算法案例 说课稿 教案 教学设计
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算法的概念一、教学目标:1.知识与技能:(1)了解算法的含义,体会算法的思想.(2)能够用自然语言叙述算法.(3)掌握正确的算法应满足的要求.(4)会用自然语言写出简单的算法.2.过程与方法:通过引例,体会算法的步骤,不同的问题有不同的算法.由于思考问题的角度不同,同一个问题也可能有多个算法。
3.情感态度与价值观:通过本节的学习,使我们对计算机的算法语言有一个基本的了解,明确算法的要求,认识到计算机是人类征服自然的一种有力工具,进一步提高探索、认识世界的能力.二、重点与难点:重点:算法的含义及特征。
解决方法:通过生活中,学生都看到过的“摆摊算卦算姓氏”的骗术引入,从熟悉的事物入手.难点:算法概念的深入理解和用自然语言对算法的描述.三、教学过程:(一)问题情境:给学生出示六张卡片,让学生依次说出上面有没有自己的姓氏,(给外校学生上课,学生和老师互不认识,给本校学生上课,可以算学生妈妈的姓),然后教师神秘地算出学生姓什么。
或让学生心里想一个姓,并写在纸上,给身后的同学看,同学一起回答同样的问题后,老师算出同学写的是什么姓。
演示两至三次后,揭开算卦骗术的秘密,引出背后隐藏着的数学知识是二进制数,了解骗子的算法。
引出算姓氏需要的步骤即算法:案例一:“算算你姓什么?”的算法。
第一步:制作卡片;第二步:按着卡片顺序告诉我每张上有无你的姓氏,得到一个二进制数;第三步:根据对应数表查出你姓什么。
案例二:过河问题一个人带着一只羊、一只狼和一棵白菜过河,过河时此人只能带一样过河,如何过河才能保证羊、白菜、狼三者顺利到达对岸。
分析:①谁先过,最后确定必需羊先过。
②谁第二个过,狼和白菜都可以,但是必需把羊带回。
③必需把羊留下,先带剩余的另一个④返回后最后把羊再带过去。
(体会算法的不唯一性)案例三:计算由说出计算的运算顺序得到四则运算顺序:先算括号,再算乘除后加减。
(二)概念构建:算法的概念:在数学中,算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤.算法(algorithm)可以理解为由基本运算及规定的运算顺序所构成的完整的解题步骤,或者是按照要求设计好的有限的计算序列,并且这样的步骤或序列能解决一类问题.广义地说,算法就是做某一件事的步骤或程序.在数学中,主要研究计算机能实现的算法,即按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的解决问题的程序.比如解方程的算法、函数求值的算法等等.(三)对概念的挖掘:分组讨论得出算法的重要特征:(1)有限性:一个算法必须保证执行有限步后停止;(2)确定性:算法的每一步必需是确定的,并且能够有效地执行且得到确定的结果,而不应是模棱两可的,比如说“加入适量的盐,少量的味精”少量是多少?这在算法中是无法执行的;因此,从严格意义上来讲,这样的菜谱并不能称为算法。
课题进位制课型教学目标(1)了解各种进位制与十进制之间转换的规律,会利用各种进位制与十进制之间的联系进行各种进位制之间的转换;学习各种进位制转换成十进制的计算方法,研究十进制转换为各种进位制的除k去余法,并理解其中的数学规律.(2)各种进位制之间的互化.(3)除k取余法的理解以及各进位制之间转换的程序框图及其程序的设计.教学过程教学内容备注一、自主学习阅读:P40-P45,思考以下问题(1)进位制的概念(2)k进制化十进制的算法(3)除k取余法二、质疑提问知识探究(一):进位制的概念思考1:进位制是为了计数和运算方便而约定的记数系统,如逢十进一,就是十进制;每七天为一周,就是七进制;每十二个月为一年,就是十二进制,每六十秒为一分钟,每六十分钟为一个小时,就是六十进制;等等.一般地,“满k进一”就是k进制,其中k称为k进制的基数.那么k是一个什么范围内的数?思考2:十进制使用0~9十个数字,那么二进制、五进制、七进制分别使用哪些数字?思考3:在十进制中10表示十,在二进制中10表示2.一般地,若k是一个大于1的整数,则以k为基数的k进制数可以表示为一串数字连写在一起的形式:anan-1…a1a0(k).其中各个数位上的数字an,an-1,…,a1,a的取值范围如何?思考4:十进制数4528表示的数可以写成4×103+5×102+2×101+8×100,依此类比,二进制数110011(2),八进制数7342(8)分别可以写成什么式子?110011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×207342(8)=7×83+3×82+4×81+2×80.思考5:一般地,如何将k进制数a n a n-1…a1a0(k)写成各数位上的数字与基数k的幂的乘积之和的形式?1111)(011kakakakaaaaa nnnnknn⨯+⨯++⨯+⨯=---思考6:在二进制中,0+0,0+1,1+0,1+1的值分别是多少?三、问题探究知识探究(二):k进制化十进制的算法思考1:二进制数110011(2)化为十进制数是什么数?110011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20 =32+16+2+1=51. 思考2:二进制数右数第i位数字a i化为十进制数是什么数?12-⨯iia例1 将下列各进制数化为十进制数.(1)10303(4); (2)1234(5).10303(4)=1×44+3×42+3×40=307.1234(5)=1×53+2×52+3×51+4×50=194.知识探究(三):除k取余法思考1:二进制数101101(2)化为十进制数是什么数?十进制数89化为二进制数是什么数?思考2:上述化十进制数为二进制数的算法叫做除2取余法,转化过程有些复杂,观察下面的算式你有什么发现吗?思考3:上述方法也可以推广为把十进制数化为k进制数的算法,称为除k取余法,那么十进制数191化为五进制数是什么数?191=1231(5)例2 将十进制数458分别转化为四进制数和六进制数.458=13022(4)=2042(6)2122252112222442891111余数515753851911321余数4147428411444582231余数626126766458242余数。
