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
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《用穷举法解决问题》教学设计工作单位:授课老师:课型:新授课学科:信息技术一、教学内容分析本节课是《算法与程序设计》(教育科学出版社2004 版选修本)第三章“算法的程序实现”中第二节“用穷举法解决问题”的内容。
穷举法是程序设计中使用最为普遍的一种基础算法。
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。
穷举法的基本结构为For......Next 语句+if ....... then 条件判断的应用,该知识点在第二章《程序的基本结构》中已经学过,而且穷举法对后面的排序、查找和递归等算法的学习也具有示范和引领作用。
通过本节课的学习让学生理解穷举法的思想,掌握穷举法解决问题集的基本过程,以及常用的优化方法。
二、学情分析本节课的教学对象是高二年级的学生,他们已具有一定的分析能力、抽象思维能力和逻辑推理能力,并且此之前学习了用流程图描述算法、VB 的数据表示和处理、程序的三大结构以及解析法,能用VB 编写简单的程序。
今天学习穷举法其实学生在前面的循环语句学习中已经用到这种思想,只不过没有给学生提出穷举法这个概念,现在从算法这个角度把这个概念提出来,让学生理解穷举法的思想,掌握枚举算法的使用范围、解题步骤和程序框架、能用穷举法解决问题并能根据具体问题对穷举法进行优化。
因此本节课的教学目标是:第一,能用穷举法对问题进行分析及设计算法;第二,能根据分析补充程序的关键部分;第三,能合理的进行算法优化。
三、教学目标1、知识与技能:(1)了解穷举法的基本概念;(2)能归纳出穷举法解决问题的方法和步骤;(3)能根据具体条件优化穷举算法;2、过程与方法:(1)掌握穷举法求解问题的基本过程。
(2)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)针对解决问题的过程与结果进行有效的评价。
3、情感态度价值观:(1)关注穷举法在社会生活中的应用,激发学习的热情。
《基于枚举算法的问题解决》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解枚举算法的基本概念和应用场景。
2. 掌握枚举算法的步骤和操作方法。
3. 通过实际问题解决,掌握如何使用枚举算法解决问题。
二、教学重难点1. 重点:掌握枚举算法的基本步骤和操作方法。
2. 难点:如何从实际问题中抽象出适合枚举算法的问题模型,并运用算法解决实际问题。
三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频素材。
2. 准备适合使用枚举算法解决的实际问题。
3. 准备计算机设备和编程环境。
4. 提醒学生携带笔记本和笔,以便记录问题和解决方案。
四、教学过程:1. 引入课题:首先向学生介绍枚举算法的概念及其应用,通过展示一些实际生活中的枚举算法应用案例,如密码破解、围棋等,引发学生对枚举算法的兴趣。
2. 基础概念讲解:向学生介绍枚举算法的基本原理和步骤,包括循环遍历、逐一尝试等概念,让学生对枚举算法有初步了解。
3. 实例演示:通过具体的实例,如密码破解问题,演示如何使用枚举算法解决问题,让学生直观地了解枚举算法的应用过程。
4. 学生实践:给学生布置一个与课程主题相关的实际问题,让学生尝试使用枚举算法解决,教师进行指导。
学生实践过程中,可以分组进行,互相讨论,共同解决问题。
5. 交流讨论:学生实践完成后,组织学生进行交流讨论,分享各自解决问题的思路和方法,互相学习,共同提高。
6. 总结评价:最后,教师对学生的学习情况进行总结评价,指出优点和不足,提出改进建议,帮助学生更好地掌握枚举算法。
7. 拓展延伸:在课程结束前,可以向学生介绍一些与枚举算法相关的扩展知识,如算法优化、算法效率等,引发学生对枚举算法的深入思考和研究兴趣。
教学设计方案(第二课时)一、教学目标1. 理解枚举算法的基本原理,能够运用枚举算法解决实际问题。
2. 培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。
3. 提高学生的信息技术素养。
二、教学重难点1. 教学重点:掌握枚举算法的基本步骤,能够运用枚举算法解决实际问题。
