中學計算機課程算法與程序設計.ppt

算法與程序設計 教材培訓講稿,南京市梅園中學 曹書成 2006-8-18,主要培訓內(nèi)容,新課標與實驗教材 JAVA VS VB 計算機語言的發(fā)展 江蘇省高中會考 (海南省準高考試題) 相關知識和要求 課時安排建議（選修） JAVA 編程基礎（上） （下） 勘誤表 教學案例1.如何解決問題 2.解決問題的 討論 教學評價方法與平臺 視頻案例 1、2,End,新課標與實驗教材,新課標要求: 本模塊的學習目的是使學生在原有基礎上進一步體驗算法思想，了解算法和程序設計在解決問題過程中的地位和作用；能從簡單問題出發(fā)，設計解決問題的算法，并能初步使用一種程序設計語言編制程序?qū)崿F(xiàn)算法解決問題。,五套教材: 教育科學出版社 中國地圖出版社 上?？萍冀逃霭嫔?廣東教育出版社 浙江教育出版,新課標與實驗教材,算法與程序設計模塊的選擇與把握 北大附中 李冬梅 程序設計就是通過分析問題、確定算法、編程求解等步驟來解決問題的過程，其中，算法具有重要的作用，它能夠提供一種思考問題的方向和方法。因此，從信息素養(yǎng)同時也是科學素養(yǎng)培養(yǎng)的角度，學習程序設計可以鍛煉學生的邏輯思維能力，使學生思考問題時更加科學嚴密和細致全面。程序設計以算法為思想基礎，對于算法，學生在數(shù)學課程中學習之后，具備一定的基礎，可以在程序設計中進一步體驗算法的思想。 高中信息技術(shù)課程的目的是提升學生的信息素養(yǎng)，提高學生的問題解決能力。人的問題解決同計算機的問題解決一樣，需要遵循一定的思想，按照一系列的步驟進行。選擇“算法與程序設計”這一模塊，就是希望學生借此鍛煉和提高思維能力，向著有利于問題解決的方向發(fā)展。,新課標與實驗教材,算法與程序設計的軟件工程方法與思想 北大附中 李冬梅 軟件工程的內(nèi)容不屬于高中學生的學習范圍，但軟件工程中強調(diào)了系統(tǒng)的思想和方法。學習算法與程序設計就是要了解并掌握如何使用計算機解決問題，尤其是要理解問題解決過程中采用的思想和方法，這是學習本模塊的關鍵，也是具有普遍遷移價值的內(nèi)容，因此，對系統(tǒng)思想和方法的關注成為教學的必然。 標準中沒有提及軟件工程的思想，因為標準一旦明文出現(xiàn)，在不能正確理解的情況下，很容易導致現(xiàn)實教學中內(nèi)容難度的加深。對于這些必需的方法和思想，可以在教材編寫和教學中酌情把握，在教學中進行體現(xiàn)，引發(fā)學生對系統(tǒng)方法和思想的思考，并在利用計算機解決問題中有效應用。,新課標與實驗教材,教科版(六章) 如何用計算機解決問題? 程序設計ABC 算法的程序?qū)崿F(xiàn) 程序設計 思想和方法 軟件是如何開發(fā)的? 綜合實踐,中圖版(四單元) 走進編程 程序設計基礎 算法與問題解決 嘗試軟件開發(fā),JAVA VS VB,SUN 與 JAVA 微軟.NET Framework 與 VB、C#、J# C# 與 傳奇人物 Anders Hejlsberg 通用中間語言 CIL ( Common Intermediate Language) Mono(開源平臺的.NET)與 Miguel de Icaza,江蘇省高中會考 (海南省準高考試題),江蘇省會考綱要和考題 (江蘇省考試院編 考試指導) 海南省準高考試題,如何解決等級考試與教學的關系,江蘇省中小學信息技術(shù)等級考試綱要（高級） 選修模塊一：算法與程序設計,江蘇省新版 2006考試指導,上表中題型：A為單選題，B為綜合分析題，C為操作題,算法與程序設計 相關知識要求,課時安排建議,第一單元 走進編程,第二單元 程序設計基礎,（有關后續(xù)培訓內(nèi)容 ）,第一單元 走進編程,一、算法與算法設計 二、算法的程序?qū)崿F(xiàn),一、算法與算法設計,（1）算法的概念 （2）算法設計的一般過程 （3）算法的表示 （4）程序設計語言,（1）算法的概念, “算法就是解決問題的步驟序列?！?高中數(shù)學課程標準實驗教材A第三冊第一章,一、算法與算法設計,數(shù)學 中的算法,（2）算法設計的一般過程,1分析問題 明確解決問題所需要的所有的已知條件 明確要解決什么問題 2設計算法 使用一種簡單易行的表達方式設計出解決問題的步驟。