粤教版高中信息技术选修《优雅的算法世界——算法与程序设计前言》说课设计附反思

课题：优雅的算法世界——《算法与程序设计》前言引入各位评委上午好。

记得有句歌词是：“不是我不明白，这世界变化快”，现在我们每天不得不和一大堆的密码打交道，什么电子邮箱、QQ、论坛、博客，当然还有各种银行卡密码等，密码多了容易忘记。

我手中拿的是一张银行卡，有一次我急着用钱，但就是不记得密码了，在ATM机上连着试了几次都取不出钱来，机器警告我不允许再试了，否则吞卡，为什么会这样呢？今天我的说课就从“银行限制试探密码次数”说起，题目是——优雅的算法世界。

一、教材内容分析1.《课标》对本模块的要求《算法与程序设计》是《普通高中信息技术课程标准》中的选修模块，其目的在于“使学生进一步体验算法思想，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用；能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计语言编制程序实现算法解决问题”，要“引导学生注意寻找、发现身边的实际问题，进而设计出算法和计算机程序去解决这些问题”。

2.简析教材粤教版《算法与程序设计》第一章《揭开计算机解决问题的神秘面纱》从华南太阳能设备厂的生产方案入手，分三个小节，主要讲解了计算机解决问题的过程、算法和算法的描述、程序与程序语言等，其中“算法和在解决问题中的地位和作用”是第二节中的部分内容，通过比较了两种求“最大公约数”算法的效率来强调算法的重要性。

二、学生分析高中学生已经有了一定的数学基础，甚至数学选修课里面也有“算法”的内容，他们的抽象思维能力也比初中学生好得多，但选修算法这门课程的学生仍然不是很多，也许是因为目前初中小学《信息技术》课程几乎没有程序设计内容的缘故吧，所以很多学生对编程不太理解，不知道这门课教什么内容，还有的学生听说编程很难，很枯燥。

正所谓“万事开头难”，所以上好第一节课对学生后面课程的学习是非常重要的。

1.设计方向记得初中物理第一节课，一位老教师走了进来，手里拿了很多好玩的东西，如单摆、不倒翁、音叉等等，我们在尽情的玩耍中体会到科学的神奇，刺激了我们学好这门课程的欲望。

这节课给我留下了深刻的印象，以至于到现在还历历在目，这些看似漫不经心拿来的玩具却在我们后来所学的热、电、声、光等课程中都用到了，所以我想能否结合《课标》的要求和目前教材的编写思路，在本课程的第一节课上一节引导课，以学生身边的实际问题入手，结合一些益智类游戏，一方面可以激发学生对算法和程序设计内容的兴趣，另一方面又对本课程的后续内容起到一个高屋建瓴的作用。

2.教学目标及教学重难点【教学目标】知识与技能：1)了解什么是算法及算法在问题解决中的地位和作用。

2)能描述穷举法的基本思想。

3)了解顺序查找算法、对半查找算法和递归算法。

4)尝试VB软件的基本操作，模仿“猜100以内整数游戏”的算法写出“猜4个数”游戏算法的主要步骤；过程与方法：1)能从生活中“银行限制试探密码次数”的现象出发，在老师的指导下，了解用穷举法解决问题的基本思想；2)能通过BBS获得问题的有关要求和提示信息，在体验游戏之后，能在BBS上发表观点、交流思想、开展合作；情感态度价值观：在游戏的过程中，体验到算法是有用的、有趣的，激发对《算法和程序设计》这门课程的求知欲。

【教学难点】递归算法【教学重点】算法在问题求解中的地位和作用。

课前准备１．为了能让学生更好的交流和分享心得，最好所有的学生用机都能连上因特网，并且每位学生已在班级论坛里注册了；２．为了共享教学辅助资源，要确保所有学生机都能连接到教师机。

３．为了使演示能顺利进行，要确保“教学控制系统”能正常使用（一）.引入师：大家看到老师手上拿的一张交行的银行卡，有一次我取钱的时候不记得密码了，于是就将常用的密码一个一个的去试，但试到第三次的时候，ATM柜员机警告不允许再试了，否则将没收磁卡，请问：“银行为什么要限制尝试密码的次数”呢？生：为了安全，以免银行卡丢失的时候，别人取走了你的钱。

师：请注意老师的问题，为什么要限制次数呢？生：因为如果不限制次数的话，试多了，就可以试出密码来。

师：如果现在换作你，无论试多少次都可以，你怎么获得密码？通常我们银行卡的密码是六位数。

生：一个一个的去试，先是000000，然后000001，一直到999999，总有一个密码是对的。

师：我可不是要大家以后捡到了别人的卡都去试啊（笑），只是讨论这种方法的可行性。

刚才大家的讨论说明了，如果不限制次数，六位数的密码我们最多试一百万次，一定能够获得相应的密码，所以幸好银行限制了次数，而且也限定了每天所取的金额不超过5000元，这样较好的保护了我们的利益。

（二）.算法的基本概念1．穷举法和算法的基本概念这学期我们要学习的内容是《算法与程序设计》，提到算法，大家可能觉得很神秘，很高深，其实我们刚才试密码的方法就是一种最简单、最实用的算法，它的名字叫“穷举法”。

就是列出所有可能的情况，一个一个判断是否符合问题所要求的条件，从而得到问题的答案。

那什么是算法呢？通俗的说，“算法就是用计算机求解某一问题的方法”。

人们常说，数学是思维的体操，数学之美，是智慧之美，算法与之有异曲同功之妙。

因为算法不仅有数学的渊源，她更是计算机世界的核心之一，算法里的每一次跳转就是她飞扬的舞步，所以说算法的世界，是优雅的世界。

2．对半查找算法举例接着说上面的那个银行卡密码的游戏，请你先想好一个６位数的密码，然后让电脑去猜，如果你每次只告诉电脑猜得对或“不对”，那么从理论上来说，电脑可能要猜一百万次才能猜中你的密码，这就是刚才我们所说的穷举法。

