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第三章算法基础3.3计算机程序与程序设计语言课题计算机程序与程序设计语言课时1课时教学目标1、知道什么是计算机程序以及计算机基本组成。
2、了解常见的计算机设计语言。
3、能够灵活的利用计算机程序解决问题。
4、激发学习兴趣，提升信息技术学科素养。
重点与难点重点：计算机程序与程序设计语言难点：程序设计语言辅助手段多媒体，机房广播演示系统教法学法讲授法、任务驱动法，小组合作法，自主探究法。
课前准备课代表同学负责班级分组（4-6人一组）。
教学设计创设情境激趣导入首先通过多媒体广播演示系统呈现一个利用Python语言绘制小猪佩奇的过程。
以此引入本节课的内容——计算机程序与程序设计语言，进而激发学生学习本课程的兴趣。
任务驱动与知识讲授任务一：了解计算机程序。
要求:每个同学，认真阅读课本54页的内容，自主完成下表。
计算机程序定义在《计算机软件保护条例》中这样定义计算机的“程序”：指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。
简而言之，计算机程序就是指计算机可以识别运行的指令集合。
计算机构成运算器、控制器、存储器、输入输出设备任务驱动与知识讲授任务二：计算机程序设计语言思考：同学们，我们要想编写程序必须要有工具，那什么是设计程序的工具呢？计算机程序设计语言计算机程序设计语言是指一组用来定义计算机程序的语法规则。
小组为单位，阅读课本55-57 页内容，总结程序设计语言的发展历程。
（1）机器语言：是由“0”和“1”这样的二进制代码指令组来表示。
每一条机器指令包含两个主要部分：操作（指出计算机应做什么）和被操作的对象（指出处理的数据或它的地址），计算机能直接识别和执行。
（2）汇编语言：使用了一种类似英文缩略词且带有助记性符号的语言，来替代一个特定的指令的二进制串，每条指令都和一条机器指令相对应。
需要一个专门的语言翻译器，负责将程序中的每条语句都翻译成用二进制数表示的机器语言。
第三章算法基础3.2算法及其描述课题算法及其描述课时1课时教学目标1、掌握算法的定义与基本特征2、了解三种算法的描述方法。
3、了解算法的三种基本结构。
4、激发学习兴趣，提升信息技术学科素养。
重点与难点重点：算法的定义、特征、描述方法、基本结构难点：算法的描述方法与基本结构。
辅助手段多媒体，机房广播演示系统教法学法讲授法、任务驱动法，小组合作法，自主探究法。
课前准备课代表同学负责班级分组（4-6人一组）。
教学设计创设情境激趣导入首先通过多媒体广播演示系统呈现问题：百钱百鸡问题。
现有100钱，公鸡5文钱一只，母鸡3文钱一只，小鸡一文钱3只要求：公鸡、母鸡，小鸡都要有，把100文钱花完，买的鸡的数量正好是100。
问：一共能买多少只公鸡，多少只母鸡，多少只小鸡？以此引入本节课的内容——算法及其描述，进而激发学生学习本课程的兴趣。
任务驱动与知识讲授任务一：算法定义与特征。
要求:每个同学，认真阅读课本48-49页的内容，自主完成下表。
算法定义算法是指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。
通俗地说，算法就是用计算机求解某一问题的方法，是能被机械地执行的动作或指令的有穷集合。
算法特征有穷性、确定性、数据输入、数据输出、可行性。
任务二：算法的描述思考：请同学们用语言描述你是如何解决百钱买百鸡问题的？1、用自然语言描述算法用自然语言描述算法，就是用人们日常所用的语言，如：汉语、英语等来描述算法。
任务驱动与知识讲授思考：刚才的语言描述解决百钱买百鸡问题时相对比较乱，有没有更清晰的表达方式？2．用流程图描述算法用流程图描述算法是用程序框图来描述算法的一种表示方法。
思考3：计算机能够帮助我们求解吗？3、用伪代码描述算法用伪代码描述算法就是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。
