循環(huán)結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

《算法根本邏輯結(jié)構(gòu)——循環(huán)結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)河南三門峽謝麗培2023.9《算法的根本邏輯結(jié)構(gòu)—循環(huán)結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)一．教學(xué)目標(biāo)〔1〕知識(shí)目標(biāo)=1\*GB3①理解循環(huán)結(jié)構(gòu)概念。=2\*GB3②把握循環(huán)三要素：循環(huán)變量賦初值、循環(huán)體、循環(huán)的終止條件。=3\*GB3③能識(shí)別和理解循環(huán)結(jié)構(gòu)的框圖以及功能?！?〕能力目標(biāo)通過(guò)由實(shí)例對(duì)循環(huán)結(jié)構(gòu)的探究與應(yīng)用過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察類比，歸納抽象能力；參與運(yùn)用算法思想解決問(wèn)題的過(guò)程，逐步形成算法分析，算法設(shè)計(jì)到算法表示的程序化算法思想?！?〕情感目標(biāo)①感受算法思想在解決具體問(wèn)題中的意義，提高算法素養(yǎng)；②經(jīng)歷體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和運(yùn)用的歷程與樂(lè)趣，體驗(yàn)成功的喜悅；③培養(yǎng)學(xué)生形式化的表達(dá)能力，構(gòu)造性解決問(wèn)題的能力，以及程序化的思想意識(shí)。二．教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：循環(huán)結(jié)構(gòu)的三要素。難點(diǎn)：循環(huán)三要素確實(shí)定以及循環(huán)執(zhí)行時(shí)變量的變化規(guī)律。三．教學(xué)方法：?jiǎn)栴}探究式教學(xué)法四．教學(xué)過(guò)程：〔一〕創(chuàng)設(shè)情景，抽象概念情景引入：北京取得2023奧運(yùn)會(huì)主辦權(quán)的過(guò)程。國(guó)際奧委會(huì)對(duì)遴選出的五個(gè)城市進(jìn)行投票表決的操作程序：首先進(jìn)行第一輪投票，如果有一個(gè)城市得票超過(guò)一半，那么這個(gè)城市取得主辦權(quán)；如果沒(méi)有一個(gè)城市得票超過(guò)一半，那么將其中得票最少的城市淘汰；然后重復(fù)上述過(guò)程，直到選出一個(gè)城市為止。[設(shè)計(jì)意圖]新穎引入激發(fā)學(xué)生興趣。教師拋磚引玉，學(xué)生積極舉例循環(huán)現(xiàn)象，其思考舉例過(guò)程實(shí)為自主構(gòu)建循環(huán)結(jié)構(gòu)概念過(guò)程，表達(dá)了自主獲取知識(shí)的新課標(biāo)理念?！步處熞龑?dǎo)學(xué)生觀察操作中哪些是重復(fù)進(jìn)行的步驟，令其舉例說(shuō)明社會(huì)、生活和數(shù)學(xué)中的循環(huán)現(xiàn)象；引導(dǎo)學(xué)生從循環(huán)現(xiàn)象中抽象出循環(huán)結(jié)構(gòu)概念〕循環(huán)結(jié)構(gòu)概念：算法中按照一定條件反復(fù)執(zhí)行某些步驟的結(jié)構(gòu)。〔二〕提出問(wèn)題，分析研究例1：設(shè)計(jì)算法求1×2×3×…×100的值并畫(huà)出框圖?！矊W(xué)生思考后小組討論算法的設(shè)計(jì)，并將成果展示出來(lái)〕[設(shè)計(jì)意圖]由學(xué)生歷經(jīng)提出解法，嘗試，受挫的過(guò)程，引發(fā)其認(rèn)知沖突，為新算法的產(chǎn)生奠定根底。問(wèn)題①：學(xué)生展示算法步驟中優(yōu)劣各是什么？〔三〕循序漸進(jìn)，深入探究問(wèn)題②：遞推求積中，每步中重復(fù)的操作是什么，變化的是什么？有何變化規(guī)律？100個(gè)變量的值當(dāng)中哪個(gè)是最終輸出的量？——每一步中重復(fù)操作的是乘法運(yùn)算，變化的只是參與運(yùn)算的；每一步均可描述為：第步結(jié)果第步結(jié)果；最終只需輸出，而至中數(shù)據(jù)無(wú)需保存。