但如果你每次告诉电脑它所猜的数字比你的密码是大了还是小了，然后电脑再猜下一个数字，不断重复这个过程，直到电脑猜中你的密码为止，请问电脑最多要多少次才能猜中一个六位数的密码？请写出电脑的算法。

我们在玩这个游戏时，可以简化成甲乙两人猜一个１００以内的整数，甲出题，乙来猜，甲来说“大了”或是“小了”，或是“猜中了！”那么乙猜数的过程就是电脑猜密码的算法！这样学生很容易想到用对半查找法去解决问题。

根据游戏的过程，填补下列算法的空白处（见下表）。

切换到代码窗口，比较代码与算法的基本对应关系（由于语言的不同，算法和代码不是绝对的一一对应）。

顺序算法主要代码1 次数设为1 n = 12 设置所猜数字的范围，a为最小数，b为最大数a = 0b = 1000000 Do3 取a和b中间的那个数给c c = Int((a + b) / 2)Print "第"; n; "次"; c;4 将c和密码相比，如果c比密码数大，就输入>，如果c比密码数大，就输入<，如果正好相等，则输入= ch1 = InputBox("这个数和您所想的数相比是大了(>)，还是小了(<)，或正好相等(=)？")5 如果输入的是>，就将Ｃ和值给Ｂ，即缩小范围在a和c之间；如果是<，就将Ｃ和值给a，即缩小范围在c和b之间；如果是=，则程序跳到第步Select Case ch1Case ">"b = cCase "<"a = cCase ElseExit DoEnd Select6 次数加1，回到第步n = n + 1Loop Until abs(a-b)<0.1 7 显示“猜对了”，并结束Print "OK"（三）.游戏体验学生从教师机下载游戏，可以选择下列两个游戏中的任意一个，根据提示或要求完成任务，并在论坛上回贴。

1．汉诺（Hanoi）塔问题。

要求：1）先试着完成5个盘子的搬运过程，如果感觉太难就退到4个，如果还是感觉难，可以退回到3个盘子的状态；如果可以很轻松完成5个盘子的搬运，可以试着到6个盘子、7个盘子的搬动游戏；2）试着总结N个盘子和N-1个盘子搬运过程的关系；提示：当4个盘子搬到如右图所示的状态时，你会怎么办？那么4个盘子和3个盘子的移动过程的关系是什么？2．猜数字游戏要求：1）在老师的指导下试着打开“代码窗口”、“对象窗口”，对程序有个初步的了解；2）执行程序，玩这个游戏，看看你要几次才能猜对；3）如果目前游戏的限制次数10太少了，你能否修改程序代码，使得游戏次数为20次，在哪里改，请将你的经验回贴在下面；如果你能够很轻松的在规定次数内破解这个游戏，能否将你的破解密技公布一下？4）学习计算机编这个游戏程序的算法过程，并试着将第③步和第④步说得更详细一点：①由电脑随机产生0-9之间的任意四个数，次数初值为1；②由人来输入4个不相同的数字；③统计4个数中有几个数字存在但位置不对；④统计有几个数字位置都对，如果4 个数字位置都对，则跳到第⑦步；⑤猜的次数增加1次；⑥如果次数到了10次，则显示这个数，并显示“失败”，程序结束；否则跳过第②步。

⑦输出这个数，显示“成功”和次数，程序结束。

（四）.成果分享通过论坛上的留言发现学生的闪光点，每个题目请一位同学上台展示游戏的过程，并谈谈对老师所提出的问题的感想。

（五）.课堂小结编程之道就如武学之道，VB，VC等开发工具的技巧好比各门各派的武功招式，算法好比内功心法，如果内力深厚，任何招式到了手上都能够化腐朽为神奇。

今天这节课，我们初步体验了穷举法、顺序查找法、对半查找法和递归等算法，由于时间关系，讲得还不是很透彻，不过，后续的课程中，我们还会分别进行更为深入的学习。

当然，对于今天这节课，如果你有什么问题，可以在课下或在论坛中提出，老师会尽可能的帮你解答。

另外，我们在论坛中还提供了与“八皇后”、“哥尼斯堡七桥问题”、“幻方”、“WORD密码查看器”等游戏，如果大家感兴趣的话，可以下载玩玩，别忘了留下你的感受。

好，下课！五、教学评价何老师：1.本节课内容生动，学生积极性比较高，完成的效果也比较好，虽然河内塔一例学生没有当堂展示出来，但这位学生思路比较清晰，能反映出他对递归算法的基本原理有所体会，因为是算法的第一节课，应该说教学目的达到了。

2.在算法的概念和意义部分表述还需要提高。

3.学生的竞争和协作设计得很好，但在完成过程中体现得还不是很充分。

赵老师：本节课的设计应该说吴老师是花了相当大的气力的，主要是很多小软件和资料的下载，非常能说明问题，给我印象较深的是“word密码破解”和“河内塔”这两个游戏，其中“word 密码破解”中吴老师设计了这样一个问题：“观察电脑破解密码的过程，注意最末一位的变化，想一想电脑获取密码的主要策略是什么？如何在软件中输入正确的参数，使得查找的速度有所提高？”这样结合实例来谈穷举法就比较生动有效。

而“河内塔”是讲递归的经典程序了，我们大学学习时总是很痛苦没有相应的游戏，现在的教学方法比大学好多了。

六、教学反思一、初中和小学要加强算法和程序设计这部份的教学内容。