順序算法說課

1、 哈爾濱第十四中學(xué)：付春玲聰明的機(jī)器人衛(wèi)兵順序算法說課稿各位老師大家好：我是哈爾濱市第十四中學(xué)的付春玲。計(jì)算機(jī)是一種通用的智力工具，計(jì)算機(jī)的普及教育將不僅僅是一種勞動(dòng)技術(shù)教育和職業(yè)教育，而是像語(yǔ)文和數(shù)學(xué)課程一樣，是一種基礎(chǔ)文化教育和人才素質(zhì)教育。計(jì)算機(jī)課程將逐步成為中小學(xué)的一門獨(dú)立的知識(shí)性與技能性相結(jié)合的基礎(chǔ)性學(xué)科，并為學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)中的學(xué)習(xí)、工作和生活方式打下必要的基礎(chǔ)，為此我校這學(xué)期在高二學(xué)年開設(shè)了人工智能與機(jī)器人選修課，我今天說課的內(nèi)容就是選修課中的一節(jié)：聰明的機(jī)器人衛(wèi)兵順序算法。一、教材分析 1、教材系統(tǒng)分析聰明的機(jī)器人衛(wèi)兵順序算法是第五單元中的第一節(jié)，由于信息技術(shù)課主要培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手

2、操作能力，按照從感性到理性、從已知到未知的認(rèn)知規(guī)律，我從學(xué)生的感性認(rèn)知入手，從學(xué)生的興趣出發(fā)，對(duì)教材做了相應(yīng)的重組，將第四單元：賦予機(jī)器人“智慧”其中理論性、抽象性的內(nèi)容與第五單元：讓機(jī)器人行動(dòng)起來中注重學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合講，在學(xué)生的實(shí)踐中逐步滲透理論性知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在實(shí)際操作過程中掌握算法中理論性比較強(qiáng)的內(nèi)容。2、重點(diǎn)難點(diǎn)分析重點(diǎn)：程序思想的建立算法，算法的基本概念，基本特征，理解算法來源于生活。學(xué)會(huì)編寫簡(jiǎn)單的程序解決基本問題。難點(diǎn)：掌握順序算法的編程、理解算法的最優(yōu)性問題。通過順序算法進(jìn)一步升華初步理解循環(huán)算法。3、目標(biāo)分析本節(jié)課是算法中基礎(chǔ)部分，根據(jù)學(xué)生理解能力和掌握情況

3、特點(diǎn)，我制定了教學(xué)目標(biāo)為：知識(shí)技能掌握算法的基本概念，基本特征。理解算法來源于生活的道理。學(xué)會(huì)利用順序算法編寫簡(jiǎn)單程序。知道算法的語(yǔ)言描述法和流程圖。情感領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)；提高學(xué)生的實(shí)踐、探究能力、自學(xué)能力。能力發(fā)展能初步利用算法解決簡(jiǎn)單的問題。全面提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，引導(dǎo)學(xué)生通過嘗試性操作，培養(yǎng)其程序設(shè)計(jì)的能力和水平，從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析能力、探究能力以及創(chuàng)新能力。4、學(xué)生狀況分析及對(duì)策授課對(duì)象：高二學(xué)生學(xué)生情況：學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情較高，對(duì)人工智能機(jī)器人具有強(qiáng)烈的好奇心。但大部分學(xué)生的興趣只局限于動(dòng)手實(shí)踐，忽視理論知識(shí)的重要性。對(duì)策：讓學(xué)生親身

4、體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的“魅力”，編制一些簡(jiǎn)單程序，掌握一些簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)的技巧，然后逐漸加深難度，提高操作技能和編程技巧。為提高上機(jī)實(shí)踐的質(zhì)量，努力做好理論課與實(shí)踐課的銜接關(guān)系，二者同步進(jìn)行。二、教學(xué)策略與模式信息技術(shù)課是以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)為宗旨。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)。而皮亞杰的建構(gòu)主義理論指出學(xué)生獲取知識(shí)不是通過教師教育，而是學(xué)習(xí)者在一定情境中，借助他人的幫助，利用必要學(xué)習(xí)資料，能通過自我建構(gòu)重組的方式獲得知識(shí)。因此，我在課前充分做好準(zhǔn)備，明確學(xué)生上機(jī)實(shí)踐的目的和任務(wù)。根據(jù)程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，科學(xué)地分配課堂教學(xué)40分鐘的時(shí)間，做到練中有學(xué)、學(xué)中有練，盡量避免"滿堂灌&

5、quot;的教學(xué)方式，使學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力在上機(jī)操作中得到提高。通過學(xué)生自主探索、合作交流完成教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。三、教學(xué)過程1激情引趣，導(dǎo)入新課為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在課堂開始播放一段“神州六號(hào)”的錄像片段，通過直觀影像使學(xué)生明白神州六號(hào)成功發(fā)射的背后離不開程序設(shè)計(jì)的技術(shù)支持，而程序設(shè)計(jì)又離不開算法。算法在設(shè)計(jì)程序中非常重要，解決任何問題都必須設(shè)計(jì)算法。我們?cè)谧鋈魏问虑闀r(shí)都有一定的步驟，這就是算法。實(shí)際上，在日常生活中，由于已養(yǎng)成習(xí)慣，所以人們并不意識(shí)到每件事情都需要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出“行動(dòng)步驟”，但意識(shí)不到并不說明沒有?？梢越o學(xué)生舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子，例如：分析“掃地”這個(gè)活動(dòng)，就應(yīng)當(dāng)有“準(zhǔn)備

