43非數(shù)值計算教學(xué)設(shè)計-教科版高中信息技術(shù)必修一第四單元

教學(xué)設(shè)計太倉市明德高級中學(xué)趙斌課題非數(shù)值計算教學(xué)目標(biāo)1.運用合適的算法形成解決問題的方案2.了解算法中的分治思想，運用二分法查找來解決實際問題

3.體驗遞歸算法，結(jié)合具體問題進(jìn)行編程實踐。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點：1.在實際問題解決過程中理解分治思想

2.掌握二分法和遞歸法的原理

教學(xué)難點：1.理解二分法和遞歸法并嘗試解決實際問題

2.正確分析問題并形成與之匹配的問題解決的方案教學(xué)過程一、課堂導(dǎo)入：展示流程圖如下：引導(dǎo)學(xué)生分析，描述該流程圖實現(xiàn)的功能是：（猜數(shù)字）。從讀流程圖的過程中了解學(xué)生對計算機解決問題的過程的認(rèn)知情況，為后續(xù)課堂開展做好鋪墊。語句1：cai==num語句2：cai<num（請學(xué)生上臺將判斷語句拖放在正確的目標(biāo)區(qū)域，完善流程圖后能正確實現(xiàn)所需的功能）二、二分法學(xué)習(xí)1.執(zhí)行“while循環(huán)猜數(shù)字.py”程序，嘗試猜數(shù)字游戲，觀察游戲過程，進(jìn)一步理解導(dǎo)入中的流程圖所描述的問題解決過程，根據(jù)學(xué)生的運行情況，引導(dǎo)應(yīng)用二分法來完成數(shù)字游戲。（程序代碼如下）'''猜數(shù)字游戲，隨機生成1到10之間的數(shù)字（含1和10000），每次輸入一個數(shù)字，如果與隨機生成的數(shù)字相同，則退出，否則重新輸入，輸入1表示退出游戲。'''importrandomjznum=random.randint(1,10000)normal=True#設(shè)置條件的初始值count=0whilenormal:number=int(input("請輸入你要猜的數(shù)字[1,10000]，退出程序請輸入1\n"))ifnumber==1:normal=False#設(shè)置條件的值，使得退出循環(huán)print("程序已退出，游戲結(jié)束")ifnumber==jznum:count+=1print("你猜中了，本次數(shù)字為：",number,"猜了：",count,"次","本次游戲結(jié)束，程序?qū)⑼顺?)print("游戲結(jié)束")normal=Falseelse:ifnumber>jznum:count+=1print("你猜了：",count,"次","大了，請繼續(xù)猜")else:count+=1print("你猜了：",count,"次","小了，請繼續(xù)猜")input("回車可退出程序")2.執(zhí)行“循環(huán)猜數(shù)字提示過程.py”，理解并描述二分法的運行思路。（程序如下）在“while循環(huán)猜數(shù)字.py程序中，”，將提示語句修改為加粗部分語句。ifnumber>jznum:count+=1maxnum=numberprint("你猜了：",count,"次","大了，請繼續(xù)，建議猜",math.ceil((minnum+maxnum)/2))#表示向上取整else:minnum=numbercount+=1print("你猜了：",count,"次","小了，請繼續(xù)，建議猜",math.ceil((minnum+maxnum)/2))引導(dǎo)學(xué)生思考二分法的設(shè)計四步驟：1.確定查找區(qū)間的左側(cè)邊界和右側(cè)邊界minnum=1maxnum=100002.尋找中間數(shù)number=math.ceil((minnum+maxnum)/2)在這個實現(xiàn)過程中使用了math數(shù)學(xué)庫中向上取整函數(shù)ceil，使得求得的中間數(shù)有一個規(guī)律性的處理。3.中間數(shù)和目標(biāo)數(shù)進(jìn)行比較，以確定下一步的查找區(qū)域ifnumber>jznum:#jznum是隨機產(chǎn)生的讓用戶去猜測的數(shù)maxnum=number#右邊界左移else:minnum=number#左邊界右移4.重復(fù)上述的2、3步驟，直到找到目標(biāo)數(shù)以上四個步驟歸納后就是二分法的運行思路和設(shè)計技巧，在實際應(yīng)用的過程中，我們還要做臨界點的處理。課堂練習(xí)：在網(wǎng)站中完成“翻頁游戲”程序調(diào)試，觀察學(xué)生表現(xiàn)。三、遞歸法學(xué)習(xí)（請學(xué)生上臺在課件中嘗試選擇游戲步驟，完成將木塊從A搬到C，且最底層最大）具體實施過程如下圖所示ABCABCABCABCABCABCABCABC當(dāng)要解決的問題具有一定的關(guān)系，我們可以用遞歸的形式來解決問題。思路描述：從整體上來看問題，找出關(guān)系，找出最小的解決方案。運用Python自定義函數(shù)的形式，進(jìn)行遞歸法的設(shè)計。在網(wǎng)站中完成“爬樓梯”程序調(diào)試，觀察學(xué)生表現(xiàn)。情境描述：（日常爬樓梯）每天來機房上課，學(xué)生需要走很多樓梯，有的學(xué)生一步一個臺階，有的學(xué)生一步兩個臺階，以此生活情境為案例，寫出爬樓梯的遞歸程序，看在一定樓梯數(shù)量的前提下，如果獲取實施方案的數(shù)量。defplt(n):ifn==1:return1elifn==2:return2else:returnplt(n1)+plt(n2)n=int(input("請輸入樓梯階數(shù)："))print("方案數(shù)：",plt(n))四、策略依據(jù)孫子兵法有云：“凡治眾如治寡，分?jǐn)?shù)是也?！蔽覀兛匆粋€問題，如果一時難以解決，不妨分割