算法案例——秦九韶算法教學(xué)設(shè)計(jì).doc

“算法案例秦九韶算法”(第一課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)案例揭陽(yáng)市揭西縣河婆中學(xué)彭文獻(xiàn)一.教學(xué)任務(wù)分析(1) 在學(xué)習(xí)中國(guó)古代數(shù)學(xué)算法案例的同時(shí),進(jìn)一步體會(huì)算法的特點(diǎn)。(2) 體會(huì)中國(guó)古代數(shù)學(xué)對(duì)世界數(shù)學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。二教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：理解秦九韶算法的思想。 難點(diǎn)：用循環(huán)結(jié)構(gòu)表示秦九韶算法的步驟。三教學(xué)基本流程設(shè)計(jì)算法,求具體多項(xiàng)式的值改進(jìn)算法,提高運(yùn)算效率 介紹秦九韶算法,求一般多項(xiàng)式的值 用循環(huán)結(jié)構(gòu)表示秦九韶算法的關(guān)鍵步驟 對(duì)秦九韶算法和算法本身的特點(diǎn)進(jìn)行小結(jié)四教學(xué)方法 “再創(chuàng)造”活動(dòng)教學(xué)其操作步驟：創(chuàng)新問(wèn)題 “開創(chuàng)” 思路、問(wèn)題解決 解后再“創(chuàng)”。五教學(xué)情景設(shè)計(jì)1、創(chuàng)新問(wèn)題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境： 設(shè)計(jì)求多項(xiàng)式當(dāng)時(shí)的值的算法，并寫出程序（設(shè)計(jì)意圖，使學(xué)生在自己操作的過(guò)程中進(jìn)一步認(rèn)識(shí)問(wèn)題本身及其算法）。學(xué)生提出一般的解決方案：PRINT ；END師： 上述算法一共做了多少次乘法運(yùn)算？多少次加法運(yùn)算？由代表發(fā)言：上述算法一共做了15次乘法運(yùn)算，5次加法運(yùn)算。2、“開創(chuàng)”思路、問(wèn)題解決創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：上述算法有何優(yōu)、缺點(diǎn)？有沒(méi)有更高效的算法？（激發(fā)學(xué)生探究，改進(jìn)算法，提高計(jì)算效率的意識(shí)。）經(jīng)學(xué)生探究后舉手回答：計(jì)算的冪時(shí)可以利用前面的計(jì)算結(jié)果，以減少計(jì)算量，即先計(jì)算，然后依次計(jì)算，的值。教師點(diǎn)評(píng)：上次算法共做了9次乘法，5次加法運(yùn)算。兩次做法相比，第二次乘法運(yùn)算減少了，因而能提高運(yùn)算效率。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：能否從第二次做法中受到啟發(fā)，探索更高效的算法，來(lái)解決任意多項(xiàng)式的求值問(wèn)題？（鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索具有一般意義的算法。）適時(shí)啟發(fā)學(xué)生從多項(xiàng)式變形入手，學(xué)生把多項(xiàng)式變形為：教師提問(wèn)：從內(nèi)到外，如果把每一個(gè)括號(hào)都看成一個(gè)常數(shù)，那么變形后的式子中有哪些“一次式”？的系數(shù)依次是什么？生：，共5個(gè)一次式，的系數(shù)依次是2，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：若將的值代入變形后的式子中，那么求值的計(jì)算過(guò)程是怎樣的？（引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，歸納總結(jié)。）經(jīng)過(guò)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)：計(jì)算的過(guò)程可以列表表示如下，原多項(xiàng)式的常數(shù)54367運(yùn)算10251055402670變形后的“系數(shù)”252110853426775師：最后的系數(shù)2677即為所求的值。同時(shí)提出問(wèn)題：如何描述上述計(jì)算過(guò)程？生：將變形前的第1個(gè)系數(shù)乘以的值，加上變形前第2個(gè)系數(shù)，得到一個(gè)新的系數(shù)；將此系數(shù)繼續(xù)乘以的值，再加上變形前第3個(gè)系數(shù)，又得到一個(gè)新的系數(shù)；繼續(xù)對(duì)新系數(shù)做上面的變換，直到與變形前最后一個(gè)系數(shù)相加，得到一個(gè)新系數(shù)為止。（在描述過(guò)程中教師加上箭頭）這個(gè)系數(shù)即為所求的多項(xiàng)式的值。師：指出這種算法就是“秦九韶算法”。她是我國(guó)有古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，是我國(guó)偉大國(guó)庫(kù)中的瑰寶。直到今天，秦九韶算法仍是世界上多項(xiàng)求值的最先進(jìn)的方法，這一成就比西方同樣的算法早五、六百年。秦九韶算法應(yīng)用：例題 已知一個(gè)5次多項(xiàng)式用秦九韶算法求這個(gè)多項(xiàng)式當(dāng)時(shí)的值。解：根據(jù)秦九韶算法，把多項(xiàng)式變形為：按照從內(nèi)到外的順序，依次計(jì)算一次多項(xiàng)式當(dāng)時(shí)的值： 所以，當(dāng)時(shí)，多項(xiàng)式的值等于3、解后再“創(chuàng)”創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：用秦九韶算法求上述例題多項(xiàng)式的值，與多項(xiàng)式的組成有直接關(guān)系嗎？需要多少次乘法運(yùn)算和多少次加法運(yùn)算？（通過(guò)例題引導(dǎo)學(xué)生分析秦九韶算法的特點(diǎn)。）由學(xué)生發(fā)現(xiàn)在求值的過(guò)程中，計(jì)算只與多項(xiàng)式的系數(shù)有關(guān)。讓學(xué)生統(tǒng)計(jì)所進(jìn)行的乘法和加法運(yùn)算的次數(shù)。生：共做了5次乘法運(yùn)算，5次加法運(yùn)算。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：師：怎樣用秦九韶算法求一般的多項(xiàng)式當(dāng)時(shí)的值？生：先將多項(xiàng)式變?yōu)?，然后由?nèi)向外逐層計(jì)算一次多項(xiàng)式的值。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：把幾次多項(xiàng)式的求值問(wèn)題轉(zhuǎn)化成求幾個(gè)一次多項(xiàng)式的值的問(wèn)題，即求：的值的過(guò)程，共做了多少次乘法運(yùn)算，多少次加法運(yùn)算？生：次乘法運(yùn)算，次加法運(yùn)算。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：秦九韶算法是世界上多項(xiàng)式求值最先進(jìn)的方法，今天能否用程序框圖表示這種算法？（引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)秦九韶算法中的循環(huán)過(guò)程，并用算法的循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)表示這個(gè)過(guò)程。）教師適時(shí)啟發(fā)、誘導(dǎo)：觀察秦九韶算法的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算時(shí)要用的值。若令，可以得到怎樣的遞推公式？生：可得下面的遞推公式：（，2，）.師：這是一個(gè)在秦九韶算法中反復(fù)執(zhí)行的步驟，可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。4課堂練習(xí)：（1）畫秦九韶算法的程序框圖。（由學(xué)生板演，教師作進(jìn)一步的修改并講評(píng)。） (2) 求多項(xiàng)式,當(dāng)時(shí)的值。（由學(xué)生板演，教師講評(píng)。）5課堂小結(jié)：通過(guò)對(duì)秦九韶算法的學(xué)習(xí),你對(duì)算法本身有哪些進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)？（教師引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、概括。）小結(jié)時(shí)要關(guān)注如下幾點(diǎn)：（1）算法具有通用的特點(diǎn)，可以解決一類問(wèn)題；（