6、笤帚”“準(zhǔn)備簸箕”“用笤帚掃地”“撮土”等各個(gè)明確的步驟。還有，例如：如果你想過馬路，首先要看是否有人行橫道線，然后再看紅綠燈是否為綠燈，看到綠燈才能通行。事實(shí)上生活中任何事情都是按照一定的規(guī)律（算法）進(jìn)行的，只是人們沒有考慮它而已，但在程序設(shè)計(jì)時(shí)就要用到這種思維方式，這樣才能真正賦予機(jī)器人“智慧”。2講解重點(diǎn)、點(diǎn)拔難點(diǎn)如果同學(xué)們?cè)龠M(jìn)一步想一想，可以發(fā)現(xiàn)，步驟的安排也有不同的方式，主要是以下三種：順序模式、循環(huán)模式、選擇模式。這堂課我們主要研究一下順序模式。很容易理解，順序模式就是一步一步來，做完一步再做下一步，就像掃地的那個(gè)例子一樣，每一步按照順序來不能改變。這時(shí)對(duì)學(xué)生提出問題：如何編輯一個(gè)

7、機(jī)器人行走三角形的程序。首先我們先要規(guī)范一下編程思路，讓學(xué)生用語(yǔ)言表述算法：直行轉(zhuǎn)向120°直行轉(zhuǎn)向120°直行。算法編出了就要讓機(jī)器人在虛擬環(huán)境下執(zhí)行這個(gè)程序，測(cè)試我們的算法是否正確。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，必須有一定基礎(chǔ)知識(shí)背景，否則就只能盲目嘗試。在前幾堂課學(xué)生對(duì)機(jī)器人編程界面有初步了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)本節(jié)課所講內(nèi)容對(duì)于涉及到的輸出模塊部分相應(yīng)的操作教師做簡(jiǎn)單的演示：步驟一：選擇輸出模塊中的畫筆。目的：讓機(jī)器人行走時(shí)留下軌跡，以便同學(xué)們檢查他的工作是否完成。步驟2：選擇輸出模塊中的直行。雙擊直行，在設(shè)置框內(nèi)可以修改直行速度和直行時(shí)間。在這一部分，速度和時(shí)間的調(diào)整不詳細(xì)

8、講解，讓學(xué)生在編程時(shí)自己體會(huì)什么值最合適。步驟3：選擇輸出模塊中的轉(zhuǎn)向。雙擊轉(zhuǎn)向，也可以進(jìn)行轉(zhuǎn)向角度的調(diào)整。步驟4：重復(fù)步驟2和步驟3的操作，直至完成算法。這樣呈現(xiàn)在界面中的就是算法的流程圖，這是除了初期的語(yǔ)言描述外算法的另一個(gè)表述方式。步驟5：在仿真環(huán)境下執(zhí)行程序。3自主探索、得到新知 學(xué)生在完成教學(xué)任務(wù)后，掌握一定技法，就有一種創(chuàng)作欲望。本節(jié)基本內(nèi)容結(jié)束后為學(xué)生設(shè)置任務(wù)。讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)發(fā)揮自己的想象力小組討論編制程序算法，用機(jī)器人畫出一些由幾何圖形構(gòu)成的圖案，例如：風(fēng)車、小房子、五角星等。這個(gè)環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)了學(xué)生的自主性，讓學(xué)生在不斷嘗試中得到新知。例如在編程過程中也許會(huì)出現(xiàn)同一問題存在

9、多種算法的情況，教師這時(shí)要適時(shí)地做相應(yīng)的指導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生通過實(shí)踐，學(xué)會(huì)選擇最優(yōu)的算法，少走彎路。4成果展示、升華所學(xué)學(xué)生完成任務(wù)后，展示幾個(gè)有代表性的學(xué)生作品，根據(jù)程序讓學(xué)生討論算法的最優(yōu)性問題。教師可以引導(dǎo)學(xué)生從算法的最優(yōu)性，畫出圖形的新穎性等方面評(píng)價(jià)作品。讓學(xué)生不要單一的只用好和不好，而是說出好在哪里，實(shí)現(xiàn)主體的多元化，評(píng)價(jià)結(jié)果的多樣化。通過評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，使學(xué)生能夠積極參與到課堂中來，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，引導(dǎo)學(xué)生善于吸取他人優(yōu)點(diǎn)，并且培養(yǎng)學(xué)生的竟?fàn)幰庾R(shí)，在這里教師要注意歸納總結(jié)，適時(shí)點(diǎn)拔，適當(dāng)表?xiàng)?，鼓?lì)學(xué)生。對(duì)于學(xué)生作品中多邊行或多角形的程序，由于多次重復(fù)相同的步驟（直行和轉(zhuǎn)向的步驟），學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)這不符合算法的最優(yōu)性原則，在這里教師可以適當(dāng)引出循環(huán)算法，通過流程控制模塊中的“多次循環(huán)”我們就可以簡(jiǎn)單的編寫出多邊行或多角形程序。告訴學(xué)生在下一節(jié)課中我們將詳細(xì)講解循環(huán)算法。在這里為下一節(jié)課埋下伏筆，讓學(xué)生帶著疑問學(xué)習(xí)今后的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，這樣學(xué)生對(duì)算法和編程的興趣之濃可想而知。四、小結(jié)提高學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的興趣因素有很多，既要考慮學(xué)校、教師和學(xué)生的實(shí)際情況，更應(yīng)