用穷举法求解问题的实践示例教学设计一.教学目标知识与技能⑴理解用穷举法设计程序的基本思路。
⑵分析建立正确的模型,归纳穷举法穷举技巧(变量的设置、穷举方案的确定)。
⑶学会使用穷举法解决现实生活、学习中所遇到的问题。
⑷了解穷举法具有一定的局限性。
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,学习发现知识的规律和方法并把它运用到解决实际问题中去。
⑶体验穷举策略在穷举法中的地位和作用,并选择适当的穷举方案解决问题。
⑷针对解决问题的过程与结果进行有效的评价。
情感态度与价值观⑴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。
⑵增强学生合作意识、创新思维与进取精神。
⑶学会评价各种穷举方案的优劣,并形成反思的意识。
⑷初步了解穷举法在破解密码方面的现实应用,自觉养成保护密码的良好习惯。
⑸了解信息技术可能带来的不安全因素,养成健康使用信息技术的习惯。
二.重点难点教学重点:⑴建立正确的数学模型,确定穷举方案。
⑵根据题目确定穷举范围。
⑶正确表达“符合条件”的判断即验证条件。
教学难点:算法的程序实现。
三.教学过程活动1【讲授】穷举算法程序实现情境导入(5分钟)1、课前思考:QQ密码被盗,黑客给出提示,怎么破解?2、破解密码游戏:老师展示事先写好的小软件,提示QQ密码为1个小于10的正数,请学生上来破解。
然后再次展示第二个小软件,提示密码位小于100的正数,请学生破解。
引出穷举算法的概念和特征。
3、总结游戏心得,引出穷举算法概念。
1、通过课前思考,初步体验穷举算法在现实生活中的应用。
2、参与游戏,积极思考,在游戏过程中体会穷举法的基本思路。
a、贴近生活,将知识点巧妙地融入到算法应用游戏当中,寓教于乐,学生感到亲切,教学效果更佳。
b、让学生亲自参与到游戏中去,更好地激发学生的学习兴趣,促使学生积极思考,更有利于对穷举法的理解。
讲授新知(12分钟)1、简略回顾穷举算法思想注意点、关键点2、提出问题:找出并统计100-999之间的所有个位数为6的数及个数。
用穷举法求解问题的实践示例教学设计一.教学目标知识与技能:使学生学会使用算术运算符、多重循环等手段实现用“穷举算法”解决问题。
过程与方法:通过“找特别的数”引入课题,利用“谁是罪犯”实例类比说明“穷举算法”的实现过程,通过使用算术运算符和多重循环的两种方法来实现“水仙花数”“四叶玫瑰数”的查找。
情感态度价值观:通过实践示例,使学生了解“穷举算法”的特点和应用场合,并知道其在解决实际问题方面的意义。
二.学情分析穷举法是计算机解决问题的常用算法思想之一。
本课”找水仙花数”是常用算法与程序实现的经典实例,同时也是高中学业水平考试中要求学生掌握的题目。
用人工实现穷举法会十分笨拙和繁琐,在列举方案很多的时候更是容易出错,但计算机的高速运算能力保证了穷举法的可行性。
本课也涵盖了程序设计的三种基本结构:顺序结构、选择结构、循环结构,故也可以通过本实例,训练学生阅读、编写简单程序的能力。
三.重点难点重点:利用算术运算符找出数位上的数字;多重循环中数位上的数字所在的循环的层级。
难点:算术运算符Mod的应用;多重循环中数位上数字的变化区间。
四.教学过程活动1【导入】特别的数字教师提问:同学们,大家在生活中会接触到数字吗,举例说明?学生回答。
教师总结:可以说,从幼儿园开始学习数字到现在,我们每天都会使用到数字,生活中也离不开数字。
在众多的数字当中,有一些数字比较特别,我们一起来看一看:课件展示特别的数字。
教师引导:同学们熟悉这些数字吗?对于后面三种数字,同学们可以在课余时间利用网络查一查他们的特征。
我今天给大家介绍的也是一种特别的数字,它们叫做:(板书)(课件展示课题:水仙花数与四叶玫瑰数)活动2【讲授】阐述水仙花数、四叶玫瑰数的概念1、教师课件展示水仙花数的概念及举例。
2、教师引导学生朗读“自幂数”的概念。
活动3【讲授】用穷举法解决问题的基本思路我们今天的任务是要找到这些自幂数,那么用什么方法可以找它们呢?(教师课件展示题图文)同学们可以说一说警察找到嫌疑人的的一般过程。
教学设计学情分析1、高二学生已具备了较丰富的计算机使用经验,但接触的多是文字处理、多媒体等相关软件的,然而对于计算机程序只有极少数的学生接触过,许多学生只是听说过算法,然而对算法的原理、思想知之甚少。
2、高中学生具有很强的逻辑思维能力,也掌握了较高的数学知识水平,对于初步掌握几种算法的思想,深入其中的原理,从而认识到程序的编写需要有好的算法作为指导也是完全可以被学生所掌握。