開(kāi)辟變量存放每次累乘結(jié)果〔累乘變量〕，的初值為1；變量用于追蹤從的變化〔計(jì)數(shù)變量〕，的初值為2。教師引導(dǎo)學(xué)生得到循環(huán)體：?jiǎn)栴}③：如何理解與？算法中“等號(hào)〞與“變量〞的涵義等同于數(shù)學(xué)中的相應(yīng)涵義嗎？問(wèn)題=4\*GB3④：循環(huán)體如何結(jié)束？引導(dǎo)學(xué)生分析循環(huán)體執(zhí)行的最后一步：當(dāng)時(shí)執(zhí)行循環(huán)；當(dāng)時(shí)結(jié)束循環(huán)，即為循環(huán)終止條件。[設(shè)計(jì)意圖]問(wèn)題=2\*GB3②至=4\*GB3④環(huán)環(huán)相扣，層次遞進(jìn)，使學(xué)生歷經(jīng)問(wèn)題的抽象過(guò)程和新算法的構(gòu)建過(guò)程，培養(yǎng)其歸納抽象能力，逐步形成算法分析，算法設(shè)計(jì)到算法表示的程序化算法思想。歸納循環(huán)結(jié)構(gòu)三要素：循環(huán)變量賦初值、循環(huán)體、循環(huán)終止條件。循環(huán)三要素確定過(guò)程：首先確定循環(huán)體，再由循環(huán)體第一步確定變量初值，由最后一步確定循環(huán)終止條件。根據(jù)剛剛的分析畫(huà)出程序框圖，從中提取出當(dāng)型和直到型框圖，并給出一般形式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)別和轉(zhuǎn)化。直到型：先執(zhí)行一次循環(huán)體，再判斷條件，假設(shè)不滿足，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，直到條件滿足，跳出循環(huán)。當(dāng)型：在每次執(zhí)行循環(huán)體前判斷條件，假設(shè)滿足，那么執(zhí)行，否那么跳出循環(huán)?！菜摹匙兪教骄浚罨斫庾兪?：在例1當(dāng)型框圖中修改循環(huán)三要素，學(xué)生答復(fù)算法功能。變式2：改造例1程序框圖，求的值?！步M織學(xué)生分組活動(dòng)，繼續(xù)改造例1的循環(huán)體，比比看哪組的改造創(chuàng)意最豐富，得到的新算法最多?！砙設(shè)計(jì)意圖]學(xué)生在自主改造循環(huán)體過(guò)程中體驗(yàn)創(chuàng)造喜悅，深化了對(duì)循環(huán)結(jié)構(gòu)理解，且體會(huì)了此算法的普適性〔解決了有規(guī)律數(shù)列的求和積問(wèn)題〕。探究=1\*GB3①：假設(shè)更改例1中循環(huán)體順序，即由變?yōu)槌绦蚬δ茏兓藛幔考僭O(shè)有變化，須如何修改初值和終止條件方能使功能不變？探究②QUOTE：假設(shè)去掉例1中判斷條件程序如何執(zhí)行？學(xué)生從變式及探究=1\*GB3①中體會(huì)三要素對(duì)于循環(huán)結(jié)構(gòu)的影響，并再次體會(huì)三要素確定過(guò)程：先確定循環(huán)體，再由循環(huán)體第一步確定初值，由最后一步確定終止條件。[設(shè)計(jì)意圖]探究=1\*GB3①意在通過(guò)類比使學(xué)生意識(shí)到循環(huán)體語(yǔ)句順序?qū)λ惴ǖ挠绊?，及初值、終止條件確實(shí)立依據(jù)。探究②說(shuō)明不能出現(xiàn)死循環(huán)，循環(huán)結(jié)構(gòu)中定含條件結(jié)構(gòu)?！参濉痴n堂小結(jié)，回憶提高引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)、方法即數(shù)學(xué)思想方面進(jìn)行小結(jié)：知識(shí)與方法：=1\*GB3①循環(huán)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過(guò)程和循環(huán)三要素確實(shí)定。=2\*GB3②當(dāng)型和直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)的區(qū)別和轉(zhuǎn)化。=3\*GB3③循環(huán)要素的改變對(duì)程序功能的影響。數(shù)學(xué)思想：程序化算法思想；算法思維與數(shù)學(xué)思維的區(qū)別。[設(shè)計(jì)意圖]培養(yǎng)學(xué)生自主梳理知識(shí)能力?！擦巢贾米鳂I(yè)，