滬科版 信息技術(shù) 必修 3.3.2 編程解決問題 教學(xué)設(shè)計(jì)

滬科版信息技術(shù)必修3.3.2編程解決問題教學(xué)設(shè)計(jì)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：滬科版信息技術(shù)必修3.3.2編程解決問題

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：八年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2022年9月15日星期四上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，通過編程實(shí)踐，提高問題解決能力。發(fā)展計(jì)算思維，學(xué)會(huì)將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為算法，增強(qiáng)邏輯推理和抽象思考能力。提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)自主探究和團(tuán)隊(duì)合作精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-核心內(nèi)容：本節(jié)課的核心內(nèi)容是學(xué)習(xí)如何將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為編程問題，并設(shè)計(jì)算法解決問題。重點(diǎn)包括：

-編程思維的培養(yǎng)：通過實(shí)例分析，引導(dǎo)學(xué)生理解編程解決問題的基本步驟，如問題分析、算法設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測試調(diào)試。

-算法設(shè)計(jì)：強(qiáng)調(diào)算法的簡潔性和高效性，例如，通過排序算法的實(shí)例，讓學(xué)生理解算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的概念。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)內(nèi)容：識(shí)別并指出本節(jié)課的難點(diǎn)，以便于教師采取有效的教學(xué)方法幫助學(xué)生突破。

-算法理解：對(duì)于初學(xué)者來說，理解算法的概念和步驟是難點(diǎn)。例如，在講解循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生可能難以理解循環(huán)的條件和迭代過程。

-編程實(shí)踐：將理論應(yīng)用到實(shí)際編程中，學(xué)生可能面臨如何選擇合適的編程語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來解決問題。例如，在解決復(fù)雜問題時(shí)，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組、鏈表、樹等）是難點(diǎn)。

-問題轉(zhuǎn)化：將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為編程問題，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力。例如，在解決“計(jì)算兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)”問題時(shí)，學(xué)生需要理解數(shù)學(xué)算法與編程算法之間的轉(zhuǎn)換。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有滬科版信息技術(shù)必修教材，特別是3.3.2編程解決問題相關(guān)章節(jié)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表和視頻，如算法流程圖、編程示例視頻等，以幫助學(xué)生直觀理解。

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)電腦安裝相應(yīng)的編程軟件，如Scratch或Python等。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，提供白板和標(biāo)記筆，以便于學(xué)生進(jìn)行小組討論和展示。教學(xué)過程設(shè)計(jì)導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中常見的編程應(yīng)用，如智能家居、游戲開發(fā)等，激發(fā)學(xué)生對(duì)編程的興趣。

-提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考編程在生活中的作用，提出問題：“你們知道編程是如何解決實(shí)際問題的嗎？”

-學(xué)生回答：邀請(qǐng)學(xué)生分享他們對(duì)編程的理解，為后續(xù)課程做好鋪墊。

講授新課（20分鐘）

1.算法概念（5分鐘）

-介紹算法的定義和作用，通過實(shí)例講解算法的基本步驟。

-用時(shí)：5分鐘

2.編程思維培養(yǎng)（10分鐘）

-講解編程思維的培養(yǎng)方法，如分解問題、抽象思維等。

-通過實(shí)例分析，引導(dǎo)學(xué)生理解編程思維的運(yùn)用。

-用時(shí)：10分鐘

3.算法設(shè)計(jì)（5分鐘）

-講解算法設(shè)計(jì)的基本原則，如簡潔性、高效性等。

-通過排序算法的實(shí)例，讓學(xué)生理解算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

-用時(shí)：5分鐘

鞏固練習(xí)（15分鐘）

1.練習(xí)環(huán)節(jié)（10分鐘）

-分組討論：將學(xué)生分成小組，每組分配一個(gè)實(shí)際問題，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)算法解決問題。

-學(xué)生展示：每組選派代表展示解題過程，其他小組進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論。

-用時(shí)：10分鐘

2.課堂提問（5分鐘）

-教師提問：針對(duì)學(xué)生展示的解題過程，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

-學(xué)生回答：鼓勵(lì)學(xué)生積極回答問題，分享自己的解題思路。

-用時(shí)：5分鐘

師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師點(diǎn)評(píng)（2分鐘）

-教師對(duì)學(xué)生的展示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，肯定優(yōu)點(diǎn)，指出不足。