3、我以往年会考的考题的难易度程度为基准,从而设计的本堂课,目的通过本堂课的学习,对会考题能够更加轻松自如地掌握。
效果分析能够有效达成本节课的学习目标,通过“如何知道你手中的神奇数字?”和“看哪个小组用最少的移动步骤来完成扑克牌的正确顺序”等活动的设置,一方面提高了学生的学习兴趣,一方面也锻炼了学生的归纳总结能力,课堂整体知识点难度的设计也是由浅入深,层层递进。
课堂检测部分也能使教师加强目标达成度的检测、反馈、校正的情况。
教材分析1 本节主要内容介绍本节课属于第二章,我将本教材所涉及的前四种算法进行归纳和总结,解析算法、穷举算法、递归算法和排序,2、重点难点分析(1)理解每种算法的含义,并会做相关难度的会考题(重点)(2)深入理解递归算法的含义,能够灵活掌握相关的会考题(难点)评测练习1 在学校举行的运动会中,要对运动员成绩进行公布,现在要求编写程序自动完成成绩的编排,请问选择哪种算法合适?()A排序算法B穷举算法C递归算法D解析算法2 有23个苹果分给甲、乙、丙、丁四个孩子,每个孩子最多可得到苹果数依次为9、8、7、6,找出所有不同分法的算法是:采用列举方式,列举每个孩子所有可能得到的苹果数,对四人所得苹果总和是否为23进行判断,找出符合要求的各种分法,此算法属于()A枚举算法B解析算法C对分查找D冒泡排序3 在使用计算机解决问题时,选择合适的算法,是有效解决问题的关键。
分析下面的问题,请选择最合适的算法()搬砖问题:100块砖,100人搬,一个男人搬4块,一个女人搬3块,两个小孩抬一块,要求一次全搬完,问需要男、女、小孩各多少人?A解析法B递归法C穷举法D排序法4 对数据序列108,120,96,75采用选择排序,第二遍处理后输出的结果为()A 75,120,96,108B 75,96,120,108C 75,96,108,120D 75,108,120,965 如果输入数据67,98,100和85,采用冒泡排序,则输出结果为()A 67,85,98,100B 85,67,98,100C 98,67,85,100D 67, 98, 85, 1006 计算圆周长的算法描述如下:1)输入圆半径r;2)计算圆周长a(计算公式为a=2πr);3)输出结果;4)结束。
4.4.3 枚举算计及其优化一、学科核心素养(1)针对给定的任务进行需求分析,明确需要解决的关键问题。
(2)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。
(3)运用基本算法设计解决问题的方案,能使用编程语言或其他数字化工具实现这一方案。
(4)针对不同模块,设计或者选择合适的算法,利用编程语言或其他数字化工具实现各模块功能。
二、内容要求必修课程模块1:1.7掌握一种程序设计语言的基本知识,使用程序设计语言解决实际问题,体验程序设计的基本流程,感受算法的效率,掌握程序运行和调试的方法。
三、学业要求【信息意识】能够根据解决问题的需要,自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息【计算思维】1、能够采用计算机科学领域的思想方法界定问题、抽象特征、建立结构模型。
2、依据解决问题的需要,设计和表示简单算法;掌握一种程序设计语言的基本知识,利用程序设计语言实现简单算法,解决实际问题。
【数字化学习与创新】适应数字化学习环境,养成数字化学习与创新的习惯,握数字化学习工具的操作技能,四、学习目标1、通过实例进一步理解枚举算法2、掌握枚举算法的两种优化方法,剪枝优化法与数学优化法。
五、学习重难点:重点:枚举法的两种优化方法难点:枚举算法中的数学优化法。
六、教学素材准备:纸质学习任务单、网络共享在线excel文档、压缩后的作业文件、python程序。
七、教学过程环节一:情景导入引导学生按照组别分别下载本组作业,并尝试解压缩思考:1、文件是否能成功解压缩?2、如何破解密码?靠猜密码是否行的通?3、这是一个四位数组成的密码,如果编写程序,可以使用什么样的算法?4、尝试使用python程序暴力破解密码,注意修改被破解的文件名5、每组组长填写在线共享excel文档,记录破解后的密码及破解时间6、各组破解的时间相同吗?为什么?7、从暴力破解所用的时间上来看,我们设定密码应该注意什么?环节二:百钱买百鸡的优化一、枚举法的概念枚举法又称穷举法,是指一一列举出所有与问题相关的情况,然后根据问题设定的条件,逐个加以检查判断,找到满足条件的解的方法。