初中信息技术《算法实例》教学设计教学设计:初中信息技术《算法实例》一、教学目标:1.了解算法的概念和基本特征;2.掌握基本的算法实例,如排序算法、查找算法等;3.能够灵活运用算法解决实际问题。
二、教学内容:1.算法的概念和基本特征;2.常见算法实例:冒泡排序、选择排序、插入排序、二分查找等;3.算法的应用举例。
三、教学过程:步骤一:导入新知识(10分钟)1.引导学生思考:我们生活中有很多重复性的操作,比如对数字排序、查找等,你们有没有想过如何通过计算机自动完成它们呢?2.引出算法的概念:算法是为解决其中一问题而规定的一系列步骤,是计算机能够理解和执行的指令。
3.引出算法的基本特征:输入、输出、有穷性、确定性、可行性。
4.通过例子解释算法的基本特征。
步骤二:介绍常见算法实例(20分钟)1.介绍冒泡排序算法:通过不断比较相邻的两个元素,把大的元素往后交换,小的元素往前交换,以此实现对一组数字的排序。
2.演示冒泡排序算法的运行过程,并给出具体代码实现。
3.介绍选择排序算法:每次从待排序的元素中找到最小的元素,将其放到已排序的序列末尾,直到所有元素排序完成。
4.演示选择排序算法的运行过程,并给出具体代码实现。
5.介绍插入排序算法:将一个元素插入到已排序的数组中,保持数组的有序性。
6.演示插入排序算法的运行过程,并给出具体代码实现。
7.介绍二分查找算法:对于有序数组,通过每次从中间位置比较,缩小查找范围,最终找到目标元素或判断该元素不存在。
8.演示二分查找算法的运行过程,并给出具体代码实现。
步骤三:算法应用举例(20分钟)1.以查找最大值为例,演示如何利用排序算法中的冒泡排序来实现。
2.以查找元素是否存在为例,演示如何利用排序算法中的二分查找来实现。
3.以排序为例,演示如何使用选择排序算法对一组数字进行排序。
4.其他算法实例的应用举例,如查找中位数、求和等。
步骤四:练习与总结(10分钟)1.给学生一些实际问题,让他们运用所学的算法来解决。
教学目标:1. 让学生掌握排序算法的基本概念和原理;2. 让学生能够熟练运用几种常见的排序算法;3. 培养学生的逻辑思维能力和编程能力。
教学重点:1. 排序算法的基本概念和原理;2. 冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等常见排序算法的实现。
教学难点:1. 排序算法的原理理解;2. 排序算法的时间复杂度和空间复杂度分析。
教学准备:1. 教学课件;2. 实验环境(例如:Python、Java等编程语言);3. 实验数据。
教学过程:一、导入1. 回顾上节课所学内容,引导学生思考排序算法的重要性;2. 引出本节课主题:排序算法。
二、新课讲解1. 排序算法的基本概念和原理- 排序算法的定义;- 排序算法的稳定性;- 排序算法的时间复杂度和空间复杂度。
2. 常见排序算法的实现- 冒泡排序:介绍冒泡排序的原理,讲解冒泡排序的代码实现;- 选择排序:介绍选择排序的原理,讲解选择排序的代码实现;- 插入排序:介绍插入排序的原理,讲解插入排序的代码实现;- 快速排序:介绍快速排序的原理,讲解快速排序的代码实现。
三、实验演示1. 在实验环境中,演示冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序的代码实现;2. 通过实验演示,让学生理解排序算法的原理和实现过程。
四、课堂练习1. 让学生完成以下练习题:- 编写冒泡排序的代码实现;- 编写选择排序的代码实现;- 编写插入排序的代码实现;- 编写快速排序的代码实现。
2. 学生在实验环境中完成练习题,教师巡视指导。
五、课堂小结1. 回顾本节课所学内容,总结排序算法的基本概念、原理和常见排序算法的实现;2. 强调排序算法在编程中的应用和重要性。
六、课后作业1. 完成以下练习题:- 编写冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序的代码实现;- 分析四种排序算法的时间复杂度和空间复杂度;2. 查阅资料,了解其他排序算法(如归并排序、堆排序等)的原理和实现。
教学反思:本节课通过讲解排序算法的基本概念、原理和常见排序算法的实现,让学生掌握了排序算法的基本知识。
《秦九韶算法》说课稿各位老师:大家好!我叫***,来自**。
我说课的题目是《秦九韶算法》,内容选自于新课程人教A 版必修3第一章第三节,课时安排为一个课时。
下面我将从教材分析、教学目标分析、教学方法与手段分析、学法分析和教学过程分析等五大方面来阐述我对这节课的分析和设计:一、教材分析1.教材所处的地位和作用本节课是继上节课学习了算法案例的案例一之后,继续学习的算法案例二,学生们在学习中国古代数学中的算法案例二时,进一步体会算法的特点。
学习了秦九韶算法之后,能使许多复杂的算法简单化,减少计算次数提高计算效率。
2.教学的重点和难点重点:秦九韶算法的特点及其程序设计(理解秦九韶算法的思想。
)难点:秦九韶算法的先进性理解及其程序设计(用循环结构表示算法步骤。
)二、教学目标分析1.知识与技能目标:了解秦九韶算法的计算过程,并理解利用秦九韶算法可以减少计算次数提高计算效率的实质。
2.过程与方法目标:模仿秦九韶计算方法,体会古人计算构思的巧妙。
了解数学计算转换为计算机计算的途径,从而探究计算机算法与数学算法的区别,体会计算机对数学学习的辅助作用。