算法代码一：for cock in range(1,101): # 公鸡for hen in range(1,101): #母鸡for chick in range(1,101): #小鸡if cock * 5 + hen * 3 + chick == 100:if cock + hen + chick * 3 == 100:print("公鸡有%d只\t母鸡有%d只\t小鸡有%d只"%(cock,hen,chick * 3))算法代码二：cock in range(5,101,5): # 公鸡for hen in range(3,101 - cock,3): #母鸡for chick in range(1,101 - cock - hen): #小鸡if cock // 5 + hen // 3 + chick * 3 == 100 and cock + hen + chick == 100:print("公鸡有%d只\t母鸡有%d只\t小鸡有%d只" % (cock // 5, hen // 3, chick * 3))程序运行结果：公鸡有4只母鸡有18只小鸡有78只公鸡有8只母鸡有11只小鸡有81只公鸡有12只母鸡有4只小鸡有84只分析归纳算法三种描述方法的优劣。
粤教版普通高中信息技术必修1《数据与计算》第三章《算法基础》第一节算法概述信息技术的发展与普及使得我们的生活更加便捷高效。
在这背后，算法作为信息技术的核心，扮演着重要的角色。
本章将介绍算法的基础知识，帮助读者更好地理解和应用。
第二节算法的定义算法是解决问题或执行特定任务的一系列步骤的有限序列。
它可以被看作是一种转换关系，将输入转换成输出。
算法应具备以下特性：有穷性、确定性、可行性和有效性。
第三节算法的分类根据问题的性质和解决方法的不同，算法可以分为不同的类型。
常见的算法分类包括搜索算法、排序算法、图算法等。
每种类型的算法都有其独特的特点和应用场景。
第四节算法的分析算法的效率是衡量算法好坏的重要指标之一。
通过对算法进行分析，可以评估其时间复杂度和空间复杂度。
时间复杂度描述了算法运行时间与输入规模的关系，空间复杂度描述了算法所需的额外存储空间。
第五节常用算法的介绍本节将详细介绍一些常用的算法。
其中包括二分查找算法、冒泡排序算法、快速排序算法等。
通过学习这些算法的原理和实现方法，读者可以更好地理解和运用。
第六节算法的设计与实践好的算法设计是提高算法效率的基础。
本节将介绍算法设计的基本思想，包括贪心算法、动态规划算法等。
此外，我们还将探讨算法在实际应用中的一些问题与解决方法。
第七节算法的应用领域算法在信息技术的各个领域都有广泛的应用。
本节将介绍算法在图像处理、人工智能、数据挖掘等领域中的具体应用，展示算法的强大能力和潜在价值。
结语算法作为信息技术的核心，对我们的生活产生了深远的影响。
通过本章的学习，我们不仅了解了算法的基本概念和分类，还学习了常用算法的原理和实现方法。
相信在将来的学习和实践中，我们能够更好地应用算法解决问题，提高工作和生活效率。
《3.2 算法及其描述》教学设计1 ．课时教材分析本节课的内容选自粤教版信息技术必修一第三章《算法基础》第二节，内容上对第一节进行衔接，针对算法这一概念开展深入学习，同时也作为今后学习编程做好知识铺垫和技能准备，然而算法的概念和理论都比较抽象，如何将这些知识变得通俗易懂，贴近学生生活，使学生能够轻松愉快地接受本节课的知识成为这节课的一个重点。
在教学过程中，设计了“鸡兔同笼”算法探究，从学生的学习生活实例出发，以培养信息素养为目标，以知识技能为载体，以任务驱动为途径，开展自主、协作、探究学习。
2 ．课时学情分析高一学生具备一定的逻辑思维和数学能力，也具有一定的计算机操作基础，但是学生之间计算机知识水平参差不齐，且对于算法和程序是完全陌生的，是零基础的。
因此，本节课从“鸡兔同笼”这一经典的数学问题着手，让学生从简单的案例开始，鼓励学生进行团队协作和自主探究，慢慢深入学习，一步步理解算法的概念及其特征，并学会运用恰当的描述方法和控制结构来表示和设计简单算法。
3 ．课时学习重点算法的概念与特征，算法的描述方法与基本控制结构。