用穷举法解决问题一、教材分析:《用穷举法解决问题》是高中信息技术选修模块《算法与程序设计》第三章《程序的实现》第二节内容。
本章侧重于运用算法解决实际问题,设计合理的算法并编程实现。
本节主要阐述穷举法,该方法应用广泛,比较常见,存在于生活与学习之中。
经典问题有水仙花数、搬砖问题、鸡兔同笼、百鸡百钱等。
二、学生分析:学生在通过第1、2两章的对VB的基本知识系统加以学习。
学生可以利用上述的基础知识,结合前一阶段学习的VB程序设计的基本结构,进一步学习本节的相关知识内容。
三、教学目标1.知识目标:了解什么是穷举法,穷举法的特点,掌握利用穷举法解决问题的基本要求;学会编写程序实现穷举法。
2.过程与方法:经历用穷举法求解问题的基本过程,发现穷举的规律,并把它运用实际问题的解决中去,从而培养学生的分析问题、解决问题的能力。
3.情感态度与价值观:通过用穷举法解决实际问题,培养学生对程序设计的兴趣和热情。
四、教学重点与难点教学重点:能够利用穷举法解决实际问题。
教学难点:穷举的范围的确定,穷举效率的评价。
五、教学思路及教法: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适合我们的学生,一是学生不是很感兴趣,二是比较复杂。
所以在教学中选取了学生所熟悉的、又能反映穷举思想的例子:水仙花数问题的解决作为主题进行学习穷举法的思想。
本节课教学中我主要采取任务驱动法,并结合引导探究、讲授、小组讨论等多种教学方法。
从而培养了学生的分析问题、解决问题的能力及合作、参与意识。
六、教学过程:(一)游戏激趣导入下面请大家打开桌面上的1位数破解密码的程序:小组间通过竞争和协作使得每个学生都积极参与,问题解决请学生运行该程序,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,请破解出密码的学生介绍经验:因为是一位数的密码,采取一个一个的去尝试。
让学生亲身体验,消除对密码破解程序神秘感。
“穷举法与问题解决” 教学设计对应课标: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、了解穷举法的基本概念及用穷举法设计算法的基本过程。
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。
一、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学会使用穷举法解决现实生活、学习中所遇到的问题。
⑶了解穷举法具有一定的适用范围。
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。
⑶针对解决问题的过程与结果进行有效的评价。
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关注穷举法在社会生活中的应用,激发学习的热情。
⑶增强合作意识、创新思维与进取精神。
二、学情分析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。
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最为普遍的一种基础算法。
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。
2、重点难点分析⑴用穷举法的基本规律(重)⑵利用穷举法解决实际问题。
(难)3、课时安排1课时。
四、教学理念本节内容的教学设计充分体现了《普通高中信息技术课程标准》中的基本理念,注重教学过程中三维目标的渗透。
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。
《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。
2024年高中信息技术教学反思报告1. 教材分析信息技术的学习过程不能是机械的知识传授过程,而应该是一个充满体验、充满实践、充满探究、充满创造的过程。
高中第一节讲信息与信息的特征,基本上是概念与知识的介绍,缺乏操作技能方面的教学内容,较难渗透情感态度与价值观的教学目标。
2. 学情分析根据以上分析,如果直接从概念讲解入手,照本宣科进行概念和理论知识的灌输,学生往往觉得比较枯燥,很难接受,不但无法调动学生的学习积极性,还会影响到学生对本课程的兴趣。