3.情感,态度和价值观目标通过对秦九韶算法的学习,了解中国古代数学家对数学的贡献,充分认识到我国文化历史的悠久。
三、教学方法与手段分析1.教学方法:充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,采用启发式,并遵循循序渐进的教学原则。
这有利于学生掌握从现象到本质,从已知到未知逐步形成概念的学习方法,有利于发展学生抽象思维能力和逻辑推理能力。
2.教学手段:通过各种教学媒体(计算机)调动学生参与课堂教学的主动性与积极性。
四、学法分析探究秦九韶算法,对比一般计算方法中计算次数的改变,体会科学的计算方法。
五、教学过程分析㈠创设情景在课的开始,给出一个例题:例1 设计求多项式f(x)=2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7当x=5时的值的算法。
(学生自己提出一般的解决方案:将x=5代入多项式进行计算即可)然后提出问题1:例1计算时需要多少次乘法计算?多少次加法计算?有什么优缺点?学生回答后教师点评:上述算法一共做了15次乘法运算,5次加法运算,优点是简单,易懂。
第 3 课《算法设计》教学设计【课标内容要求】针对简单的问题,尝试设计求解算法。
【教学内容分析】本课教学内容在课标中所处属“身边的算法”模块,本课是六年级上册第一单元《算法实现》中的第3 课“算法设计”,本单元是让学生了解算法设计的一般步骤,并且能够通过算法设计来解决一些简单问题。
本课在本单元中起了承上启下的作用。
前面第1 节课主要了解了算法解决问题的一般步骤是抽象和建模、算法设计、验证算法。
第二节课着重认识了抽象与建模,本课主要内容是使用经典算法思想进行算法设计,在明确算法思想的基础上,使用具体的计算模型,合理选择控制结构,最后用流程图描述算法,为后面算法的执行打下基础。
【教学目标】1.简单了解多种经典算法,认识枚举法2.使用枚举法来解决“鸡兔同笼”问题,能够用流程图描述算法。
3.提升计算思维,提高信息安全意识。
重点:了解枚举法的原理,并会使用枚举法来进行算法设计难点:用流程图描述算法。
【核心素养指向】1.能对简单问题进行抽象、分解、建模,制定简单地解决方案。
(计算思维)2.在完成任务过程中,有意思地寻求恰当地算法解决问题。
(信息意识)3.认识到算法对解决生活和学习中的问题地重要性。
(信息社会责任)【学情分析】本课的授课对象为六年级学生,学生在五年级就学习了一些算法的知识,如算法的标识、算法的控制结构、用算法解决问题,算法与计算机程序之间的关系。
通过前面两节课知道了计算机中实现算法的一般步骤:抽象与建模、算法设计、验证算法,还着重认识了抽象与建模,但对算法设计不太了解,无法精确的来描述算法。
【设计构想】从经典案例出发,引发学生思考。
采取任务驱动式教学,以学为本有效地落实教学目标。
辅以案例分析法、归纳总结法、小组合作法,在解决问题的过程中,体验学习过程,发展计算思维。
在本课重点上我使用学习小伙伴(课件、视频),以学生喜闻乐见的形式消除畏难心理。
让学习伙伴描述学习过程,把隐形的思维通过外显的形式呈现,让学习的路径清晰可见,有助于学习开展学习和自我评价。
《算法设计》的一等奖说课稿参考《《算法设计》的一等奖说课稿参考》这是优秀的说课稿文章,希望可以对您的学习工作中带来帮助!1、《算法设计》的一等奖说课稿参考一、说教材1)教材简析:在学习这一章前,很多学生还没有接触过程序,他们往往会产生一些错误的认识,以为只要把问题原封不动的交给计算机,计算机就会解决问题了。
计算机之所以能解决这些问题是我们事先给计算机设定了解决问题的步骤。
因此,当我们拿到一个问题后,首先要搞清楚做什么,再设计好一步一步怎么做,也就是设计解决这个问题的算法,最后选择一种适合的计算机语言编写程序,使计算机工作,得到正确结果。
所以,解决任何问题,都必须设计算法、编写程序。
本章中所涉及的题目都不复杂,算法也比较简单。
“解决问题的算法设计”这一节中所涉及到的算法和流程图的知识点很多老师都认为内容难、枯燥、学生难以理解。
所以经常把这一节教学内容省略或者放在后面简单的讲讲。
这样就造成学生拿到题目后,往往不认真考虑算法,一开始就把注意力集中到语言的语法规则和语句上。
学习程序设计,如果只知道计算机语言的语法规则不知道解决问题的算法,就不能编出好的程序。
于是我在学生刚开始学习程序设计时先强调算法设计,让学生们体验算法思想,了解算法在程序设计中的地位,养成良好的编程习惯。
语言只是工具,算法才是设计的灵魂。
只要算法正确,流程图无误,就可以用任何一种语言编写程序。
本节内容难而且枯燥我就在设计教学的过程中注意多举实践中的例子,多结合数学、物理等学科知识,引导学生注意寻找、发现身边的实践问题,理论与实践结合进而设计出算法。
虽然在教学过程中设计了一些常见的、简单的例子,但是算法仍然是学生较难理解掌握的内容。
本节的`教学只是开始、只是启蒙,对学生的要求不能过高。
通过不断深入的学习,学生的理解会逐步加深。
不要急于求成,应该循序渐进。
2)教学目标:知识与技能:1、了解算法的基本概念和算法的表示方法;能用流程图描述算法。
《算法案例1辗转相除法与更相减损术》说课稿说课教师:胡莉萍各位老师:大家好!一花一世界,一叶一菩提,今天我们就来说一说程序这棵菩提树上的一枚叶子——算法。
说课的题目:《算法案例1辗转相除法与更相减损术》。
一、教材分析(一)地位与作用对于算法这枚叶子的研究,在我国可谓是历史悠久,并且还取得了举世公认的伟大成就。
随着现代信息技术的发展,算法日渐融入我们社会生活的方方面面,现代算法的作用之一就是使计算机能代替人完成枯燥的,重复的,繁琐的工作。
所以算法进入了中学数学课程,既反映了时代的要求,也是中国古代数学思想在新层次上的复兴,更是中国数学课程的一个新特色。
从教材内容上看,算法是数学的一个基本内容。
本章前两节介绍了算法的初步知识:基本思想,基本结构,基本语句。