4 ．课时学习难点依据解决问题的需要，设计和表示简单算法，初步形成计算思维习惯。
5 ．开放性学习环境计算机网络机房、多媒体课件、问卷星平台。
6 ．课时学习目标（1）从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。
（2）通过对具体问题的解决，学会从问题中抽取本质，理解算法的地位和作用。
（3）在分析问题与解决问题中培养学生的计算思维，提升学生的信息素养。
7 ．课时教学过程8 ．课时教学板书设计算法及其描述一、算法的概念及其特征二、算法的描述方法自然语言、流程图、伪代码三、算法的三种基本控制结构顺序结构、选择结构、循环结构9 ．反思性教学改进本节课的教学内容理论性较强，知识点多，学生容易感到枯燥，因此使用了“鸡兔同笼”案例，同时设计了很多探究活动，通过小组合作和自主探究，进行交流、点评、评价，引导学生完成本节课的学习。
第三章算法基础教学设计一、项目简介二、课程标准及目标分析（一）课程标准及教材分析1. 本章对应课标的内容要求从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。
2. 本章对应的学业要求A-3：掌握数字化学习的方法。
（信息意识、数字化学习与创新）A-4：能根据需要选用合适的数字化工具开展学习。
（信息意识、数字化学习与创新）A-6：能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现。
（信息社会责任、计算思维）A-8：在数据分析的基础上，完成分析报告。
（信息社会责任、计算思维）A-9：依据解决问题的需要，设计和表示简单算法。
（计算思维）3. 本章的地位和作用本章是《数据与计算》的第三章，也是学习第四章、选择性必修模块《数据管理与分析》、选修模块《算法初步》的基础知识与技能准备。
本章以培养信息素养为目标，以知识技能为载体，以项目学习活动为途径，开展自主、协作、探究学习，让学生理解算法的概念与特征，能够运用算法描述和三种基本控制结构合理表示算法。
（二）学科核心素养信息意识：针对特定的信息问题，自觉、主动地比较不同的信息源，能描述数据与信息的关系，确定合适的信息获取策略。
根据不同受众的特征，能选择恰当的方式进行有效的交流。
依据特定任务需求，甄别不同信息获取方法的优劣，并能利用适当途径甄别信息。
主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势，有意识地使用新技术处理信息。
计算思维：针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题。
能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。
运用基本算法设计解决问题的方案。
数字化学习与创新：针对特定的学习任务，运用一定的数字化学习策略管理学习过程与资源，完成任务，创作作品。
在网络学习空间中开展协作学习，建构知识。
信息社会责任：在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，积极、主动地融入信息社会中。
（三）目标分析1. 项目目标本章通过“设计从A 市到B 市最佳的旅行路线方案”项目，组织学生进行自主、协作、探究学习，让学生体验计算机解决问题的过程，理解和概述算法的概念与特征，能够运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法，懂得描述程序设计语言产生与发展的过程，了解不同种类程序设计语言的特点，从而将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中，促进本章对应课标的学科核心素养达成，完成项目学习目标。
2. 学业目标（1）针对特定的信息问题，自觉、主动地比较不同的信息源，能描述数据与信息的关系，确定合适的信息获取策略。
（信息意识1）（2）根据不同受众的特征，能选择恰当的方式进行有效的交流。
（信息意识1）（3）依据特定任务需求，甄别不同信息获取方法的优劣，并能利用适当途径甄别信息。