,一、算法與算法設計,（3）算法的表示,1自然語言 2流程圖 3偽代碼 4程序設計語言,一、算法與算法設計,一題多解，做中學,問題：“某班同學身高的最高值是多少？”,算法的描述(1),1用自然語言描述,問題：“某班同學身高的最高值是多少？”,步驟1：輸入第一個同學的身高值 步驟2：輸入下一個同學的身高值 步驟3：比較兩個同學的身高值 步驟4：選出較大值 步驟5：再輸入下一個同學的身高值 步驟6：再用這個同學的身高值和較大值進行比較 步驟7：再選出較大值 重復第（5）至（7），直到輸入最后一個同學的身高，比較后選出較大值 步驟8：該較大值即為全班同學的最高身高,2用流程圖描述,算法的描述(2),問題：“某班同學身高的最高值是多少？”,3用偽代碼描述,4用算法語言描述,偽代碼是采用一種類似于程序設計語言的代碼來描述算法?；局噶睿?l 賦值指令：助記符 表達式； l 輸出指令：輸出 （表達式）； l 循環(huán)指令： while（條件表達式） 循環(huán)體 l 條件指令： if （條件表達式） 指令序列1 else 指令序列2 ,算法的描述(3）,4用算法語言描述,問題：“某班同學身高的最高值是多少？”,import java.io.*; /導入所需要的公共類 public class TestMax public static void main(String args) throws IOException double m=Input(); double x=Input(); while (x0) if (xm) m=x; else x=Input(); System.out.println(“最大值= “+m); /輸出比較結(jié)果 ,static double Input() throws IOException InputStreamReader reader=new InputStreamReader(System.in); BufferedReader input=new BufferedReader(reader); System.out.print(“輸入身高值:“); String s=input.readLine(); double n=Double.parseDouble(s); return n; ,算法練習,一、算法與算法設計,（4）程序設計語言,程序設計是用計算機能夠理解的語言（程序設計語言）來設計算法的。 機器語言 匯編語言 高級語言（算法語言）,一、算法與算法設計,算 法 語 言,使用較普遍的高級語言有：FORTRAN、BASIC、Pascal、C、C+、Java 、VB、C#、Prolog 、Lisp 等等。,二、算法的程序?qū)崿F(xiàn),（1）程序設計的一般流程 （2）Java開發(fā)系統(tǒng) （JDK） （3）Java集成開發(fā)環(huán)境與 可視化集成開發(fā)環(huán)境,（1）程序設計的一般流程,二、算法的程序?qū)崿F(xiàn),編輯程序 編譯程序 運行程序,通常情況下，一項任務可以由多種編程語言實現(xiàn)。選擇一種什么樣的程序設計語言來解決問題并不是最重要的，關鍵是把握算法與程序設計的思想。,（1）程序設計的一般流程,計算機解決問題的過程,（2）Java開發(fā)系統(tǒng)（JDK）,二、算法的程序?qū)崿F(xiàn),1. 安裝JDK JDK包括 Java環(huán)境、Java語言、Java API應用程序接口和Java類庫。 1) 安裝 2) 設置系統(tǒng)環(huán)境 2. 使用JDK,安裝JDK,下載的JDK程序名為：j2sdk1.4.2.exe 運行j2sdk j2sdk1.4.2.exe則自動將Java的開發(fā)系統(tǒng)安裝在目錄c:j2sdk1.4.2_03下。Java編譯程序javac.exe等可執(zhí)行文件就位于c:j2sdk1.4.2_03bin目錄內(nèi)。 設置系統(tǒng)環(huán)境 設置路徑path為c:j2sdk1.4.2_03bin， 設置類路徑classpath為Java系統(tǒng)的類文件所在目錄c:j2sdk1.4.2_03 lib。