-用時(shí)：2分鐘

2.學(xué)生提問（3分鐘）

-學(xué)生提出自己在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，教師進(jìn)行解答。

-用時(shí)：3分鐘

1.總結(jié)（2分鐘）

-教師對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)編程思維和算法設(shè)計(jì)的重要性。

-用時(shí)：2分鐘

2.拓展（3分鐘）

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索編程，嘗試解決更多實(shí)際問題。

-用時(shí)：3分鐘

教學(xué)過程設(shè)計(jì)說明：

-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。

-教師通過創(chuàng)設(shè)情境、提問等方式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂互動(dòng)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

-教學(xué)過程中，注重學(xué)生解決問題的能力培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論和展示，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

-教學(xué)雙邊互動(dòng)，教師關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況給予指導(dǎo)。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.知識(shí)與技能的掌握

-學(xué)生能夠理解并解釋算法的概念，掌握算法的基本步驟，如問題分析、算法設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測試調(diào)試。

-學(xué)生能夠?qū)?shí)際問題轉(zhuǎn)化為編程問題，設(shè)計(jì)出簡潔高效的算法。

-學(xué)生能夠運(yùn)用編程語言（如Python、Scratch等）實(shí)現(xiàn)算法，解決簡單的實(shí)際問題。

-學(xué)生能夠識(shí)別和優(yōu)化算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，提高程序執(zhí)行效率。

2.思維能力的提升

-學(xué)生在分析問題、設(shè)計(jì)算法的過程中，邏輯思維能力得到鍛煉。

-學(xué)生學(xué)會(huì)分解復(fù)雜問題，培養(yǎng)了解決問題的系統(tǒng)性和條理性。

-學(xué)生通過編程實(shí)踐，提高了抽象思維和算法抽象能力。

3.學(xué)習(xí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變

-學(xué)生對(duì)編程產(chǎn)生興趣，增強(qiáng)了對(duì)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)熱情。

-學(xué)生認(rèn)識(shí)到編程在解決實(shí)際問題中的重要性，提高了學(xué)習(xí)信息技術(shù)的積極性。

-學(xué)生養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)和探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，愿意主動(dòng)探索新知識(shí)。

4.實(shí)踐能力的增強(qiáng)

-學(xué)生通過編程實(shí)踐，提高了動(dòng)手能力和實(shí)際操作技能。

-學(xué)生能夠熟練使用編程工具和軟件，提高編程效率。

-學(xué)生在小組合作中，學(xué)會(huì)了與他人溝通、協(xié)作，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)

-學(xué)生在解決問題時(shí)，敢于嘗試新的方法，勇于創(chuàng)新。

-學(xué)生通過編程實(shí)踐，培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新思維，提高了創(chuàng)新能力。

-學(xué)生能夠?qū)⒕幊碳夹g(shù)與實(shí)際問題相結(jié)合，提出具有創(chuàng)意的解決方案。

6.信息素養(yǎng)的提高

-學(xué)生在編程過程中，培養(yǎng)了良好的信息素養(yǎng)，包括信息獲取、信息加工、信息評(píng)價(jià)等。

-學(xué)生學(xué)會(huì)了如何利用信息技術(shù)解決問題，提高了信息處理能力。

-學(xué)生能夠識(shí)別和防范網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。

7.綜合應(yīng)用能力的提升

-學(xué)生能夠?qū)⒕幊讨R(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，解決生活中的實(shí)際問題。

-學(xué)生在解決問題時(shí)，能夠綜合運(yùn)用多種知識(shí)和技能，提高綜合應(yīng)用能力。

-學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中，學(xué)會(huì)了協(xié)調(diào)資源，提高了解決問題的綜合能力。典型例題講解1.例題一：計(jì)算階乘

-題目：編寫一個(gè)Python函數(shù)，計(jì)算并返回一個(gè)給定正整數(shù)的階乘。

-解答：

```python

deffactorial(n):

ifn==0:

return1

else:

returnn*factorial(n-1)