（信息意识1）（4）主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势，有意识地使用新技术处理信息。
（信息意识1）（5）针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题。
（计算思维1）（6）能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。
（计算思维1）（7）运用基本算法设计解决问题的方案。
（计算思维1）（8）针对特定的学习任务，运用一定的数字化学习策略管理学习过程与资源，完成任务，创作作品。
（数字化学习与创新1）（9）在网络学习空间中开展协作学习，建构知识。
（数字化学习与创新1）（10）在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，积极、主动地融入信息社会中。
（信息社会责任1）✧重点：（1）计算机解决问题的过程。
（2）算法的特征与描述方法。
（3）程序设计语言的产生与发展。
✧难点：（1）计算机解决问题的过程。
（2）算法的描述方法。
三、学情分析学生经过前面两章的学习，对项目式学习的过程和方法有所了解，具有一定的数字化学习能力、一定的信息加工处理能力和数据分析处理能力。
然而，对于编写计算机程序解决问题的相关知识了解不多，大部分同学处于零起点状态。
结合新课程内容标准，在教学中要紧紧围绕学科核心素养，以项目方式整合课堂教学，重构教学组织方式，充份利用教材和数字化环境、资源，引导学生在数字化学习的过程中，领悟数字化环境对个人发展的影响，养成终身学习的习惯。
四、教学方法和策略创设基于生活需求的活动情境，组织学生在分析和解决问题的过程中探究编制计算机程序解决问题的过程和方法，通过小组项目的自主、协作、探究学习，完成算法、计算机语言和程序设计相关知识的了解。
五、资源列表六、学习活动流程七、学习活动设计（2）规划设计：制订项目学习的学习规划;（3）探究活动与项目实施：通过探究活动了解计算机解决问题的过程、算法和算法的描述、计算机程序与程序设计语言，设计问题的算法并运用适当的方法描述算法流程;项目选题项目规划探究活动项目实施通过学习，对小组项目问题进行分析和思考，了解计算机解决问题的过程，通过课程教学资源体验用计算机程序求解最少耗时旅行路线的方案，填写《项目学习活动记录表》“探究活动项目实施”栏目中的“活动1”的内容。
活动2：通过观察、学习和实践尝试，了解算法及其描述方法，完成小组项目问题的算法设计及其描述教师活动引导学生观察和分析课本中数学方程解的算法步骤，了解算法的概念，引导学生分组研究和交流三种常用算法描述方法，提供学习资源，并指导学生用流程图描述出欧几里得算法流程，引导学生完成相应项目问题的算法设计和描述。
项目实施成果交流各小组运用数字化学习工具将完成的项目成果，在小组或班级上进行展示与交流，共享创造、分享快乐。
活动评价各小组根据项目选题、拟订的项目方案、实施情况以及所形成的项目成果，利用“作品评价量规”及教科书附录2的“项目活动评价表”，开展项目学习活动评价。
八、学习成果“设计从A 市到B 市的最优旅行路线方案”可视化报告九、评价方案（一）评价时间线（二）评价工具评价方法/工具评价的过程和目标 项目范例报告用于整个活动，主要作用是为学生项目实施和作品制作提供示范和引领。
（见附件1） 项目学习活动记录表用于整个学习活动，主要作用是指导学生开展项目学习活动，明确项目学习内容，记录学习过程及阶段性成果。
（见附件2） 作品评价量规 使用量规项目来帮助学生创作高品质的作品，确保达到项目预期。
同时用量规为同伴的作品提供反馈。
教师使用量规来评价。
（见附件3）项目活动评价表 对整个项目学习过程中各环节，学科核心素养达成的情况进行评价。