,安裝JDK目錄,2. 使用JDK,編輯程序 ：使用純文本編輯器（記事本）編寫程序代碼 編譯程序 ：使用Java命令 javac.exe 編譯程序 運行程序 : 使用Java命令 java.exe 運行Application程序 使用Java命令 appletviewr.exe 運行Applet程序 調(diào)試程序 ： 使用編輯器修改程序代碼,1）建立用戶文件夾； 2）進入命令行方式,實例,（3）Java集成開發(fā)環(huán)境與可視化集成開發(fā)環(huán)境,1 . Java集成開發(fā)環(huán)境 集成開發(fā)環(huán)境工具的軟件（簡稱IDE）集程序的編輯、編譯、調(diào)試、運行于一體。 TextPad、JCreator、JPad Pro、FreeJava、BlueJ等。 2 . Java可視化集成開發(fā)環(huán)境 在集成開發(fā)環(huán)境的基礎上增加了“所見即所得”可視化設計的功能。 Symantec Visual Caf 、Borland Jbuilder Sun Forte for Java 、Microsoft Visual J+ NetBeans 3 . TextPad 的使用,二、算法的程序?qū)崿F(xiàn),Symantec Visual Caf,Borland Jbuilder,Microsoft Visual J+,BlueJ,JPad,TextPad 的使用,1. 安裝TextPad 2. 設置開發(fā)環(huán)境,在Tools項目下Compile Java、Run Java Application和Run Java Applet三項快捷功能分別調(diào)用JDK的javac.exe或java.exe以及appletviewer.exe。,3. 應用實例,第二單元 程序設計基礎,一、Java 基礎 二、結(jié)構(gòu)化程序設計 三、模塊化程序設計 四、面向?qū)ο蟪绦蛟O計 五、圖形用戶界面的程序設計,一、Java 基礎,（1）Java程序的結(jié)構(gòu) （2）數(shù)據(jù)及其運算 （3）輸入與輸出,（1）Java程序的結(jié)構(gòu),一、Java 基礎,1注釋部分 2程序的主類 3主方法（程序執(zhí)行的起點 ）, Java小程序(Applet), Java應用程序(Application),（2）數(shù)據(jù)及其運算,一、Java 基礎,1 數(shù)據(jù)類型 2常量與變量 3 運算符 4表達式與賦值,注意與數(shù)學中相關概念的區(qū)別,1 數(shù)據(jù)類型,一、Java 基礎-數(shù)據(jù)及其運算,Java四種基本數(shù)據(jù)類型：整數(shù)型、浮點型、字符型、邏輯型。 整數(shù)型：byte、short、 int、 long 浮點型： float、 double 字符型： char 邏輯型： boolean Java復合數(shù)據(jù)類型：數(shù)組、類、接口。 數(shù)組： Array 類： class 接口： interface,在Java中，使用String 來聲明字符串。String不是基本數(shù)據(jù)類型，而是一個類（Class），它被用來表示字符序列。,2常量與變量,一、Java 基礎-數(shù)據(jù)及其運算, 常量 常量在程序運行過程中其值不能改變。所有的常數(shù)都是常量。例如：7、0.25F、true、a。 變量 變量是命名的內(nèi)存中存放數(shù)據(jù)的存儲單元，存放的數(shù)據(jù)叫變量的值。 變量在使用前必須聲明類型。,3 運算符,一、Java 基礎-數(shù)據(jù)及其運算,常用運算符 算術(shù)運算符 ：+、-、*、/、%、+、- 連接運算符： 關系運算符： =、!= 、 、 = 、 、 = 邏輯運算符： 、|,4 表達式與賦值,一、Java 基礎-數(shù)據(jù)及其運算,表達式 運算順序(優(yōu)先原則) 表達式就是按語法規(guī)則由運算符將常量、變量或能實現(xiàn)某種功能的方法連接而成的有意義的式子。