探究算法的评价方法 基本知识与技能： 1.通过“数”算法中循环的执行次数，认识到解决同一问题的不同的算法可能存在时间效率上的差别，初步掌握算法效率评价的方法。 2.通过给算法加计数变量等操作，比较语句的执行次数，深入理解算法的时间复杂度，形成算法效率的意识。 教学重难点： 教学重点：初步掌握算法效率评价的方法。 教学难点：多种算法的效率比较。 实验资源 1.实验器材： 硬件：计算机电脑。 软件：Python语言编辑器；计数器模块；Pycharm编辑器。 2.实验记录单：导学学习单；实验过程记录单。 教学过程 （一）复习旧知 1.教师带领学生回顾猜数字游戏，说出编写猜数字游戏所经历的步骤：分析问题—建构数学模型—设计算法流程图—体验算法。在回顾的过程中，体现学生算法的意识。 2.教师提出问题：在玩猜数字游戏时，我们用了什么方法进行猜测？学生进行预设，分析学习单（项目前期生成）中记录猜测次数的过程，互相讨论。 设计意图：调动学生思考探究的积极性，引出核心问题，激发学生兴趣，通过学生回答问题，评价学生是否产生同一问题多种算法解决的意识。 （二）构建模型 1.学生总结出三种常见的猜数字方法，教师针对这三种方式进行归纳总结，给出名称：无序猜数字、有序猜数字、二分查找法。 2.教师带领学生分析这三种猜数字方法，教师提出猜数字的游戏前期我们已经设计算法并进行体验，但是身为“玩家”角色，我们还未对猜数字的过程进行算法设计，教师带领学生进行猜数字过程的算法设计，并引领学生构建数学模型。 3.教师引导学生进行猜想：这三种算法都可以去猜数字，那你觉得哪种方法最好？提出可以评价算法的维度，引导学生制定评价算法的规则。 设计意图：通过对学生的引导，评价学生是否意识到算法有“好”“坏”之分，影响算法的效率的条件是什么,学生产生评价算法的意识。 （三）“数”+运行 1.教师带领学生绘制无序猜数法、有序猜数法、二分查找法的算法流程图。 2.教师引导学生控制程序变量：猜数字的取值范围、答案数字，学生分组模拟实验流程，记录猜对答案的次数与时间。 3.教师提出疑问：如果我们猜数字的范围足够大，我们应该如何模拟实验过程？学生提出借助计算机程序模拟实验过程。教师提供程序，学生进行数据的修改，记录程序代码执行次数和程序运行时间。 设计意图：通过学生自主模拟实验，发现算法之间的差别；通过改变数据量的大小，发现数据规模对算法运行时间的影响。 （四）可视呈现 1.学生呈现三种算法的时间复杂度，并说明结论是如何得出的？（复述实验过程）。 2.学生将数据进行对比分析，并进行组内研讨，总结三种算法的优缺点。 设计意图：通过小组内的总结和研讨，用可视化的方式呈现算法效率，感受不同算法在解决同一问题时会产生时间效率上的差异，让学生意识到算法的价值和局限性。 （五）回顾项目 教师出示三个特定的场景： 学生根据场景进行分析，要选用什么算法去解决问题更为合适，明确算法的选择要按照实际场景、数据容量等条件影响。 教师带领学生对整个项目进行回顾与反思，通过这个项目，学生对猜数字游戏有了深刻的认识，并通过这些情景的迁移，感知影响算法效率的因素。 设计意图：通过分析特定场景，让学生亲历用计算机解决问题的过程，理解计算机解决问题是问题抽象、分析、建模、解决方案的算法设计过程。在生活中，解决同一问题可以有多种不同的求解方法，算法也同样如此。 ... ...
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