高中信息技术算法与程序设计分册4.2穷举法教学设计.
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高中信息技术算法与程序设计分册4.2穷举法说课稿【一】说教材1、教材的地位与作用首先,本章内容是在前面两章关于编程的差不多结构的基础上,关于实际生活中有代表性的某一类问题的具体算法的介绍,在本章第一节介绍了解析法之后,关于实际生活中列举类问题运用解析法不是太合适,因此引入第二种代表性的算法穷举法的介绍。
穷举法是算法中比较常见,日常运用特别特别多的一种。
经典问题有鸡兔同笼、百鸡百钱等。
在课本和等级考试中都作为一个重要的部分出现。
2、教学目标:基于对教材的理解和分析,结合学生的实际,我从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面制定了本课的教学目标。
知识与技能:使学生了解什么是穷举法及其特点,以及用穷举法设计算法的差不多过程;能够依照具体问题的要求,使用穷举法设计算法。
过程和方法:运用观看、发明、归纳、应用的方法,进展学生的归纳思维;培养学生独立探究与自主发明的学习能力。
情感态度与价值观:使学生了解算法和程序设计在计算机解决问题过程中的重要性;体验将算法转变为程序的过程,享受计算机解决问题的欢乐。
3、本课重点:用穷举算法解决问题的一般步骤;能依照具体问题的要求,提高运用穷举算法解决问题的能力。
难点:通过观看、类比多种方式培养学生归纳思维。
【二】说学情第一,高二学生对世界的认识正处于由感性到理性,由具体到抽象的认识。
学生已掌握VB编程的差不多知识,并理解掌握解析法解决问题。
学生关于列举类的问题用解析法来实现感到困惑,有学习穷举算法的需求。
第二,选择《算法与程序设计》这本教材,关于我校相当一部分学生来说,依旧比较难和枯燥的,要想充分调动学生学习的积极性和主动性,必须选择合适的教学方法。
【三】说教法成功的教学不是强制,而是激发学生的学习兴趣。
课本在介绍穷举法时用的例子是一个相对复杂的演讲竞赛分组的问题。
我个人认为,那个问题不太适合我们的学生,一是学生不是特别感兴趣,二是比较复杂。
依照我校学生的特点,本课采纳小组内合作的形式,降低了问题解决的难度,学生在教师的指导下带着任务通过小组合作、实际操作、探究学习等方式,逐步完成任务,增强了凝聚力。
§4.2用穷举法设计程序一、教学目标课程标准规定本节内容主要在于穷举法与问题解决。
包括两个方面:1、理解穷举法的思路。
2、能够根据具体问题的要求,使用穷举法设计算法,编写程序求解问题。
二、学情分析本节内容的教学对象是高一或高二年级学生,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,通过前三个章节的学习与实践,学生已初步体验了穷举法的基本思想,经历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,掌握了程序的三种基本结构等基础知识,为本节内容的学习提供了良好的基础。
三、教材分析1、本节主要内容介绍穷举法是程序设计中使用得最为普遍、大家必须熟练掌握和正确运用的一种算法。
它利用计算机运算速度快、精确度高的特点,对要解决问题的所有可能情况,一个不漏地进行检查,从中找出符合要求的答案。
用穷举算法解决问题,通常可以从以下两个方面进行分析:⑴确定范围:问题所涉及的情况有哪些,情况的种数可不可以确定。
⑵验证条件:分析出来的这些情况,需要满足什么条件,才成为问题的答案。
只要把这两个方面分析好了,问题自然会迎刃而解。
本节内容是广东教育出版社出版的普通高中信息技术(选修1)《算法与程序设计》教材第四章第2节的教学内容,包括有穷举法的基本思路,用穷举法求解问题,穷举法中穷举方案的选择等。
2、重点难点分析教学重点: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。
3、课时安排1课时。
四、教学环境多媒体网络教室、投影仪等。
五、教学过程六、学习评价在教学过程中,设置了学生自评、互评,教师点评等多种评价方式。
同时制订了评价信息反馈表,充分发挥了教学评价的作用。
《用穷举法解决问题》教学设计作者:杨梅来源:《新课程·教研版》2010年第20期摘要:目前,我国中小学信息技术课堂教学是在不同的探索中,笔者就“用穷举法解决问题”在课堂教学中的设计进行了探讨。
我在教学中采用了以学生的学习和发展为中心,基于建构主义理论的任务驱动、情境教学、游戏教学等教学方法,突出自主、合作、探究等学习方法;强调信息技术与生活实际的联系,培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等;设置多元化的评价方式,让学生掌握学习内容的同时,形成交流与评价的能力。