教材在第三节安排了三个案例,让学生经历设计算法解决问题的全过程,体验算法在解决问题中的重要作用,体会算法的基本思想。
提高逻辑思维能力,发展有条理的思考与数学表达能力。
(二)教学目标1.课标分析《课程标准》提出的要求是通过阅读中国古代数学中的算法案例,体会中国古代数学对世界数学发展的贡献。
这里有两句话,一个是阅读案例,另一个是体会贡献。
表面上看,这个目标不难实现,实际上在阅读算法案例时,需要写算法步骤,画程序框图和编制程序,体现算法逐渐精确的过程,同时还要体会中国古代数学对世界数学发展的贡献。
这就是说阅读案例不是简单的看书,而是经历设计算法,解决问题的全过程。
案例教学的关键是理解案例当中的算法核心思想,此外理解算法中新出现的数学知识,是理解案例的必要前提。
但教学的重点在于对算法的学习,不强调对这些知识的记忆及灵活应用。
通过以上的分析,本节课教学目标确定如下:教学目标①初步了解辗转相除法与更相减损术中蕴含的数学原理,不强调对这些知识的记忆与灵活应用,但能根据这些原理进行算法分析,能够画出程序框图表示算法。
②模仿、探索、经历设计算法,解决问题的全过程,体会算法的基本思想。
第1篇一、背景随着信息技术的飞速发展,算法在各个领域的应用越来越广泛。
为了培养学生的算法思维和编程能力,提高学生的综合素质,我国高校纷纷开设了算法课程。
然而,传统的算法教学方式往往过于理论化,学生难以将理论知识与实践相结合。
为了解决这一问题,本文提出一种基于项目驱动的算法实践教学设计案例。
二、教学目标1. 让学生掌握基本的算法设计方法,包括分治法、贪心法、动态规划法等。
2. 培养学生的编程能力,使学生能够熟练运用编程语言实现算法。
3. 提高学生的团队合作能力,使学生能够与团队成员有效沟通,共同解决问题。
4. 增强学生的创新意识,使学生能够针对实际问题提出新的解决方案。
三、教学内容1. 基本算法设计方法:分治法、贪心法、动态规划法等。
2. 编程语言:Python、Java、C++等。
3. 项目驱动:设计并实现一个具有实际应用背景的算法项目。
四、教学过程1. 项目选题与需求分析教师根据学生的专业背景和兴趣,选取一个具有实际应用背景的算法项目。
例如,设计一个在线图书馆系统,实现图书借阅、归还、查询等功能。
教师引导学生分析项目需求,明确项目目标。
2. 算法设计与实现(1)分治法:以图书借阅功能为例,将图书按照类别进行划分,然后对每个类别分别进行借阅操作。
(2)贪心法:以图书归还功能为例,根据图书归还时间排序,优先归还最早归还的图书。
(3)动态规划法:以图书查询功能为例,采用动态规划法实现关键词搜索,提高查询效率。
(4)编程实现:教师引导学生使用Python、Java、C++等编程语言实现算法,并进行调试和优化。
3. 团队合作与沟通教师将学生分成若干小组,每组负责项目的一个模块。
小组成员之间进行沟通,明确各自的任务和责任。
教师定期组织小组会议,了解项目进展,解决团队协作中的问题。
4. 项目测试与评价教师组织学生进行项目测试,确保项目功能的完整性和稳定性。
同时,对学生进行评价,包括编程能力、算法设计能力、团队合作能力等方面。
《8、9的加减法》数学教学一等奖说课稿1、《8、9的加减法》数学教学一等奖说课稿《8、9的加减法》是小学数学第一册第六单元第二小节的重点内容之一,它是在学生学习了7以内的加减法和8、9的认识的基础上安排的,是进一步学习20以内加减法计算最直接的基础。
它是本单元的重点,也是本册书的重点内容之一,甚至在整个小学数学教学中都占有着非常重要的地位。
根据《教学大纲》的要求、教材特点以及学生的实际情况制定教学目标如下:1、通过观察、操作,使学生感受到根据一幅图能够列出两加两减四个算式。
会计算8、9的加、减法。
2、培养学生的观察能力、想象能力和表达能力。
3、培养学生合作意识、探索意识、评价意识和创新精神。
其中教学的重点是计算8、9的加、减法。
教学难点是看图列算式(减法算式)、正确计算。
为了突出重点、突破难点,在学法上我采用了让学生通过合作交流、操作、思考、游戏等多种方式进行学习,培养学生善于归纳、合作以及创新的精神、培养学生思维的灵活性,充分体现学生的主体地位。
在教法上采用一法为主、多法配合的方式,主要应用引导、探究的教学方法组织教学。
通过点拨、引导使学生形成技能。
在教学程序上,遵循学生的认知规律,安排了以下三个环节:第一:导课。
在这个环节中,首先对学生提出《课堂常规》要求,以对口令、比一比的形式,让学生了解《常规》、遵守《常规》;再复习8、9的组成,为熟练口算扫清障碍。
第二:新课。
1、结合情境,引导学生充分感受“一图四式”。
由于学生已经有了看一幅图列出两个算式的基础,所以列出加法算式相对容易一些,而列出减法算式则是这部分的难点。
因此我采用小组合作的方式,让学生以看图说话的.方式搜集相关数据,初步感知根据一幅图可以列出四道不同的算式。
2、在老师的指导下进行操作,通过摆苹果图使学生进一步巩固和理解“一图四式”。
在计算过程体现加减法之间的联系。
3、帮助学生积累计算方法,为学生提供创造的空间。
直接出示算式5+3、3+5、8-3、8-5计算,提问:你是怎样算出得数的?鼓励学生说出多种计算方法,使计算方法多样化(如:数数、想数的组成与分解、调换加数的位置、算减法想加法等)。
算法案例教案教案标题:算法案例教案教案目标:1. 了解算法的基本概念和作用。
2. 学习分析和解决实际问题时所需的算法设计思路。
3. 运用具体的算法案例,培养学生的问题解决能力和创新思维。
教学重点:1. 算法的定义和基本特征。
2. 算法设计的思路和步骤。
3. 算法在实际问题中的应用。
教学难点:1. 算法设计的实际应用。
2. 学生对算法思维的理解和运用。
教学准备:1. 计算机或投影仪。
2. 算法案例材料。
教学过程:Step 1: 引入新知识 (5分钟)通过提问和讨论,引导学生思考算法的定义和作用。