（见教科书附录2）十、项目实施说明（一）关于课时分配项目范例报告项目学习活动记录表 项目范例报告 项目学习活动记录表 项目活动评价表 作品评价量规 项目选题 项目规划 活动评价 项目活动评价表 作品评价量规 成果交流 项目实施 项目范例报告 项目学习活动记录表 项目范例报告 项目学习活动记录表 探究活动建议课时分配如下：第1课时：范例学习、项目选题与项目规划、探究活动（活动1）第2课时：探究活动（活动2）、项目实施第3课时：项目探究（活动3）、项目实施、成果交流、活动评价（二）关于项目范例本章教师通过“设计从A市到B市的最少耗时旅行路线方案”项目范例，引导学生学习“算法基础”。
（三）关于项目选题围绕本章项目学习活动大主题“设计从A 市到B 市最佳的旅行路线方案”，根据生活中常见的最佳旅行路线方案，细化项目学习活动的主题，组织学生开展学习。
（1）设计从A 市到B 市耗时最少的旅行路线方案；（2）设计从A 市到B 市交通费最少的旅行路线方案；（3）设计从A 市到B 市路程最短的旅行路线方案；（4）在不超预算的情况下，设计从A市到B市耗时最少的旅行路线方案；（5）自拟……（四）关于探究活动“探究活动”对应项目范例的主题，串联知识点，学生在学习范例的同时自选项目主题，结合范例学习，完成自选主题的项目探究活动。
“探究活动”的设计，使得学生在做项目的过程中学习知识、建构知识。
教师提供记录表单和学习资源对学生的自主探究给予帮助和支持，以提高学生的学习效率和维持学生的学习兴趣。
十一、附件附件1：项目范例可视化报告从A市到B市耗时最少的旅行路线方案设计报告一、引言数据在信息社会中具有重要价值，掌握数据处理的基本方法与技能具有重要意义。
随着数据的快速增长，人工方式处理海量数据的效率正变得低下，因此掌握利用计算机和算法更高效地分析和解决问题的方法在计算机科学界的作用日益凸显。
二、设计目的中国桥、中国路、中国车、中国港、中国网，一个个奇迹般建造起来的工程，让人民切切实实感受到生活的便捷、美好和幸福。
截至2017年10月，中国高速公路里程13.1万千米，位居世界第一，2020 年将达15万千米；高铁里程2.2万千米，位居世界第一；城市轨道交通4153千米，位居世界第一；光缆线路3041万千米，位居世界第一；世界前10的斜拉桥，中国占7座；世界前10的悬索桥，中国占6座；港口吞吐量世界前10名中国占7席。
当从A市到B市没有直达的交通工具时，人们可以利用铁路公司、汽车客运公司和航空公司公布的信息，设计出最佳的旅行路线。
体验计算机解决问题的过程，理解和概述算法的概念与特征，学会运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法，懂得描述程序设计语言产生与发展的过程，了解不同种类程序设计语言的特点。
三、需求分析和功能描述1.需求分析需求由以下三部分构成：（1）体验人工与计算机解决问题的过程。
（2）探究计算机解决问题的算法。
（3）了解计算机解决问题的程序。
2.功能描述（1）设计从A市到B市耗时最少旅行路线的问题分析。
（2）设计从A市到B市耗时最少旅行路线的算法。
（3）编写求解从A市到B市耗时最少的旅行路线问题的程序。
四、设计工具和方法利用思维导图工具和“头脑风暴”的方法组建团队、明确任务；采用搜索技术，实施探究。
五、设计步骤与过程1.设计从A市到B市耗时最少旅行路线的问题分析我们从铁路公司、各航空公司和汽车客运公司网站得知，直达B市的交通工具只有火车和汽车两种，出发地有B1，B2，…，Bk市（没有A市），从A市出发到B1，B2，…，Bk市的交通工具有飞机、火车和汽车三种，这样从A市经B1，B2，…，Bk市到B市的交通情况如右图所示。
由于从A市到B1，B2，…，Bk市有不同的交通工具，每一种交通工具又有不同的班次，因此从A市出发到中转城市B1，B2，…，B k 市就有M1、M2，…，Mk种班次。
同样，从中转城市B1，B2，…，Bk市到B市也有不同的交通工具，每一种交通工具有不同的班次，因此从中转城市B1，B2，…，Bk市到B市就有N1，N2，…，Nk种班次。
于是从A市经B1，B 2，…，Bk市到B市的交通班车（班机）数共有：S=M1×N1+M2×N2+…+Mk×Nk寻找从A市到B市耗时最少的旅行路线问题就转化为在S种联运班次中找到一种耗时最少的联运班次。