关键词:情境教学穷举法多元化评价高中信息技术选修课《算法与程序设计》部分,对于我们学校的学生来说,是一个十分难学的部分,既要学生学习基本的程序结构,又需要在基本的程序结构的基础上运用算法解决实际问题,学生普遍感到很难学,对程序设计这门课提不起兴趣。
为了激发学生的学习热情,我尽可能地将现实生活的情景带入课堂教学中,而“穷举法”能解决实际生活中好多问题,学生通过与生活中的实际例子相结合,认识到算法在实际生活中的用途,加强了学生对《算法与程序设计》这门功课的兴趣。
一、学情分析学生在本节课前学习高中信息技术新课程的《算法与程序设计》模块已经有一段时间了,学生对算法和程序设计有了一定的认识,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,为本节内容的学习提供了良好的基础,但是在面对实际问题时如何设计算法并且用程序实现算法来解决问题上,尤其是对于无法用解析法解决或者是用解析法解决比较困难的问题如何设计算法还是没有什么思路。
“百钱买百鸡”问题的数学模型是解不定方程,学生在初中的数学课上学过。
本次课在原有知识的基础上,通过对实际问题的分析找到合适的数学模型,使学生基本理解和掌握穷举法解题的思路。
二、教材分析穷举法是算法中比较常见,日常运用很多的一种,在课本和江苏会考考试中都作为一个重要的部分出现。
经典问题有鸡兔同笼、百鸡百钱等。
一、教材分析1、本章的作用和地位本章是算法与程序设计模块的重点。
学生在必修模块中对程序设计的概念有了初步的了解,然后在本模块前面的章节加深了对程序设计语言VB的认识,对设计程序解决问题作了一些实践,积聚了初步的编程经验,本章把这些原始的编程经验上升到“算法”的高度,把以模仿为主的编程实践过渡到以创造为主的程序设计过程。
算法在程序设计中占有重要的地位,算法是程序设计的核心,被比作程序设计的灵魂。
算法强调按照逻辑顺序进行程序设计的过程和步骤,因此,算法的学习和掌握,有利于培养学生的逻辑思维能力。
程序设计在计算机应用中处于比较高端的位置,要纯熟掌握自由主义的技巧去解决问题,需要一个不断学习、总结的过程。
因此,学习程序设计,除了本身的价值外,对于陪养终生学习的习惯和建立正确的学习方法将起到很好的作用,为学生形成良好的学习惯奠定基础。
2、本章主要内容介绍掌握编程技术是信息社会的建设者的基本素质。
本章通过解决具体的问题方式,介绍了一些常见的算法。
但本章所介绍的算法仅仅是算法的一部分,实际上,算法的种类远不止这几种。
而且,问题的解决并不都是依靠单独的一种算法就能完成的,多数情况是,需要配合使用几种算法才能达到整个目的。
也就是说,算法存在多样性、复杂性等特征,这些特征有利于学生形成对算法的正确认识,从而提高利用算法来解决问题的能力,所以,在实际教学中需要对这些内容给予关注。
本章设置了6节内容。
“4.1 用解析法设计程序”。
本节介绍了主要靠列出解析式来解决问题的方法。
这种得法对工程技术界是常见的。
解析式的导出可能需要专门的知识,本节只探讨了一些在程序设计中常见的问题解析解法。
更深入的探究可能需要“计算方法”的专门学问。
“4.2 用穷举法设计程序”。
本节介绍的算法是比较容易理解,算法也相对直观。
人们解决问题时,通常都会考虑用穷举法,但没有计算机帮助时,穷举法所需要的计算量往往令人望而生畏,但应用穷举法设计程序解决问题,则显得游刃有余。
2、对于多种解决问题的方案,学会评价它们的好坏。
教学重点和难点分析(一)教学重点:建立正确的数学模型,确定穷举方案;根据命题确定自变量的取值范围。
(二)教学难点:如何确定穷举方案并评价各种穷举方案的优劣。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图案列引入1、WiFi密码这样设置,最容易被大家破解我们的网络除了一些企业,我们家里自用的wifi,由于大家的安全意识欠缺,密码设置的依然是简单粗暴。
这样的密码很容易被隔壁老王猜中或者被黑客破解!甚至遭到攻击!2、暴力穷举密码破解技术中最基本的就是暴力破解,也叫密码穷举。
如果黑客事先知道了账户号码,如邮件帐号、QQ用户帐号、网上银行账号等,而用户的密码又设置的十分简单,比如用简单的数字组合,黑客使用暴力破解工具很快就可以破解出密码来。
举例自己家里无线网的情况,有时也会出现卡顿或掉线,思考会不会是密码被破解了。
WIFI是现在娱乐生活工作离不开的工具,引起学生共鸣,提高学生对本节内容的学习兴趣并引起思考。
案列剖析1、密码破解小程序演示运行密码破解小程序,尝试手动破解密码、自动破解两位密码和自动破解三位密码这种功能小程序的应用,极大提高同学学习兴趣和积极性。
