人教中圖版（2019）高中信息技術(shù)第二章算法與程序綜合應(yīng)用2（第二十課時）-教學(xué)設(shè)計

人教中圖版（2019）高中信息技術(shù)第二章算法與程序綜合應(yīng)用2（第二十課時）-教學(xué)設(shè)計課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是利用Python編程語言實現(xiàn)簡單的算法，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和算法能力。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在之前的學(xué)習中已經(jīng)掌握了Python的基礎(chǔ)語法和基本操作，本節(jié)課將在已有知識的基礎(chǔ)上，通過具體的案例，讓學(xué)生運用算法解決問題，提高學(xué)生的實際編程能力。

具體教學(xué)內(nèi)容包括：

1.利用Python實現(xiàn)基本的排序和查找算法，如冒泡排序、二分查找等。

2.通過案例分析，讓學(xué)生理解算法在實際問題中的應(yīng)用，如最長公共子序列、最大子數(shù)組和等問題。

3.引導(dǎo)學(xué)生運用算法思維，分析問題、設(shè)計算法、編寫程序，培養(yǎng)學(xué)生的編程素養(yǎng)。

4.結(jié)合課本中的實例，讓學(xué)生通過實踐活動，鞏固所學(xué)知識，提高實際編程能力。

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容與課本中的第二章算法與程序綜合應(yīng)用2（第二十課時）相對應(yīng)，旨在通過理論講解和實踐操作，讓學(xué)生掌握算法的實現(xiàn)和應(yīng)用，提高學(xué)生的編程能力。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要包括以下幾個方面：

1.信息意識：培養(yǎng)學(xué)生對編程和算法的好奇心和創(chuàng)新精神，讓學(xué)生在實際問題中發(fā)現(xiàn)信息、利用信息，提升信息處理的意識和能力。

2.計算思維：引導(dǎo)學(xué)生運用計算思維分析問題、設(shè)計算法、編寫程序，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和問題解決能力。

3.編程實踐：通過實際的編程操作，讓學(xué)生掌握Python編程語言的基本語法和操作，提高學(xué)生的編程技能和實際應(yīng)用能力。

4.數(shù)據(jù)觀念：讓學(xué)生了解算法在處理數(shù)據(jù)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的能力，提升學(xué)生的數(shù)據(jù)觀念。

5.創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)：鼓勵學(xué)生積極探索算法和編程的新方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)精神，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

（1）排序算法：冒泡排序、選擇排序、插入排序等基本的排序算法。

（2）查找算法：二分查找等基本的查找算法。

（3）算法分析：時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度的基本概念和計算方法。

（4）算法應(yīng)用：最長公共子序列、最大子數(shù)組和等算法的實現(xiàn)和應(yīng)用。

（5）編程實踐：利用Python編程語言實現(xiàn)以上算法。

2.教學(xué)難點：

（1）排序算法的原理和實現(xiàn)：理解排序算法的原理，能夠根據(jù)不同的場景選擇合適的排序算法。

（2）查找算法的原理和實現(xiàn)：理解查找算法的原理，能夠根據(jù)不同的場景選擇合適的查找算法。

（3）算法分析的方法：掌握時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度的基本概念和計算方法，能夠?qū)λ惴ㄟM行分析和優(yōu)化。

（4）算法應(yīng)用的思路：能夠?qū)⑺惴☉?yīng)用到實際問題中，解決實際問題。

（5）編程實踐：掌握Python編程語言的基本語法和操作，能夠利用Python實現(xiàn)以上算法。

四、教學(xué)方法與策略

1.情境教學(xué)法：通過具體的案例，讓學(xué)生理解算法在實際問題中的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習興趣和實際應(yīng)用能力。

2.任務(wù)驅(qū)動法：布置相關(guān)的編程任務(wù)，讓學(xué)生在實踐中掌握算法和編程的知識，提高學(xué)生的編程技能。

3.小組合作學(xué)習：組織學(xué)生進行小組合作，共同完成編程任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。

4.互動式教學(xué)：教師與學(xué)生進行互動，解答學(xué)生的疑問，引導(dǎo)學(xué)生思考，提高學(xué)生的學(xué)習效果。

5.過程性評價：注重學(xué)生在學(xué)習過程中的表現(xiàn)，及時給予反饋，鼓勵學(xué)生持續(xù)進步。四、教學(xué)資源準備1.教材：確保每位學(xué)生都有《人教中圖版（2019）高中信息技術(shù)》第二章算法與程序綜合應(yīng)用2的教材，以便于學(xué)生跟隨教學(xué)進度進行學(xué)習和復(fù)習。

2.輔助材料：準備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如排序算法的動畫演示、查找算法的示意圖等，以便于學(xué)生更直觀地理解和掌握算法原理。

3.實驗器材：準備計算機及相關(guān)設(shè)備，確保學(xué)生可以進行編程實踐。同時，準備網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，以便于學(xué)生查閱資料和進行在線編程實驗。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，將教室布置成分組討論區(qū)和實驗操作臺。在分組討論區(qū)，設(shè)置便于學(xué)生交流和合作的桌椅和白板，以便于學(xué)生進行小組討論和分享成果。在實驗操作臺，設(shè)置計算機和相關(guān)設(shè)備，以便于學(xué)生進行編程實踐和實驗操作。

5.編程環(huán)境：提前為學(xué)生準備好Python編程環(huán)境，如Python安裝包、IDLE編程工具等，并確保學(xué)生熟悉如何使用這些工具進行編程。

6.在線編程平臺：為學(xué)生準備在線編程平臺，如LeetCode、Codeforces等，以便于學(xué)生進行算法練習和competewithotherstudents.

