:

returnn

else:

returnfibonacci(n-1)+fibonacci(n-2)

foriinrange(10):

print(fibonacci(i))

```

例題5：編寫一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的計(jì)算器，可以計(jì)算兩個(gè)整數(shù)的加法、減法、乘法和除法。

答案：定義一個(gè)函數(shù)，根據(jù)輸入的操作符和兩個(gè)操作數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算。

```python

defsimple_calculator(op,a,b):

ifop=='+':

returna+b

elifop=='-':

returna-b

elifop=='*':

returna*b

elifop=='/':

return