因此必须采取例举法来讲解,吸引学生的兴趣,达到教学效果。
3. 教学目标(含重、难点)(1)感受生活中的信息,认识普遍存在的信息,理解信息的含义;(2)通过实验总结信息的基本特征,了解信息对生活和学习的重要性。
1.重点(1)了解信息与人类的关系,理解信息的概念和基本特征。
(2)了解计算机中数据与信息的关系,知道信息编码方法和度量单位。
(3)了解信息技术的快速发展、强化信息意识。
2.难点(1)理解信息的含义和特征。
(2)理解计算机中表示数据的方法。
4. 教学过程一、导入请同学们首先一起观察老师,说出老师的特征。
(学生讨论回答:老师的发型、衣服的颜色,脸型、姿势等等特征)。
通过观察老师获得很多关于老师的信息。
可见信息就在我们的生活中,在我们的身边,在每个人的身上,在世界的每一个角落里。
那么,信息究竟是什么?信息有哪些作用?这就是我们要解决的问题。
二、新课讲授1、信息展示自然界和人类社会活动的有关图片,请学生回答通过观看以上图片能得到什么信息,看到每一幅图片都想到了什么。
(展示图片,学生讨论并发言)这些图片向我们传达各种各样的信息。
请同学们讨论并说出,除了这些信息,在我们的生活学习中还能够获取哪些信息。
1.1 信息的含义所谓信息,是指数据、消息所包含的内容和意义。
在我们学习、生活、工作中都离不开信息,信息无所不在,无所不有。
1.2 信息的基本特征(1)传递性。
信息的传递打破了时间和空间的限制。
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。
用穷举法解决问题》教学设计《用穷举法解决问题》教学设计一、教材分析“用穷举法解决问题”是高中教材《算法与程序设计》第三章第二节的内容,本节要求学生了解穷举法的特点,掌握穷举法设计问题的基本要求,掌握编写程序实现穷举法。
本节内容既是“新授”课,也是“实践”课,学生不仅要对本节内容有所了解,更要能动手编写程序去解决问题。
二、学情分析虽然小学和初中已经普及信息技术课程,但对于算法与程序设计的知识还是很陌生的,而通过程序设计的前两章以及上一节课用解析法解决问题的方法的讲解,学生对编程解决问题已经有了一定的基础,通过本节的讲解会对编程解决问题的流程有更深层次的掌握。
三、教学目标1、知识与能力目标了解穷举法的特点。
掌握穷举法设计问题的基本要求。
掌握编写程序实现穷举法。
2、过程与方法目标以“明日之星英语演讲大赛”活动为例,通过参赛选手小组划分方案的设计,引领同学们设计算法,编写程序。
3、情感态度与价值观目标学生通过分组的方式,合作完成程序,培养了学生编程的能力、合作的能力、交流的能力。
四、教学重点掌握穷举法设计问题的基本要求。
五、教学难点掌握编写程序实现穷举法。
六、课时安排因为本节内容对于学生来说还是比较难的,想要更好的掌握穷举法解决问题的方法,还是要花时间的,因此,我安排了两课时来讲解本节内容。
七、教学策略1、教学方法:问题导入法、课件演示法、讲解点评法这节课的问题来源于课本,学生通过教师的讲和自己对课本的研究理解,这样能更好的理解穷举法解决问题的方法。
在此过程中,可能有些同学理解的快一些,有些同学理解要困难一些,教师要协调好,使全体学生都能掌握好穷举法解决问题的方法。
2、学习方法:分组讨论、合作交流、共同完成、学生自评法因为编写程序不是一个人能完成的,这就更需要大家合作交流,共同完成,这完全体现了新课程的要求:培养学生动手能力、自主探究能力、分组讨论能力、协作交流的能力。
八、教学准备1、硬件环境(1)多媒体计算机(学生用)(2)多媒体教学平台(教师用)2、软件资源(1)编程环境:Visual Basic 6.0中文版(2)课件:明日之星英语演讲大赛分组.vbp(3)教材:高中教材《算法与程序设计》九、设计理念采用提出问题让大家讨论的方式导入新课,这样先把学生的学习兴趣激发出来;课堂教学过程中,再贯穿课件演示、教师提问、学生讨论、学生实践、教师点评和学生自评相结合的良性互动模式;再通过作业的布置,使学生更一步的掌握本节内容。
《用穷举法解决问题》教学设计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,我尽可能将现实生活中的情景带入到课堂教学中,而“穷举法”能解决实际生活中的很多问题,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作用,增强了学生对《算法与程序设计》这门课的兴趣。