解释算法在日常生活中的应用,例如搜索引擎的排序算法、导航系统的路径规划算法等。
Step 2: 算法概念讲解 (10分钟)讲解算法的基本概念和特征,包括输入、输出、有穷性、确定性和可行性。
通过示例解释每个概念,并与学生共同总结。
Step 3: 算法设计思路 (15分钟)介绍算法设计的思路和步骤,包括问题分析、算法设计、算法实现和算法评估。
通过具体案例演示每个步骤的操作过程,并鼓励学生积极参与讨论。
Step 4: 算法案例分析 (20分钟)提供一个具体的算法案例,如排序算法或查找算法。
引导学生分析问题,设计算法,并编写相应的伪代码或流程图。
鼓励学生在小组内合作,并就不同解决方案进行讨论和比较。
Step 5: 算法案例实现 (20分钟)学生使用编程语言(如Python)将算法案例实现,并运行测试用例进行验证。
教师可以提供必要的指导和帮助。
Step 6: 算法案例评估 (10分钟)学生对实现的算法进行评估,讨论其时间复杂度和空间复杂度。
引导学生思考算法的效率和优化方法。
Step 7: 总结与拓展 (5分钟)总结本节课的学习内容,强调算法设计的重要性和应用前景。
鼓励学生进一步探索和应用算法知识。
教学延伸:1. 鼓励学生独立设计和实现其他算法案例,如图算法、动态规划等。
2. 引导学生参与算法竞赛或编程比赛,提升算法设计和实现能力。
高中信息技术课程《算法》教学设计教案:高中信息技术课程中算法一课的教学设计一、教学方法以课堂讨论的方式,引导学生针对趣味性问题和生活实际中会遇到的问题进行思考、讨论,探索解决问题的方法和步骤,从中得出关于算法的诸多概念。
所有内容都以学生独立思考和分组讨论的方式进行,充分调动学生的主观能动性,以达到主动式研究、探究研究和创新性研究。
二、教学内容1.算法的概念2.算法的描述3.算法的特征三、教学过程1.活动一认识算法1)放幻灯片,出示一个趣味数学题:两个大人和两个小孩一起渡河,渡口只有一条小船,一次只能渡过一个大人或两个小孩,他们四人都会划船,但都不会游泳。
(2)(教师问)同学们现在想一想,他们怎样渡过河去?请写一写你的渡河方案。
(3)(三分钟后,教师问)有谁设计好了方案?4)学生回答。
5)放幻灯片,出示方案如下:渡河的方法与步骤:第一步:两个小孩同船度过河去;第二步:一个小孩划船回来;第三步:一个大人独自划船渡过河去;第四步:对岸的小孩划船回来;第五步:两个小孩再同船度过河去;第六步:一个小孩划船回来;第七步:余下的一个大人独自划船渡过河去;第八步:对岸的小孩划船回来;第九步:两个小孩再同船度过河去。
6)总结出算法的概念:算法是解决问题的方法和步骤。
(7)(学生)阅读个人理财问题和找出最大数的算法(8)教师和学生一起分析算法(表一)分析算法各执行了多少步每一步是否都有确切的含义各有多少个输入各有多少个输出是否都有成效个人理财问题找出最大数问题(9)(教师)总结出算法的五个基本特征2.活动二.算法的设计与描述1)(教师)如何去设计算法呢?设计的算法又怎么表示呢?大家看到了,算法的设计分两个内容:一是寻找一种方法;二是描述一下实现这个方法的步骤。
刚才我们已经用语言的形式描述过活动一的算法了。
2)放幻灯片,出示算法的框图描述元素(表二)。
(3)(学生)完成渡河问题算法的流程图4)放幻灯片,并简单分析渡河问题的算法框图。
小学信息技术六年级上册第3课《算法设计》教案(一)年级:六年级上册学科:信息技术版本:浙教版(2023)【教材分析】前面两节课主要了解了计算机中实现算法的一般步骤,以及算法与计算机程序之间的关系,还着重认识了抽象建模。
本节课从设计算法着手,帮助同学们借助表格和流程图进行算法设计,用流程图描述算法。
一、教学目标:1. 知识与技能:理解算法的概念及其在计算机科学中的重要性。
掌握算法设计的基本步骤和常用方法。
能够运用枚举法解决简单的实际问题。
2. 过程与方法:通过实例分析,学会如何将实际问题抽象为数学模型。
通过小组合作,培养学生的协作能力和解决问题的能力。
3. 情感、态度与价值观:激发学生对算法学习的兴趣和热情。
培养学生的逻辑思维能力和计算思维能力。
二、教学重难点:教学重点:理解算法的概念和重要性。
掌握枚举法的基本思想和应用。
教学难点:如何将实际问题抽象为算法问题。
理解和运用算法设计的基本步骤。
三、学情分析本课的授课对象为六年级学生,他们已经了解了计算机中实现算法的一般步骤和算法与计算机程序之间的关系,也认识了抽象建模,但对设计算法的具体步骤有些陌生。
四、教学准备:多媒体课件,包括算法概念的介绍、枚举法的演示等。
示例问题:“鸡兔同笼”问题的相关材料。
流程图绘制工具或软件(如WPS的流程图绘制功能)。
五、教学过程:(一)、导入新课(5分钟)1. 提出问题:如果有一堆动物,共有35个头和94只脚,请问鸡和兔各有多少只?2. 引导学生思考并讨论可能的解决方案。
3. 引出算法的概念,并介绍算法在解决这类问题中的作用。
(二)、新课讲授(20分钟)1. 算法的概念和重要性(5分钟)讲解算法的定义和分类。
强调算法在计算机科学中的核心地位。
2. 枚举法的基本思想和应用(10分钟)讲解枚举法的基本概念和工作原理。
以“鸡兔同笼”问题为例,演示如何使用枚举法解决问题。
引导学生思考并讨论枚举法的适用范围和局限性。
3. 算法设计的基本步骤(5分钟)讲解算法设计的一般步骤:问题定义、数据分析、算法选择、算法实现和算法测试。
一、算法设计的概念和意义算法设计是计算机科学中的一个重要环节,它指的是根据问题需求,设计出解决该问题的具体步骤和方法。
算法设计的目的是使计算机能够高效地解决复杂的问题,并在有限的时间和资源内得到正确的结果。
二、算法设计的基本原则1. 问题分析:在设计算法前,需对问题进行全面的分析,了解问题的性质和要求,明确问题的输入和输出。
2. 算法复杂度:设计算法时应考虑其时间复杂度和空间复杂度,尽量选择效率高、资源消耗少的算法。