一個表達式的所有字符必須寫在同一行內(nèi)。 賦值運算 賦值運算是將賦值運算符“=”右邊表達式的值賦給賦值運算符左邊的變量。 擴展賦值運算符 。 類型轉(zhuǎn)換,自動轉(zhuǎn)換:低級數(shù)據(jù)類型高級數(shù)據(jù)類型 強制轉(zhuǎn)換:低級數(shù)據(jù)類型使用操作符（） 高級數(shù)據(jù)類型,（3）輸入與輸出,一、結(jié)構(gòu)化程序設計,1. 輸入 通過賦值運算輸入數(shù)據(jù) 通過命令行方式輸入數(shù)據(jù) 從文本數(shù)據(jù)流讀取數(shù)據(jù) 2. 輸出： System.out.print()方法,例：計算兩個整數(shù)的和 。,二、結(jié)構(gòu)化程序設計,（1）順序結(jié)構(gòu)的程序設計 （2）分支結(jié)構(gòu)的程序設計 （3）循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設計,加強編程訓練,（1）順序結(jié)構(gòu)的程序設計,一、結(jié)構(gòu)化程序設計,Math類 常用數(shù)學函數(shù)都封裝在Math類(java.lang包)中。 java.lang包會自動導入，不需使用import導入。 Math類的常用方法 （P39） 。,（2）分支結(jié)構(gòu)的程序設計,一、結(jié)構(gòu)化程序設計,1分支結(jié)構(gòu) 2多分支結(jié)構(gòu),（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設計,一、結(jié)構(gòu)化程序設計,1for循環(huán) 2while循環(huán) 3循環(huán)嵌套與流程控制,從數(shù)學教材找題,三、模塊化程序設計,（1）方法的定義與調(diào)用 （2）自頂向下 、逐步求精,（1） 方法的定義與調(diào)用,三、模塊化程序設計,1 方法的定義 2方法的調(diào)用 -參數(shù)傳遞 3方法的重載,例：求較大值,（2） 自頂而下、逐步求精,三、模塊化程序設計,例：為校園歌手打分。（P69）,四、面向?qū)ο蟪绦蛟O計,（1）面向?qū)ο蟪绦蛟O計的一般過程 （2）面向?qū)ο蟪绦蛟O計的三大基本特征 （3）使用的Java類庫（包）,（1）面向?qū)ο蟪绦蛟O計的一般過程,四、面向?qū)ο蟪绦蛟O計,1 定義類 2 創(chuàng)建類的對象 3訪問類的成員和方法,例：計算半徑為 r 的圓面積 。,（2）面向?qū)ο蟪绦蛟O計的基本特征,四、面向?qū)ο蟪绦蛟O計,1封裝 2繼承 3多態(tài),（3）使用Java類庫（包）,四、面向?qū)ο蟪绦蛟O計,Java用包（packages）的形式組織管理類庫。包是對類的一種封裝，包含了數(shù)據(jù)和方法。 除了java.lang包會自動導入外，其他各種包需使用import導入。 Import語句必須放置在java程序開始處。 1JDK標準類庫（/docs/api） 2第三方類庫（javabook 、galapagos） 3創(chuàng)建與使用自己的類庫,例：計算半徑為 r 的圓面積（1）,1 定義類 第一步：聲明類 第二步：聲明類成員 第三步：定義類方法,例：計算半徑為 r 的圓面積（2）,2 調(diào)用類方法 第一步：定義主方法 第二步：創(chuàng)建類的對象 第三步：調(diào)用類方法,例：計算半徑為 r 的圓面積（3）,2 調(diào)用類方法之二 第一步：單獨封裝類 第二步：定義主類 第三步：定義主方法 第四步：調(diào)用類方法,創(chuàng)建與使用自己的類庫,例：計算半徑為 r 的圓面積（4） 第一步：創(chuàng)建自己的包 1、編譯Circle.java 2、創(chuàng)建文件夾“FClass ” 3、將Circle.class放入FClass 第二步：編寫主類： TestCircle 導入包：import Fclass;,import Fclass.