一、学情分析本节课讲授的对象为高二年级的学生,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、表达思想能力,为本节课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的问题如何设计算法还是没有思路。
“百鸡百钱”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,本次课在学生原有知识的基础上,通过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,在课本和山东学业水平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。
课本在介绍穷举法时所用的例子是一个相对复杂的英语演讲比赛分组的问题,个人感觉这样的引例不适合我们的学生,一是学生不是很感兴趣,二是程序相对复杂,不适合刚接触编程的学生,所以我在实际教学中选取了一个找回密码的例子引入,这样既能提高学生的学习兴趣,又能使学生易于掌握知识,还可以培养学生通过建立数学模型和设计程序解决问题的能力和习惯。
三、教学策略教学理念与方法:以培养学生的信息素养为前提,遵循“学生为主体,教师为主导”的新课程教学理念,根据本节课中各个知识点的联系,通过讲授法,任务驱动法,合作探究法,小组合作,利用多媒体教学系统和自制ppt 课件,让学生在任务中学习,在实践中探究,在探究中归纳总结知识和方法,加强知识的实际应用。
§3.2用穷举法解决问题一、教学目标:1.知识与技能(1)了解什么是穷举法及其特点。
(2)了解用穷举法解决问题的基本过程。
(3)能够使用穷举法解决现实生活、学习中所遇到的简单问题。
2.过程与方法(1)经历用穷举法求解问题的基本过程,发现穷举法的规律。
(2)运用观察、发现、归纳、应用的方法,发展学生的归纳思维;3.情感态度与价值观(1)了解算法和程序设计在计算机解决问题过程中的重要性;享受计算机解决问题的快乐。
(2)关注穷举法在学习、生活中的应用,激发学习的热情。
二、教材分析1、本节主要内容介绍穷举法是程序设计中使用最为普遍的一种基础算法。
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,一个不漏地进行枚举,从中找出符合要求的答案。
2、重点难点分析重点:(1)用穷举算法解决问题的一般步骤。
(2)能根据具体问题的要求,找出求解对象和确定求解对象的枚举范围。
(3)将验证结果是否满足给定的条件程序化难点:(1)用穷举法解决实际问题。
(2)通过观察、类比等方式培养学生归纳思维。
三、教学课时1课时四、教学过程一、情景导入暑假带着一个有三位数字的密码行李箱去旅行,旅行途中发现自己忘记了开锁的密码,我该怎么办?模拟尝试密码,引出本节内容——用穷举法解决问题二、传授新知1、介绍穷举法算法概念2、用穷举法解决问题的一般过程3、范例讲解:水仙花数①枚举对象是整个三位数m②枚举对象是百位数字a,十位数字b,个位数字c③归纳总结两种不同枚举策略的优劣三、独立探究,体验过程1、布置任务:“百钱百鸡”问题2、学生独立探究,体验过程①确定求解对象②确定求解对象的范围③结果需要验证的条件3、发现问题,修改程序①寻找程序输出方案中错误的方案②修改程序中的错误四:小组探究,深化思维1、布置任务:“英语演讲比赛小组分组”问题2、小组探究,体验过程①有两个求解对象,如何选择?②确定求解对象的范围③当小组组数确定后,如何进行分组?五、归纳总结1、总结用穷举法解决问题的关键,以及怎样针对关键点编写程序。
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。
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。
1、已知海伦公式:a、b、c 分别为三角形的三条边长。
利用海伦公式求三角形面积的算法属于()
A、排序法
B、解析法
C、穷举法
D、查找法
2、列举所有可能的情况,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,这是()的思路。
A、解析法 B 、顺序查找算法 C、递归算法 D、穷举法
3、如果一个4 位数恰好等于它的各位数字的4 次方和,则这个4 位数成为“玫瑰花”数。
例如1634 就是一个玫瑰花数:。