3. 模块化设计:将算法分解为多个小模块,每个模块完成特定的功能,便于理解和维护。
4. 适应性设计:算法设计应考虑到问题规模的变化,并能够适应不同规模的输入。
5. 可读性和可测试性:设计的算法应具备良好的可读性和可测试性,方便后续的优化和改进。
三、常用的算法设计方法1. 递归算法:递归是一种重要的算法设计方法,通过在函数内部调用自身来解决问题,适用于问题具有明显的递归结构的情况。
2. 贪心算法:贪心算法通过每一步都选择当前状态下最优的选择,以期望最终能达到全局最优,适用于一些具有无后效性和最优子结构的问题。
3. 动态规划:动态规划是将复杂问题拆分成多个子问题,通过保存子问题的解来构建最终的解,适用于问题存在重叠子问题的情况。
4. 分治算法:分治算法将问题划分成多个相同或相似的子问题,然后递归地解决这些子问题,并将得到的子问题的解合并为原问题的解。
四、算法设计实例1. 冒泡排序算法:冒泡排序算法是一种简单直观的排序算法,通过相邻元素的比较和交换来实现排序。
2. 快速排序算法:快速排序算法是一种高效的排序算法,它通过选择一个元素作为基准,将数组划分成两个子数组,并递归地对这两个子数组进行排序。
3. Dijkstra算法:Dijkstra算法是一种用于求解单源最短路径问题的算法,通过一步一步地扩展最短路径集合,逐渐得到起点到其他顶点的最短路径。
四、总结算法设计是计算机科学中的重要内容之一,它对于解决复杂问题具有重要意义。
课题:算法案例——辗转相除法和更相减损术教材:人教版普通高中课程标准实验教科书必修3第一章第1.3节1、教材分析与传统教学内容相比,《算法初步》为新增内容,算法是计算机科学的重要基础,算法思想已经渗透到社会的方方面面,算法思想也逐渐成为每个现代人应具有的数学素养。
算法思想即体现了时代的特点,也是中国古代数学灿烂的历史和巨大的贡献在新层次上的复兴。
本节内容是探究古代算法案例――辗转相除法和更相减损术,经历设计算法解决问题的全过程,体会算法在解决问题中的重要作用,体会算法的基本思想,提高逻辑思维能力,发展有条理的思考和数学表达能力,巩固算法三种描述性语言(自然语言、图形语言和程序语言),提高学生分析和解决问题的能力。
2、教学目标分析:(1)知识目标:①理解辗转相除法和更相减损术求两个正数的最大公约数的原理;②能用写算法步骤、画流程图和编程序表达辗转相除法;说明:在这里,理解案例中的新的知识是理解算法的必要的前提,但重要的是理解案例中的算法核心思想,而不是强调对案例中新知识的记忆和灵活运用。
(2)能力目标:①培养学生把具体问题抽象转化为算法语言的能力;②培养学生自主探索和合作学习的能力。
(3)情感目标:①使学生进一步了解从具体到一般思想方法。
②体会中国古代数学对世界数学的巨大贡献,培养爱国思想和学习数学的积极性。
3、教学重点与难点分析:(1)教学重点:能用写算法步骤、画流程图和编程序表达辗转相除法及更相减损术。
(体会算法解决问题的全过程)(2)教学难点:用不同逻辑结构的程序框图表达算法;4、教学方法与手段(1)、教法:阅读指导,以问题为载体,有引导的对话,让学生经历知识的形成过程和发展过程,有利于学生活动的充分展开。
(2)、学法:以观察、讨论、思考、分析、动手操作、自主探索、合作学习多种形式相结合,引导学生多角度、多层面认识事物,突破教学难点。
5、教学过程设计分析:辅助工具:ppt课件知识准备:带余除法6、评价分析:(1)、指导思想:①新知识与旧知识相结合的原则;②掌握知识与发展智力、能力相统一的原则;③教师的主导作用与学生的主体作用相结合的原则。
算法案例1.知识与技能了解各种进位制与十进制之间转换的规律,会利用各种进位制与十进制之间的联系进行各种进位制之间的转换.2.过程与方法学习各种进位制转换成十进制的计算方法,研究十进制转换为各种进位制的除k去余法,并理解其中的数学规律.3.情感、态度与价值观领悟十进制,二进制的特点,了解计算机的电路与二进制的联系,进一步认识到计算机与数学的联系.重点难点重点:各进位制表示数的方法及各进位制之间的转换.难点:除k去余法的理解以及各进位制之间转换的程序框图的设计.【问题导思】十进制使用0~9十个数字,那么二进制使用哪些数字?六进制呢?【提示】二进制使用0~1两个数字,六进制使用0~5六个数字.进位制是人们为了计数和运算方便而约定的记数系统,“满几进一”就是几进制,几进制的基数就是几.二进制数110 011(2)化为十进制数是多少?【提示】110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=51.k进制化为十进制的方法a n·a n-1·a n-2……a0(k)=a n×k n+a n-1×k n-1+…a1k+a0.例1(2)【思路探究】按二进制化十进制的方法,写成不同位上的数乘以基数的幂的形式,再相加求和.解:101 101(2)=1×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20=32+8+4+1=45.规律方法一个k进制的正整数就是各位数码与k的方幂的乘积的和,其中幂指数等于相应数码所在位数(从右往左数)减1.例如:230 451(k)=2×k5+3×k4+0×k3+4×k2+5×k+1.变式训练将下列各数化成十进制数.(1)11 001 000(2);(2)310(8).解:(1)11 001 000(2)=1×27+1×26+0×25+0×24+1×23+0×22+0×21+0×20=200;(2)310(8)=3×82+1×81+0×80=200.类型二十进制转化为k进制例2(1)(2)将48化成二进制数.【思路探究】除k取余→倒序写出→标明基数【自主解答】(1)∴194化为八进制数为302(8).(2)∴48化为二进制数为110 000(2).规律方法1.