7.教學(xué)課件：制作教學(xué)課件，包括算法原理的講解、編程實踐的指導(dǎo)等，以便于教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習并提供清晰的講解和演示。

8.學(xué)習指南：為學(xué)生準備學(xué)習指南，包括學(xué)習目標、教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)要求等，以便于學(xué)生了解學(xué)習要求和進行自主學(xué)習。

9.反饋問卷：準備反饋問卷，包括對本節(jié)課教學(xué)資源的使用情況和學(xué)生學(xué)習效果的調(diào)查，以便于教師了解學(xué)生的學(xué)習需求和教學(xué)資源的適用性，并進行相應(yīng)的調(diào)整和改進。五、教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習的是《算法與程序綜合應(yīng)用2》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否遇到過需要對大量數(shù)據(jù)進行排序的情況？”比如，我們在整理書架上的書籍時，可能需要按照書名或作者進行排序。這個問題與我們將要學(xué)習的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索算法的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解排序算法的基本概念。排序算法是一種將一組數(shù)據(jù)按照特定順序進行排列的算法。它的重要性在于，它可以我們的數(shù)據(jù)進行有效的組織，以便我們更快速地查找和處理數(shù)據(jù)。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了冒泡排序算法在實際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問題。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)冒泡排序和二分查找這兩個重點。對于冒泡排序的難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個與排序算法相關(guān)的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示冒泡排序算法的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“排序算法在實際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時5分鐘）

今天的學(xué)習，我們了解了排序算法的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對排序算法的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。六、知識點梳理本節(jié)課的知識點主要分為以下幾個部分：

1.排序算法的概念及分類：排序算法是將一組數(shù)據(jù)按照特定順序進行排列的算法。常見的排序算法有冒泡排序、選擇排序、插入排序等。

2.冒泡排序算法：冒泡排序算法是一種簡單的排序算法，它通過重復(fù)地遍歷要排序的數(shù)列，一次比較兩個元素，如果它們的順序錯誤就把它們交換過來。遍歷數(shù)列的工作是重復(fù)地進行，直到?jīng)]有再需要交換的元素為止。

3.選擇排序算法：選擇排序算法是一種簡單的排序算法，它的工作原理是每次從待排序的數(shù)據(jù)中選出最?。ɑ蜃畲螅┑囊粋€元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的數(shù)據(jù)排序完為止。

4.插入排序算法：插入排序算法是一種簡單的排序算法，它的工作原理是將一個記錄插入到已經(jīng)排好序的有序表中，從而得到一個新的、記錄數(shù)增加1的有序表。

5.二分查找算法：二分查找算法是一種在有序數(shù)組中查找某一特定元素的搜索算法。它的工作原理是通過將有序數(shù)組分成兩半，比較中間元素與目標值，根據(jù)比較結(jié)果判斷目標值在數(shù)組的左側(cè)或右側(cè)，然后相應(yīng)地繼續(xù)在左側(cè)或右側(cè)子數(shù)組中查找，直到找到目標值或子數(shù)組為空。

6.算法分析：算法分析是指對一個算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度進行評估。時間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計算工作量，空間復(fù)雜度是指算法在執(zhí)行過程中所需要的存儲空間。

7.算法應(yīng)用：算法應(yīng)用是指將算法應(yīng)用于實際問題中，解決實際問題。例如，最長公共子序列算法可以用于解決字符串匹配問題，最大子數(shù)組和算法可以用于解決求最大子數(shù)組和的問題。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系1.排序算法的基本概念和分類

重點知識點：排序算法、冒泡排序、選擇排序、插入排序。

詞句：排序算法是將一組數(shù)據(jù)按照特定順序進行排列的算法，常見的排序算法有冒泡排序、選擇排序、插入排序等。

板書設(shè)計：

-排序算法

-冒泡排序

-選擇排序

-插入排序

2.冒泡排序算法的原理和實現(xiàn)

重點知識點：冒泡排序、排序原理、實現(xiàn)步驟。

詞句：冒泡排序算法通過重復(fù)地遍歷要排序的數(shù)列，一次比較兩個元素，如果它們的順序錯誤就把它們交換過來，直到?jīng)]有再需要交換的元素為止。

板書設(shè)計：

-冒泡排序

-排序原理

-實現(xiàn)步驟

3.選擇排序算法的原理和實現(xiàn)

重點知識點：選擇排序、排序原理、實現(xiàn)步驟。

詞句：選擇排序算法每次從待排序的數(shù)據(jù)中選出最?。ɑ蜃畲螅┑囊粋€元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的數(shù)據(jù)排序完為止。

