高中信息技术_用穷举法解决问题教学设计学情分析教材分析课后反思

一、教材分析与教法：

《用穷举法解决问题》是《算法与程序设计》第三章第二节的内容，编程，对一部分学生来说，还是比较难和比较枯燥的。因此，我在教学中，一直尽量使用趣味性程序等手段，贴近学生生活，将课堂的气氛调动得活跃起来，并可培养学生对这门课的兴趣。

穷举法是算法中比较常见，日常运用很多的一种。在课本和学业水平考试中都作为一个重要的部分出现。经典问题有水仙花数、搬砖问题、鸡兔同笼等。课本在介绍穷举法时用的例子是一个相对复杂的演讲比赛分组的问题。我个人认为，这样的一个引入部分不太适合我们的学生，一是学生不是很感兴趣，二是比较复杂。

其次，在课本第三章，我的教学方法借鉴了数学课的教法：从简单问题详细剖析，推出一般情况，得到结论（算法理论），再从理论推展开区，再解决其他问题。

根据我校学生的特点，我选择了一个反暴力破解的例子引入，要反暴力破解，就必须了解它的原理。首先让学生自己来尝试暴力破解一个密码。这样，学生马上就能体会到什么叫穷举。从简单破解2位数，到学生无法简单破解5位数的密码，自然引出这样单一的重复的过程可以由计算机来解决。了解了暴力破解的原理，我们也就了解了穷举法的原理、特点。

了解原理后，我使用两个例题让学生练习，以便理解、运用穷举法。1、“搬砖”问题。2、水仙花数。属于趣味数学，这个话题很能引起学生的兴趣（该问题类似鸡兔同笼）

通过这两个问题，由简单到复杂，学生便可基本掌握穷举法的应用。

二、教学目标

1．知识与技能

⑴理解用穷举法设计程序的基本思路。

⑵分析建立正确的数学模型，归纳穷举法穷举技巧（变量的设置、穷举方案的确定）。

2．过程与方法

⑴经历用穷举法求解问题的基本过程。

⑵在学习过程中，发现穷举法的规律，并把它运用实际问题的解决中去。

3．情感态度与价值观

⑴通过学习穷举法，体会“信息技术是双刃剑”的含义，树立正确使用信息技术的道德观，并形成反思的意识。

⑵引导学生关注穷举法在社会生活中的应用，激发学生学习的热情。

三、教学重点与难点

教学重点：⑴建立正确的数学模型，确定穷举方案。

⑵根据命题确定变量的取值范围。

⑶正确表达“符合条件”的判断。

教学难点：⑴恰当安排穷举的方式，使得算法的效率更高。

⑵如何评价各种穷举策略的优劣。

四、课时安排：1课时。

五、教学过程：

环节教师活动学生活动设计意

图

激趣

导入在我们的生活中，你是否有过密码被盗的经历呢？

学生口答：

QQ密码被

盗，银行卡

密码被盗等

通过学生

感兴趣的

话题，激

发学生的

学习兴

趣。

一、穷举法的概念

下面请大家打开桌面上的2位数破解密码的程序：

程序界面如下图：

请学生运行该程序，破解密码。（每排为一组，看

谁破解的快）

小组讨论

破解方法

与技巧，

分工破解

学生介绍

破解经验

小组间

通过竞

争和协

作使得

每个学

生都积

极思考，

参与问

新知

导授

请破解出密码的学生介绍经验：一个一个的去

尝试。

教师总结：（投影）这种将求解对象一一列举

出来，然后逐一加以分析、处理，并验证结果是否

满足给定的条件，穷举完所有对象，问题将最终得

以解决的方法，称为穷举法。

教师问：生活中使用到穷举法的例子？

任务布置一：破解两位数密码

教师总结：用人工计算工作量大，很耗时，可由计

算机完成。

问题描述：同学登录账号时发现密码记不清了，

但他记得密码是 5位数，67**8，其中百位十位上

的数不记得，但他记得这个5位数能被78整除，

也能被67整除，你能帮他找回密码吗？

分析问题：教师演示计算机破解两位数密码，

同时让学生思考两个问题：1.穷举变量？

2.变量的变化情况

与技巧

小组讨

论：如果密码

是5位数的

话，怎么破

解？

生答：鸡

兔同笼

警察办案

修车补胎

教师引导

下学生总

结出，设

置两个变

量

并找出变

量的变化

范围

题解决

引导学

生利用

计算机

来解决

问题

观看

演示过

程让学

生亲身

体验，消

除对密

码破解

本节内容的教学对象是高一年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维、分析问题、表达思想等能力。同时，通过前两个单元的学习与实践，学生已初步体验了用计算机解决问题的过程与步骤，学会了对计算机程序进行调试，掌握了程序的三种分支结构等基础知识，为本节内容的学习提供了良好的基础。

根据我校学生的特点，我选择了一个反暴力破解的例子引入，要反暴力破解，就必须了解它的原理。首先让学生自己来尝试暴力破解一个密码。这样，学生马上就能体会到什么叫穷举。从简单破解2位数，到学生无法简单破解5位数的密码，自然引出这样单一的重复的过程可以由计算机来解决。了解了暴力破解的原理，我们也就了解了穷举法的原理、特点。

了解原理后，我使用两个例题让学生练习，以便理解、运用穷举法。1、“搬砖”问题。2、水仙花数。属于趣味数学，这个话题很能引起学生的兴趣（该问题类似鸡兔同笼）

通过这两个问题，由简单到复杂，学生便可基本掌握穷举法的应用。

本节课由暴力破解的小游戏开头，学生立即投入进来，迅速接受穷举法的概念和关键技术点，这都符合我备课的预想。

难度适中，过渡自然，逐步推进是本节课比较成功的地方。在教学中，学生有激情，有思考，有实践，有成功，跌宕生趣，下课时意犹未尽，恋恋不舍。

发送半成品作品让学生完善也是本节课的一个特色。有时如果每个程序的每一步骤都让学生完成，效率太低，而发送半成品，可以达到事半功倍的效果。最后一个拓展求解四位的玫瑰花数让学生自主完成代码编写，因为有前面的水仙花数的例子，大部分同学都能完成，学生既收获了知识，又有了成就感。

《用穷举法解决问题》是《算法与程序设计》第三章第二节的内容，编程，对一部分学生来说，还是比较难和比较枯燥的。因此，我在教学中，一直尽量使用趣味性程序等手段，贴近学生生活，将课堂的气氛调动得活跃起来，并可培养学生对这门课的兴趣。