将十进制化成k进制的方法:用除k取余法,用k连续去除十进制数所得的商,直到商为零为止,然后将各步所得的余数倒序写出,即为相应的k进制数.2.为了区分不同的进位制,常在数的右下角标明基数.十进制数一般不标注基数.变式训练将十进制数30化为二进制数.解:∴30(10)=11 110(2).类型3不同进位制之间的转化例3(7)【思路探究】七进制→十进制→八进制解:235(7)=2×72+3×71+5×70=124,利用除8取余法(如图所示).∴124=174(8),∴235(7)转化为八进制为174(8).规律方法1.本题在书写八进制数174(8)时,常因漏掉右下标(8)而致误.2.对于非十进制数之间的互化,常以“十进制数”为中间桥梁,用除k取余法实现转化.变式训练将二进制数1 010 101(2)化为十进制数结果为________;再将该数化为八进制数结果为________.【解析】 1 010 101(2)=1×26+0×25+1×24+0×23+1×22+0×21+1×20=85.∴85化为八进制数为125(8).【答案】85125(8)算法案例在实际问题中的应用典例古时候,当边境有敌人来犯时,守边的官兵通过在烽火台上点火向境内报告,如图所示,烽火台上点火表示数字1,未点火表示数字0,约定二进制数对应的十进制数的单位是1 000,请你计算一下,这组烽火台表示有多少敌人入侵?【思路点拨】观察图形发现中间的烽火台未点火,得出其代表数字为0,其他都为1,由此得出二进制数,再将其转化为实际人数.解:由图易知这组烽火台表示的二进制数为11 011,它表示的十进制数为11 011(2)=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=27,由于十进制数的单位是1 000,故入侵敌人的数目为27×1 000=27 000.课堂小结把一个非十进制数转化为另一种非十进制数,通常是把这个数先转化为十进制数,然后再利用除k取余法,把十进制数转化为k进制数.而在使用除k取余法时要注意以下几点:1.必须除到所得的商是0为止;2.各步所得的余数必须从下到上排列;3.切记在所求数的右下角标明基数.。
算法案例三维目标1.知识与技能(1)理解辗转相除法与更相减损术中蕴含的数学原理,并能根据这些原理进行算法分析.(2)基本能根据算法语句与程序框图的知识设计完整的程序框图并写出算法程序.(3)了解秦九韶算法的计算过程,并理解利用秦九韶算法可以减少计算次数提高计算效率的实质.2.过程与方法(1)在辗转相除法与更相减损术求最大公约数的学习过程中对比我们常见的约分求公因式的方法,比较它们在算法上的区别,并从程序的学习中体会数学的严谨,领会数学算法计算机处理的结合方式,初步掌握把数学算法转化成计算机语言的一般步骤.(2)模仿秦九韶算法,体会古人计算构思的巧妙.(3)通过对秦九韶算法的学习,了解中国古代数学家对数学的贡献,充分认识到我国文化历史的悠久.通过对排序法的学习,领会数学计算与计算机计算的区别,充分认识信息技术对数学的促进.3.情感、态度与价值观(1)通过阅读中国古代数学中的算法案例,体会中国古代数学对世界数学发展的贡献.(2)在学习古代数学家解决数学问题的方法的过程中培养严谨的逻辑思维能力,在利用算法解决数学问题的过程中培养理性的精神和动手实践的能力.重点难点重点:理解辗转相除法与更相减损术求最大公约数的方法及秦九韶算法的特点.难点:把辗转相除法与更相减损术的方法转换成程序框图与程序语言.教学建议在学生学习了算法的初步知识,理解了表示算法的算法步骤、程序框图和程序三种不同方式以后,再结合典型算法案例,让学生经历设计算法解决问题的全过程,体验算法在解决问题中的重要作用,体会算法的基本思想,提高逻辑思维能力,发展有条理地思考与数学表达能力.建议充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,采用启发式,并遵循循序渐进的教学原则.这有利于学生掌握从现象到本质,从已知到未知逐步形成概念的学习方法,有利于发展学生抽象思维能力和逻辑推理能力.以问题为载体,让学生经历知识的形成过程和发展过程,从而突出教学重点,通过各种教学媒体(计算机)调动学生参与课堂教学的主动性与积极性,增加课堂容量,有利于学生活动的充分展开.学生在课堂上要多观察、讨论、思考、分析、动手操作、自主探索、合作学习多种形式相结合,教师要引导学生多角度、多层面认识事物,突破教学难点.【问题导思】1.36与60的最大公约数是多少?你是如何得到的?【提示】 先用两个数公有的质因数连续去除,一直除到所得的商是互质数为止,然后把所有的除数连乘起来即为最大公约数.由于,故36与60的最大公约数为2×2×3=12. 2.观察下列等式8 251=6 105×1+2 146,那么8 251与6 105这两个数的公约数和6 105与2 146的公约数有什么关系?【提示】 8 251的最大约数是2 146的约数,同样6 105与2 146的公约数也是8 251的约数,故8 251与6 105的最大公约数也是6 105与2 146的最大公约数.辗转相除法的算法步骤第一步,给定两个正整数m 、n .第二步,计算m 除以n 所得的余数r .第三步,m =n ,n =r .第四步,若r =0,则m 、n 的最大公约数等于m ,否则返回第二步.【问题导思】设两个正整数m >n (m >n ),若m -n =k ,则m 与n 的最大公约数和n 与k 的最大公约数相等,反复利用这个原理,可求得98与63的最大公约数是多少?【提示】 98-63=35,63-35=28,35-28=7,28-7=21,21-7=14,14-7=7,∴98与63的最大公约数为7.更相减损术的算法步骤第一步,任意给定两个正整数,判断它们是否都是偶数.若是,用2约简;若不是,执行第二步.