2、思考破解的原理引出穷举的概念思考为何能够破解,它的原理是什么体会穷举的执行过程3、小程序核心代码理解①For循环语句回顾:For 循环变量=初值to 终值Step 步长循环体Next 循环变量②2位和3密码破解代码分析带同学一起分析2位密码破解程序3位密码破解程序填空,请同学思考并回答回顾for循环语句的执行过程,理解2位密码程序结合2位密码破解程序,思考这段程序的代码考虑学生层次,这里有必要带同学再回顾一下for语句的执行过程,以便于小程序核心代码的理解通过思考,理解穷举范围的选取和穷举结束4、思考提高密码安全性①增加密码长度②增加密码复杂性填空思考如何让密码不容易破解条件的设置提高密码安全设置的意识和能力穷举法案例实战及提高1、现有面值为1元、2元和5元的钞票(假设各钞票的数量足够多),从这些钞票中取出30张使总面值为100元,问有多少种取法输出每种取法中各种面额钞票的张数。
4.2穷举法[授课形式]讲授课、实践课[教学目标]1、理解穷举法是计算机求解问题的基本算法。
2、掌握穷举法设计程序的基本思路。
3、通过调试不同的程序,掌握穷举法穷举技巧。
4、对于多种解决问题的方案,学会评价它们的好坏。
[教学重点]1、建立正确的数学模型,确定穷举方案。
2、根据命题确定即变量的取值范围。
3、正确表达“符合条件”的判断。
[教学难点]1、如何确定穷举方案。
2、如何评价各种穷举方案的优劣。
[教学方法]讲授法、探究法、演练法[教学课时]2课时[教学过程]穷举法的思路是,列举出所有可能的情况,逐个判断有哪些是符合问题所要求的条件,从而得到问题的解答。
穷举算法模式:(1)问题解的可能搜索的范围:用循环或循环嵌套结构实现;(2)写出符合问题解的条件;(3)能使程序优化的语句,以便缩小搜索范围,减少程序运行时间。
陈婷所在学校的3个环保活动小组经常利用节假日去栽树。
有一天,李老师问他们3个小组各栽了多少棵树?因为李老师是教数学的,陈婷就调皮地回答:“3个小组的栽树数量相乘的积是30723,您能把3个小组的栽树数量算出来吗?”李老师说:“只有这个条件不能确定答案呀。
你能补充点情况吗?’’于是陈婷补充说:“A组都是大个子同学组成的,栽的树虽然不到100棵,但比另外两组合起来的还要多。
栽树最少的C组也早就超过了10棵。
这时李老师说:“那我算出来了。
”李老师是怎样算出来的呢?李老师后来告诉陈婷,她用的是穷举法。
例题一:栽树数量问题的求解a、b、c是三个整数,100>a>b>c>10, a ×b× C=30723,且a>b+c,试确定a、b、c的值。
(1)分析问题。
解决这个问题应当从a ×b× C=30723人手。
把30723分解成三个正整数相乘的积,只能有有限种情况,我们可以把这些情况一一罗列出来,然后分析哪一种情况是符合条件(100>a>b>c>10,且a>b+c)的,从而找到答案(在列举所有情况时,注意三个因子都大于10,这可以减少列举的工作量)。
《穷举法求解问题的实践》教学设计一、教材分析本节选自广东教育出版社出版的普通高中信息技术选修1《算法与程序设计》4.2.2穷举法求解问题的实践。
前一个课时已经初步接触了穷举法的概念,本节课可以作为穷举法的第二节课,也可以独立作为穷举法的学习。
穷举法在实践中属于比较常见的一种算法,经典例子有百鸡百钱、鸡兔同笼等。
对于教材,我进行了一些处理再加工,使得本节课用到的三个例子由易到难,逐层深入,符合学生的认知特点。
二、学情分析通过高二上学期对前面的章节的学习,学生已经掌握了程序的基本语法、程序三种基本结构、解析法,有了一定的用编程解决问题的能力,但是怎么样把实际生活中的问题转化为计算机程序解决这一个过程对于学生而言是个难点。
三、教学目标1.了解穷举法的基本概念和穷举法解决问题的基本过程。
2.学会用穷举法编程解决实际问题,能够根据具体问题分析建立数学模型,编写程序求解问题3.通过经历穷举法解决问题的过程提高学生的计算思维能力,通过案例的分析引导学生关注信息社会责任。
四、教学重难点教学重点1、建立正确的数学模型,确定穷举方案。
2、根据命题确定穷举变量的取值范围,正确表达“符合条件”的判断。
教学难点:1、合理选择穷举方案2、算法和程序代码之间的转化五、教学策略根据我校学生的特点,我选择了一个尝试密码开宝箱的例子引入,首先让一个学生自己来演示尝试暴力破解这个密码。
这样,学生马上就能体会到什么叫穷举。
通过问题为刚才操作的同学尝试的过程,是不是有一个范围,引入穷举的范围,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。
通过实践活动一,让每个学生全员参与运行2位数密码破解和5位数密码破解的两个小程序,同时观察破解的时间长短和什么有关,老师再分析核心代码,进一步了解破解的原理,消除对新知识的恐惧感。
了解原理后,我使用两个实践活动问题,让学生练习,以便理解、运用穷举法。