【新教材】2020-2021学年教科版（2019）高中信息技术必修一 2.1 计算机解决问题的过程 教案

2.1计算机解决问题的过程 【学习目标】 通过探讨表示游戏的算法，了解使用自然语言、流程图描述算法，进一步理解三种基本结构的流程图。 通过用Python语言实现游戏的研究，掌握计算机解决问题的一般过程，熟悉Python语言的开发环境，了解程序设计语言的发展。 在项目活动中体验数字化学习过程，感受利用数字化工具和资源的优势。 【教学重点】算法的表示及算法的三种基本结构。 【教学难点】能够使用流程图表示算法。 【教学过程】 一、引入 游戏规则： 用十秒钟记忆十个物品以及他们的编号，之后根据提问回答物品的编号，看谁记住的物品编号数量多。 教师可根据情况，带领学生玩游戏两到三次。 注意提出问题，引导学生思考：计算机是如何实现该游戏的？ 其实，最强大脑这个游戏就是一个算法。要用计算机解决问题，算法设计是最重要的环节。 二、算法 1、什么是算法？ 算法：解决问题的方法与步骤 算法是尼克劳斯.沃斯（N.Writh）提出的，他指出： 程序=算法+数据结构（DATA STRUCTURE） （即算法不能单独构成程序，它必须和数据结构合二为一） 算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。通俗点说，就是计算机解题的过程。 2、算法的特征 有穷性 执行有限步之后结束，且每一步都执行时间都是有限的。 确定性 算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的。 输入项 有零个或多个输入。 输出项 至少产生一个输出。 可行性 原则上能精确运行，用纸和笔做有限运算后可以完成。 3、算法的描述方法 计算机是人脑的延伸，要研究计算机解决问题的过程，首先要从人解决问题的角度谈起。 自然语言：人们日常生活中使用的语言，汉语，英语，日语等都是自然语言，这些自然语言描述算法符合我们的表达习惯，且容易理解。 流程图：也叫程序框图，是算法的一种图形化表示方法，与自然语言描述算法相比，用流程图描述算法形象、直观、更容易理解。 三、算法的描述 活动一 使用自然语言描述算法 引导学生用自已的话描述最强大脑游戏算法 活动二 使用流程图描述算法 我们可以用流程图来描述算法。流程图也称流程框图，它是算法的一种图形化表示方法。 为了使算法的流程图看起来更加直观，需要对流程图的表示方法进行规范，目前常用的有以下这些： 算法的三种基本结构是顺序结构、分支结构和循环结构。 顺序结构 要把大象关进冰箱，需要几步完成？ 特点：自上而下 顺序结构是一种最简单的基本结构，按照自上而下的先后顺序依次执行程序语句。 分支结构 如果大象太大无法进入冰箱，怎么办？ 用自然语言描述：如果大象太大无法进入冰箱，那么就换一只小象进。 用流程图描述： 特点：做出判断 分支结构也称为选择结构，是一种按照给定的条件进行判断的结构。分支结构中必定包含一个判断框，若满足条件则执行处理框A，若不满足则执行处理框B。 循环结构 如果有三只小象进冰箱，怎么解决？ 用自然语言描述：一只一只地进入，直到三只小象都进入冰箱，即完成。 用流程图描述： 特点：周而复始 循环结构是一种重复某一部分操作的结构，若满足条件则执行循环体，若不满足条件则跳出循环，执行循环结构后面的代码。 你能用所学知识，完成“最强大脑”流程图吗？ 优缺点：与自然语言描述算法相比，用流程图描述算法形象、直观、更容易理解，但是流程图一般不能直接在计算机上运行，这时需要使用一种计算机能理解的程序设计语言将算法表达成程序。 活动三 用Python语言实现游戏 在Python语言开发环境中，调试运行程序，观察运行结果。 尝试将流程图与代码块进行匹配 如何增加游戏难度呢？ 方法：改变物品；减少时间 打开最强大脑.py，动手试一试！ 学生尝试自行修改部分代码，观察程序运行的变化。 例如： 原代码 修改 ... ...