第二步,以较大的数减去较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减小数.继续这个操作,直到所得的差与减数相等为止,则这个数(等数)或这个数与约简的数的乘积就是所求的最大公约数.将f(x)n n-1n-21a0.具体算法如下:(1)计算最内层括号内一次多项式的值,即v1=a n x+a n-1.(2)由内向外逐层计算多项式的值,即v2=v1x+a n-2,v3=v2x+a n-3,…v n=v n-1x+a0.例1【思路探究】使用辗转相除法可根据m=nq+r,反复相除直到r=0为止.解:1 995=8×228+171,228=1×171+57,171=3×57,∴228与1 995的最大公约数为57.规律方法利用辗转相除法求给定的两个数的最大公约数,即利用带余除法,用数对中较大的数除以较小的数,若余数不为零,则将余数和较小的数构成新的数对,再利用带余除法,直到大数被小数除尽,则这时的较小数就是原来两个数的最大公约数.变式训练用辗转相除法求779和209的最大公约数.解:∵779=209×3+152,209=152×1+57,152=57×2+38,57=38×1+19,38=19×2,∴779与209的最大公约数为19.例2【思路探究】解答本题可先将两数约简然后按更相减损术的步骤反复相减直至得出结果.解:154÷2=77,484÷2=242,下面用更相减损术,求77与242的最大公约数.242-77=165,165-77=88,88-77=11,77-11=66,66-11=55,55-11=44,44-11=33,33-11=22,22-11=11,故77与242的最大公约数为11,则154与484的最大公约数为11×2=22.规律方法更相减损术的步骤:1.判断两数是否为偶数,若是,则都除以2直到所得的两数不全为偶数;2.用较大的数减去较小的数,将差和较小的数构成一对新数继续用较大的数减去较小数,重复执行;3.当差和较小数相等时,结束执行,此时差(或较小数)为不全为偶数的两数的最大公约数.注意:原先两数的最大公约数是两式相减所得公约数与约简的因数的乘积.变式训练用更相减损术求576与246的最大公约数.解:用2约简576和246得288与123.288-123=165,165-123=42,123-42=81,81-42=39,42-39=3,39-3=36,36-3=33,33-3=30,30-3=27,27-3=24,24-3=21,21-3=18,18-3=15,15-3=12,12-3=9,9-3=6,6-3=3.∴576与246的最大公约数为3×2=6.例3 时的值.【思路探究】解答本题首先要将原多项式化成f(x)=((((((7x-6)x+0)x+4)x+3)x-2)x+1)x-5的形式.其次再弄清v0,v1,v2,…,v7分别是多少,最后进行计算.解:f(x)=((((((7x-6)x+0)x+4)x+3)x-2)x+1)x-5,v0=7,v1=7×3-6=15;v2=15×3+0=45;v3=45×3+4=139;v4=139×3+3=420;v5=420×3-2=1 258;v6=1 258×3+1=3 775;v7=3 775×3-5=11 320.∴当x=3时,多项式的值为11 320.规律方法秦九韶算法的步骤:变式训练用秦九韶算法计算多项式f(x)=x6-12x5+60x4-160x3+240x2-192x+64,当x=2时的值.解:将f(x)改写为f(x)=(((((x-12)x+60)x-160)x+240)x-192)x+64,由内向外依次计算一次多项式当x=2时的值,v0=1,v1=1×2-12=-10,v2=-10×2+60=40,v3=40×2-160=-80,v4=-80×2+240=80,v5=80×2-192=-32,v6=-32×2+64=0.∴f(2)=0,即x=2时,原多项式的值为0.对秦九韶算法中的运算次数理解错误典例已知f(x)=x5+2x4+3x3+4x2+5x+6,用秦九韶算法求这个多项式当x=2时的值时,做了几次乘法?几次加法?【错解】根据秦九韶算法,把多项式改写成如下形式f(x)=((((x+2)x+3)x+4)x+5)x +6.按照从内到外的顺序,依次计算一次多项式当x=2时的值:v1=2+2=4;v2=2v1+3=11;v3=2v2+4=26;v4=2v3+5=57;v5=2v4+6=120.显然,在v1中未做乘法,只做了1次加法;在v2,v3,v4,v5中各做了1次加法,1次乘法.因此,共做了4次乘法,5次加法.【错因分析】在v1中虽然“v1=2+2=4”,而计算机还是做了1次乘法“v1=2×1+2=4”.因为用秦九韶算法计算多项式f(x)=a n x n+a n-1x n-1+…+a1x+a0当x=x0时的值时,首先将多项式改写成f(x)=(…(a n x+a n-1)x+…+a1)x+a0,然后再计算v1=a n x+a n-1,v2=v1x +a n-2,v3=v2x+a n-3,…,v n=v n-1x+a0.无论a n是不是1,这次的乘法都是要进行的.【防范措施】 1.将多项式写成一次多项式的形式时,如果多项式中n次项不存在,可将n次项看作0·x n.2.直接法乘法运算的次数最多可达n+1n2,加法最多n次,秦九韶算法通过转化把乘法运算的次数减少到最多n次,加法最多n次.【正解】由以上分析,共做了5次乘法,5次加法.课堂小结1.辗转相除法与更相减损术都是求两数最大公约数的方法.辗转相除法计算次数少,步骤简捷,更相减损术计算次数多,步骤复杂,但是更相减损术每一步的计算都是减法,比做除法运算要简单一些,一般当数较小时可以考虑用更相减损术,当数较大时可以考虑用辗转相除法.2.用秦九韶算法可大大降低乘法的运算次数,提高了运算速度.用此方法求值,关键是正确地将所给多项式改写,然后由内向外计算,由于后项计算需用到前项结果,故应认真、细心,确保结果的准确性.。