```

-答案：對(duì)于輸入的正整數(shù)n，函數(shù)`factorial`將返回n的階乘值。

2.例題二：斐波那契數(shù)列

-題目：編寫一個(gè)Python函數(shù)，計(jì)算并返回斐波那契數(shù)列的第n個(gè)數(shù)。

-解答：

```python

deffibonacci(n):

a,b=0,1

for_inrange(n):

a,b=b,a+b

returna

```

-答案：函數(shù)`fibonacci`將返回斐波那契數(shù)列中的第n個(gè)數(shù)。

3.例題三：冒泡排序

-題目：編寫一個(gè)Python函數(shù)，實(shí)現(xiàn)冒泡排序算法，對(duì)一個(gè)整數(shù)列表進(jìn)行排序。

-解答：

```python

defbubble_sort(arr):

n=len(arr)

foriinrange(n):

forjinrange(0,n-i-1):

ifarr[j]>arr[j+1]:

arr[j],arr[j+1]=arr[j+1],arr[j]

returnarr

```

-答案：函數(shù)`bubble_sort`將對(duì)輸入的整數(shù)列表`arr`進(jìn)行排序，返回排序后的列表。

4.例題四：查找最小值

-題目：編寫一個(gè)Python函數(shù)，查找并返回一個(gè)整數(shù)列表中的最小值。

-解答：

```python

deffind_min(arr):

min_value=arr[0]

fornuminarr:

ifnum<min_value:

min_value=num

returnmin_value

```

-答案：函數(shù)`find_min`將返回輸入整數(shù)列表`arr`中的最小值。

5.例題五：計(jì)算平均值

-題目：編寫一個(gè)Python函數(shù)，計(jì)算并返回一個(gè)整數(shù)列表的平均值。

-解答：

```python

defcalculate_average(arr):

total=sum(arr)

returntotal/len(arr)

```

-答案：函數(shù)`calculate_average`將返回輸入整數(shù)列表`arr`的平均值。板書設(shè)計(jì)①編程解決問題概述

-算法：問題分析、算法設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測試調(diào)試

-編程思維：分解問題、抽象思維、算法抽象

②算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

-算法定義：解決問題的明確和有限的步驟

-偽代碼：算法設(shè)計(jì)的中間步驟，易于理解但不直接運(yùn)行

-編程語言：Python、Scratch等

③排序算法

-冒泡排序：相鄰元素比較，位置交換

-選擇排序：選擇最小/最大元素，放到序列前端

-插入排序：逐個(gè)插入已排序的序列

④問題轉(zhuǎn)化實(shí)例

-計(jì)算階乘：遞歸實(shí)現(xiàn)

-斐波那契數(shù)列：迭代實(shí)現(xiàn)

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組、鏈表、樹等

⑤課堂練習(xí)與反饋

-編程實(shí)踐：分組討論，問題解決

-課堂提問：算法理解與運(yùn)用

-教師點(diǎn)評(píng)：鼓勵(lì)創(chuàng)新，總結(jié)重點(diǎn)教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)

-學(xué)生出勤率：統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤情況，確保學(xué)生能夠按時(shí)參加課程。

-課堂參與度：觀察學(xué)生在課堂上的提問、回答問題和參與討論的積極性。

-學(xué)習(xí)態(tài)度：評(píng)估學(xué)生在課堂上的專注度、認(rèn)真聽講和完成作業(yè)的態(tài)度。

2.小組討論成果展示

-小組合作：觀察學(xué)生在小組討論中的溝通協(xié)作能力，是否能夠共同解決問題。

-創(chuàng)新思維：評(píng)估學(xué)生在討論中提出的新觀點(diǎn)和解決方案的創(chuàng)造性。

-團(tuán)隊(duì)展示：通過小組展示，評(píng)估學(xué)生的表達(dá)能力和對(duì)知識(shí)的掌握程度。

3.隨堂測試

-算法理解：通過隨堂測試，評(píng)估學(xué)生對(duì)算法概念和步驟的理解程度。

-編程實(shí)踐：通過編程練習(xí)，評(píng)估學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的能力。

-問題解決：測試學(xué)生面對(duì)新問題時(shí)，能否運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效分析和解決。

4.學(xué)生自我評(píng)價(jià)

-學(xué)習(xí)反思：鼓勵(lì)學(xué)生在課后進(jìn)行學(xué)習(xí)反思，總結(jié)自己的學(xué)習(xí)收獲和不足。

-自我評(píng)價(jià)：學(xué)生根據(jù)課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況，進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。

-反饋改進(jìn)：根據(jù)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)建議，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效果。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋

-個(gè)性化指