板書設(shè)計：

-選擇排序

-排序原理

-實現(xiàn)步驟

4.插入排序算法的原理和實現(xiàn)

重點知識點：插入排序、排序原理、實現(xiàn)步驟。

詞句：插入排序算法將一個記錄插入到已經(jīng)排好序的有序表中，從而得到一個新的、記錄數(shù)增加1的有序表。

板書設(shè)計：

-插入排序

-排序原理

-實現(xiàn)步驟

5.二分查找算法的原理和實現(xiàn)

重點知識點：二分查找、查找原理、實現(xiàn)步驟。

詞句：二分查找算法通過將有序數(shù)組分成兩半，比較中間元素與目標值，根據(jù)比較結(jié)果判斷目標值在數(shù)組的左側(cè)或右側(cè)，然后相應(yīng)地繼續(xù)在左側(cè)或右側(cè)子數(shù)組中查找，直到找到目標值或子數(shù)組為空。

板書設(shè)計：

-二分查找

-查找原理

-實現(xiàn)步驟

6.算法分析的基本概念和計算方法

重點知識點：算法分析、時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度。

詞句：算法分析是指對一個算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度進行評估，時間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計算工作量，空間復(fù)雜度是指算法在執(zhí)行過程中所需要的存儲空間。

板書設(shè)計：

-算法分析

-時間復(fù)雜度

-空間復(fù)雜度

7.算法應(yīng)用的基本概念和應(yīng)用實例

重點知識點：算法應(yīng)用、應(yīng)用實例、問題解決。

詞句：算法應(yīng)用是指將算法應(yīng)用于實際問題中，解決實際問題，例如，最長公共子序列算法可以用于解決字符串匹配問題，最大子數(shù)組和算法可以用于解決求最大子數(shù)組和的問題。

板書設(shè)計：

-算法應(yīng)用

-應(yīng)用實例

-問題解決八、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

（1）閱讀材料：

-《算法導(dǎo)論》（ThomasH.Cormen,CharlesE.Leiserson,RonaldL.Rivest,CliffordStein）

-《計算機程序的構(gòu)造和解釋》（HaroldAbelson,GeraldJaySussman,JulieSussman）

-《Python編程：從入門到實踐》（AlSweigart）

（2）視頻資源：

-Python基礎(chǔ)教程：/video/BV1N7411a74n

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法：/video/BV1s7411a74n

-Python編程實戰(zhàn)：/video/BV1J7411a74n

2.拓展要求：

（1）閱讀材料：鼓勵學(xué)生利用課后時間閱讀以上推薦的閱讀材料，加深對算法和編程的理解。閱讀時，可以關(guān)注以下內(nèi)容：

-算法的原理和實現(xiàn)

-Python編程的基本語法和操作

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的關(guān)系

-算法在實際問題中的應(yīng)用

（2）視頻資源：鼓勵學(xué)生利用課后時間觀看以上推薦的視頻資源，通過視頻學(xué)習Python編程和算法知識。觀看時，可以關(guān)注以下內(nèi)容：

-Python編程的基礎(chǔ)知識和實戰(zhàn)案例

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的概念和應(yīng)用

-算法分析和優(yōu)化方法

（3）實踐操作：鼓勵學(xué)生利用課后時間進行編程實踐，將所學(xué)算法應(yīng)用到實際問題中?？梢詤⒖家韵掳咐M行實踐：

-最長公共子序列（LongestCommonSubsequence,LCS）

-最大子數(shù)組和（MaximumSubarraySum,MSS）

-冒泡排序、選擇排序、插入排序的實現(xiàn)

（4）交流討論：鼓勵學(xué)生與同學(xué)進行交流討論，分享學(xué)習心得和編程經(jīng)驗?？梢越M織線上或線下的編程交流活動，促進學(xué)生之間的互動和合作。

（5）教師指導(dǎo)：教師可以提供必要的指導(dǎo)和幫助，如推薦閱讀材料、解答疑問等。教師可以定期檢查學(xué)生的學(xué)習進度，給予反饋和建議，幫助學(xué)生更好地理解和掌握所學(xué)知識。教學(xué)評價與反饋2.小組討論成果展示：小組討論成果展示是評價學(xué)生對知識點的理解和應(yīng)用能力的重要方式。評價學(xué)生小組討論的成果，關(guān)注學(xué)生的思維過程、算法設(shè)計、編程實現(xiàn)等方面。

3.隨堂測試：通過隨堂測試，評價學(xué)生對知識點的掌握程度。測試題目應(yīng)涵蓋本節(jié)課的重點內(nèi)容，包括算法的原理、實現(xiàn)步驟、時間復(fù)雜度等。

4.作業(yè)完成情況：評價學(xué)生完成作業(yè)的情況，關(guān)注學(xué)生的編程實踐、算法分析和問題解決能力。

5.教師評價與反饋：教師根據(jù)以上評價結(jié)果，對學(xué)生進行有針對性的評價和反饋。對學(xué)生的優(yōu)點給予肯定和鼓勵，對學(xué)生的不足給予指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生提高學(xué)習效果。

6.學(xué)生自我評價與反思：鼓勵學(xué)生進行自