2.1解決問題的一般過程和用計(jì)算機(jī)解決問題教學(xué)設(shè)計(jì)20232024學(xué)年高中信息技術(shù)人教版必修1

《解決問題的一般過程和用計(jì)算機(jī)解決問題》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科信息技術(shù)年級高二班級授課教師章節(jié)第一章第三節(jié)第一課時(shí)課題名稱解決問題的一般過程和用計(jì)算機(jī)解決問題課型新授課授課時(shí)間教材內(nèi)容分析智能交通利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，對交通進(jìn)行綜合管理，為公眾提供智能、便捷的交通出行服務(wù)。學(xué)生情況分析學(xué)生已經(jīng)有了大數(shù)據(jù)的概念，對大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景有了深一步的體驗(yàn)，有著強(qiáng)烈的用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的愿望。教學(xué)目標(biāo)（核心素養(yǎng)）經(jīng)歷用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程，并能應(yīng)用于實(shí)際問題的解決。體驗(yàn)編程解決問題的基本方法，提高學(xué)習(xí)算法與程序的興趣。教學(xué)重點(diǎn)解決問題的方法（算法）教學(xué)難點(diǎn)用Python實(shí)現(xiàn)算法教學(xué)方法案例分析法、講授法、任務(wù)驅(qū)動法。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動二次備課引入新課體驗(yàn)探索——不同的叫車方式小明同學(xué)準(zhǔn)備和父母一起乘飛機(jī)外出旅游，為了盡快起到機(jī)場，父母決定到小區(qū)門口招手叫輛出租車，而小明則建議通過叫車軟件網(wǎng)絡(luò)約車。兩種叫車方式比較叫車方法叫車地點(diǎn)叫車步驟與過程便捷程度招手叫車網(wǎng)絡(luò)叫車從問題解決的過程和效率等方面，分析這兩種方法的異同相同點(diǎn)不同點(diǎn)思考、比較新課學(xué)習(xí)新課學(xué)習(xí)2.1.1解決問題的一般步驟通常，解決問題的過程需要一系列的思維和實(shí)踐活動，在已知和可能的結(jié)果之間尋求具體的途徑和方法，并應(yīng)用它們實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。思考活動——交通指揮問題在無信號燈或信號燈不能正常工作的路口，經(jīng)常出現(xiàn)交通警察在現(xiàn)場指揮交通。思考：描述交通疏導(dǎo)的一般過程和方法？人們解決問題的過程：解決驗(yàn)證解決驗(yàn)證分析問題尋找方法調(diào)查、收集資料，明確目標(biāo)、條件及相關(guān)知識和規(guī)則，找出關(guān)系。例：指揮交通時(shí)，維護(hù)秩序、提高能行效率、保障安全。將等解決的問題與已知條件或已有規(guī)則相關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)問題求解方案，包括途徑和方法等。例：指揮交通時(shí)，依規(guī)范，分析道道狀況，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，有序能行。依據(jù)方法解決問題，考查所得到的解答，檢驗(yàn)答案和評優(yōu)效果，實(shí)現(xiàn)問題的最終解決。否則，調(diào)整方案。例：指揮交通時(shí)，根據(jù)實(shí)際狀況，適時(shí)調(diào)整方案，提高效率。2.1.2用計(jì)算機(jī)解決問題的過程計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、精度高、邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)、存儲容量大和自動化程度高。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，可以根據(jù)聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地自動調(diào)節(jié)紅綠燈的時(shí)長，實(shí)現(xiàn)多路口智能聯(lián)動控制。用計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程（循環(huán)迭代）：分析問題：明確問題的目標(biāo)和條件，把問題進(jìn)行抽象，通過建模、界定和描述問題?？梢杂脭?shù)據(jù)模型、文字、表格或圖形進(jìn)行描述。例：紅綠燈問題中，信號燈的初始狀態(tài)為紅燈變亮（禁止能行），且要持續(xù)一段時(shí)間，然后變亮（準(zhǔn)許能行）。初始狀態(tài)中間狀態(tài)終止?fàn)顟B(tài)紅燈亮紅燈持續(xù)顯示綠燈亮設(shè)計(jì)方案（算法）：

包括兩個環(huán)節(jié)：一是根據(jù)需要分析，將問題按照求解過程分解為若干相對獨(dú)立的功能。每個功能完成一個特定的任務(wù)。二是如果分解的某些功能仍然比較復(fù)雜，還可以再細(xì)分。分解的角度不同，所得的功能分解圖也不盡相同。例，在設(shè)計(jì)“紅燈變綠燈”的解決方案時(shí)，可根據(jù)信號燈初始狀態(tài)到終止姿態(tài)的變化過程，分解如下：紅燈變綠燈紅燈變綠燈紅燈變亮 燈紅燈持續(xù)亮燈綠燈變亮燈針對分解的各個特定功能分別進(jìn)行詳細(xì)的操作步驟設(shè)計(jì)，給出問題的具體過程和方法，即進(jìn)行算法設(shè)計(jì)。編程調(diào)試編寫程序編寫程序就是利用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言描述算法，實(shí)現(xiàn)問題求解的過程。程序是一組可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令。程序設(shè)計(jì)語言是編寫程序所使用的計(jì)算機(jī)語言。程序設(shè)計(jì)語言從機(jī)器語言——匯編語言——高級語言語言特點(diǎn)機(jī)器語言用二進(jìn)制數(shù)表示的機(jī)器碼集合，計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行匯編語言面向機(jī)器程序設(shè)計(jì)語言，用“助記符”來代替機(jī)器碼進(jìn)行編程高級語言獨(dú)立于機(jī)器的面向過程或?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，表達(dá)方式接近于被描述的問題，通用性和可移植性好調(diào)試程序Python語言中的單行注釋是以“#”開頭，或以獨(dú)立行的形式單獨(dú)存在，或?qū)懺诔绦蛘Z句后。Importturtle#導(dǎo)入可能繪制圖形的Python內(nèi)置turtle模塊Importtime#導(dǎo)與時(shí)間有關(guān)的Python內(nèi)置turtle模塊#初始化紅綠燈Light=turtle.turtle()Light.hideturtle()Light.screen.delay(0)#禁用繪制過程的動畫顯示#紅燈變亮Light.color(“red”,”red”)Light.begin_fill()Light.circle(20)Light.end_fill()#紅燈持續(xù)顯示Time.sleep(15)#綠燈變亮Light.color(“green”,”green”)Light.begin_fill()Light.circle(20)