《算法与程序设计》绪言课教学设计

算法与程序设计》绪言课教学设计

江苏省大丰高级中学朱华

教学目标

1 、知识与技能

①了解算法与程序设计的研究对象；

②了解算法与程序设计在日常生活中作用；

③了解算法与程序设计的基本学法。

2、过程和方法

①经历由实际问题引出算法与程序设计的作用，体会算法与程序设计与现实生活的联系，体会通过程序来指挥和控制计算机；

②探求算法的多样性，发展学生多角度解决问题能力；

③教学方法：实验法、谈话法、讨论法。

3、情感态度与价值观激发学生学习算法与程序设计的兴趣，使学生积极参与，发挥他们的主动性，激发他们的求知欲；认识计算机只是工具，合理的指挥和控制计算机来解决学习和生活中的问题。

教学重点与难点

1 、教学重点

算法与程序设计的概念；让学生体验算法的神奇，认识到计算机只是工具，是靠人用程序来指挥；如何学好《算法与程序设计》这门课。

2 、教学难点

算法在程序设计中的地位和作用。

教学设计说明

本节是《算法与程序设计》的绪言课。学生在此之前已经进行的《信息技术基础》课程的学习，已经具有使用大众化信息加工方式解决问题的能力。《算法与程序设计》是培养学生通过编程加工的方式来解决问题的能力。本节课通过活动让学生了解课程研究的对象；了解程序设计在解决实际问题的作用；激发学生的学习兴趣；了解课程的基本学法。各个活动用精短的过渡语言相连，使彼此顺承自然、融为一体，其间，贯穿了实验观察、现象描述、阅读教材、思考辩论、表达交流等学生活动，通过学生的参与，确立学生的学习主体地位，体现“民主、平等、对话、协商”的新课程理念。

教学过程

［情景创设］:课前播放《黑客帝国I》视频。

一、新课导入

通过必修课程《信息技术基础》的学习，我们知道，在信息的获取、加工、交流、管理等活动中，以计算机为核心的信息技术已深入到人类社会的各个领域。我们使用IE浏览器在网络上检索信息、浏览信息；使用Word、Excel等软件加工处理信息；使用QQ、MSQ交流信息等等。这是我们熟知的一些应用，再比如还有一些不熟悉的，如：四色问题，网格运算。由些可见计算机在我们这个信息社会发挥了非常巨大的作用。计算机为什么具有如此神奇的作用？下面我们来看一个小应用。

二、活动一：感受程序的指挥作用

［师］:我们经常需要在网站或软件中输入用户名和密码，你认为怎么设置密码才够安全？

［生活动］:学生演示用户设置密码程序。

用户设置密码时，软件提示用户你的密码太简单”或你的密码太短”等提示，难道是计

算机太聪明吗？

［师演示］:运行VB，显示判断用户密码的程序：

［师］:能否让用户输入密码的长度不能少于20位？

［生讨论］

［师］:刚才这密码设置程序是通过程序设计设计出来的。计算机如此的聪明” 能干”

是靠人用程序指挥的。如何去指挥？需要我们预先设计解决问题的方法和步骤，解决的方法和步骤我们称为算法，设计算法并把算法转化为计算机能够接受和执行指令代码的过程就是程序设计。感受了程序的有趣，我们再来领略一番算法的神奇。

［板书］:程序一指挥计算机运行

设计思路：通过密码判断程序的使用，使学生了解计算机是在人的指挥下运行的。让学

生在修改代码实践中体验算法与程序设计的有趣。

三、活动二：感受算法的神奇

［生活动］:请学生计算两个数的最大公约数，当无法使

用心算或笔算时，请学生使用预先编制好的程序1和程序2计算，并把程序中显示的计算时间填写在下表中。

、、一求最大公约数

程序

12和188251与6105

2134567890和

24

程序1

程序2

［师］:使用计算机程序很快就得到了答案，而且当两个数据相差很大时，程序22比程序

21的计算速度还快，导致两个程序运行速度不同可能是什么原因？

［生讨论］

［师］:速度的不同是因为方法不一样，两个程序是老师根据两种算法编制的。

求98与63的最大公约数

①方法1：

把98和63以大数减小数，并辗转相减

即：98-63= 35

63-35= 28

35-28= 7

28-7 = 21

21-7= 14

14- 7= 7

7-7= 0

98与63的最大公约数是7。

［生体验1］:求两个正数84与72的最大公约数。（答案：12，7步得到）

②方法2:

解：98 - 63商：1余数：35

63宁35商：1余数：28

35-28商：1余数：7

28-7商：1余数：0

98与63的最大公约数是7。

［生体验2］:求两个正数84与72的最大公约数。（答案：12, 2步得到）

图1求最大公约数程序

［师］:算法二以除法为主，算法一以减法为主，在次数上算法二的次数相对较少，特别当两个数字大小区别较大时计算次数的区别较明显。算法的优劣直接决定了计算机的运行时间，例如：在资源勘探工作中，常通过分析卫星得到的遥感图像，获取地下矿藏资源的分布及埋藏量。傅里叶变换是遥感图像处理技术中一种常见的预处理方法，若对10X 10cm2的图像划一间隔1卩m的划线进行处理，用传统的傅里叶变换算法，需算n2=1016次，百万次的计算

机也需算300年，但是使用快速傅里叶变换算法只需1小时。同学们算一算300年是1小时的多少倍？可见具体问题要具体分析，算法是可以优化的，一个好的算法是多么的神奇。

图2卫星遥感图像图3二维傅里叶变换处理结果［板书］:算法一程序设计的核心

设计思路：在程序设计中，算法是核心，算法的优劣导致程序运行效率的差异。而学生

对算法的核心作用没有具体的感知，因此本环节通过公约数问题让学生体验算法的神奇，进行引申出在很多领域中算法对解决实际问题的意义

［师］:通过设计程序指挥计算机可以帮助我们解决很多学习和生活中遇到的难题。

四、活动三：人与计算机的完美结合

3

［生活动］:求方程x X 1 0在区间［1，1.5］内的一个近似解（误差不超过0.001）y X X 1是一个增函数。

［师演示］:根据算法编制的程序计算得到答案。

［师分析］:老师用了同样的解题方法，编写了程序让计算机

运行，很快就得到了答案。在数学课中或生活中没有办法解决的难

题，当人工无法解决时，由人设计算法，利用计算机的高速运算性

能，通过程序设计来解决。在日常生活中我们还会遇到许许多多这

样的难题，我相信只要我们同学肯动脑筋，借助于程序设计这一有

效方式，没有什么我们不能解决的问题。

设计思路：学生通过已有的数学经验可以得到解题该问题的算法，但却不能计算到精确的结果，学生的认知结构发生冲突，通过算法分析与程序设计，利用计算机可以很快的得到答案，希望能使学生认识到计算机只是一个工具，它必须在人智慧的指挥下才能发挥出巨大的作用。

五、活动四：了解课本内容的安排

［师生活动］:阅读教材目录。

第一章如何用计算机解决问题

让同学们了解计算机解决问题的过程，了解算法的概念及设计方法，体验编程

第二章程序设计ABC

让同学们了解和掌握程序设计语言Visual Basic的基本语法格式，实现通过VB把算法转化为计算机能接受和执行的程序。