*; public class TestCircle public static void main(String args) Circle c=new Circle(); double s; double r=10; s=c.cArea(r); System.out.println(“s= “+s); ,文件：Circle.java,文件：TestCircle.java,綜合實踐-面向?qū)ο蟪绦蛟O計實例,任務： 編制一個計算年平均降雨量的程序。要求輸入一年12個月的降雨量，計算年平均降雨量，以及每月降雨量與年平均降雨量之偏差，并且輸出結(jié)果。,1利用Java標準類庫編寫程序并實現(xiàn)輸入與輸出。 2利用教材配套光盤提供的javabook包，修改代碼，實現(xiàn)圖形界面的輸入與輸出。,第二單元 程序設計基礎,第四單元 嘗試軟件開發(fā),第七節(jié) 圖形用戶界面的程序設計,第三單元 算法與問題解決,（有關后續(xù)培訓內(nèi)容）,一、圖形與圖像的處理 （1）利用Java繪制圖形的基本知識 （2）利用Frame或JFrame類繪制圖形 （3）利用Applet或JApplet類繪制圖形 二、事件與線程 三、多媒體處理 （1）顯示圖片 （2）播放音樂 （3）實現(xiàn)動畫 四、Applet特效,第七節(jié) 圖形用戶界面的程序設計,教學評價方法與平臺,教學評價概述 過程性評價與平臺 作品上傳與共享方式 教育博客 Blog 網(wǎng)絡教學平臺 Moodle,Moodle（Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment 模塊化面向?qū)ο蟮膭討B(tài)學習環(huán)境） Moodle是一個用來建設基于Web的網(wǎng)絡教學平臺的軟件包，也可以說是一個課程管理系統(tǒng)（CMS）。是在Linux系統(tǒng)下基于Apache + MySQL + PHP 環(huán)境開發(fā)完成的（簡稱LAMP平臺），是一個開源網(wǎng)絡教學平臺。,網(wǎng)絡教學平臺 Moodle主要功能（11個模塊） 網(wǎng)站管理模塊、用戶管理模塊、課程管理模塊、作業(yè)模塊、聊天模塊、投票模塊、論壇模塊、測驗模塊、資源模塊、問卷調(diào)查模塊、專題討論模塊 試驗平臺演示 http:/mycao/moodle/index.php?lang=zh_cn,視頻案例 1.北京一中于憶循環(huán)結(jié)構(gòu) 評價 2.山東青島平度市第六中學李妮獲取 網(wǎng)絡信息的策略與技巧 評價,純屬個人觀點，僅供討論。,高中教學實踐中存在的問題,問題1：課程標準理論性較強（但太不具體），實驗教材系統(tǒng)性和可操作性差，導致教學實施太亂。 問題2：完全脫離教材，編造幾個漂亮的教學案例還是比較容易的，因為不需要考慮教學實際情況（課時教學內(nèi)容等），也不要考慮學生的實際水平。（表演和做秀的成份太濃） 問題3：教材是要解決共性的問題，完全脫離教材的教學案例是沒有指導意義的。 問題4：興趣只是學習的開端，在興趣引導下開展的思考、研究和實踐活動才是教師應 關注的核心。,高中教學實踐中存在的問題,問題5：技術(shù)本來就是實踐經(jīng)驗的總結(jié)，為解決實際問題面產(chǎn)生的。講技術(shù)就是講解決問題的方法，就技術(shù)講技術(shù)有什么不對？ 問題6：技術(shù)課有其本身的特點和特色需要我們很好地繼承，養(yǎng)成學生良好的技術(shù)素養(yǎng)，徹底改變我國基礎技術(shù)落后的局面匹夫有責！ 問題7：沒有技術(shù)就沒有素養(yǎng)可言！,純屬個人觀點，僅供討論。,還技術(shù)本來的面目,創(chuàng)設情景只是激發(fā)學生興趣的手段之一，既非唯一手段，更非目標 任務的針對性和挑戰(zhàn)性是關鍵，盡量結(jié)合學生生活和學習經(jīng)驗，鼓勵學生自己發(fā)現(xiàn)和形成問題 任務要求要明確，沒有明確的要求就沒有目標明確的學習過程，學習之后的評價也無從組織,激發(fā)學生興趣，提出并明確學習任務,社會領域?qū)W習認知過程分析,產(chǎn)生興趣，明確任務或主題,將有關問題置于復雜的社會或歷史背景下觀察、體驗,分析、思考