2020-2021學(xué)年教科版（2019）高中信息技術(shù)必修1 2.1 計(jì)算機(jī)解決問題的過程 教案

2020-2021學(xué)年教科版（2019）高中信息技術(shù)必修12.1計(jì)算機(jī)解決問題的過程教案科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2020-2021學(xué)年教科版（2019）高中信息技術(shù)必修12.1計(jì)算機(jī)解決問題的過程教案教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自于2020-2021學(xué)年教科版（2019）高中信息技術(shù)必修1的第二章第一節(jié)“計(jì)算機(jī)解決問題的過程”。具體內(nèi)容包括：

1.計(jì)算機(jī)解決問題的基本步驟：問題定義、算法設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、測試與調(diào)試。

2.問題定義的方法和技巧：如何準(zhǔn)確、清晰地描述問題。

3.算法設(shè)計(jì)的策略：貪心算法、動態(tài)規(guī)劃、分治法、回溯法等。

4.程序設(shè)計(jì)的基本概念：變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)等。

5.測試與調(diào)試的方法：單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試等。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：

1.學(xué)生已有數(shù)學(xué)知識，能夠理解問題定義、算法設(shè)計(jì)等概念。

2.學(xué)生已學(xué)過簡單的編程語言，如Python，能夠理解程序設(shè)計(jì)的基本概念。

3.學(xué)生具備一定的邏輯思維能力，能夠?qū)W習(xí)并理解各種算法設(shè)計(jì)策略。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括：

1.信息意識：培養(yǎng)學(xué)生對計(jì)算機(jī)解決問題的認(rèn)識，使其能夠主動運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際問題。

2.計(jì)算思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法和思維解決復(fù)雜問題的能力，包括問題定義、算法設(shè)計(jì)等。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力。

4.信息社會責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生遵循計(jì)算機(jī)倫理和法律法規(guī)，安全、負(fù)責(zé)任地使用計(jì)算機(jī)技術(shù)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-計(jì)算機(jī)解決問題的基本步驟：問題定義、算法設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、測試與調(diào)試。

-問題定義的方法和技巧，例如如何準(zhǔn)確、清晰地描述問題。

-算法設(shè)計(jì)的策略，如貪心算法、動態(tài)規(guī)劃、分治法、回溯法等。

-程序設(shè)計(jì)的基本概念，如變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)等。

-測試與調(diào)試的方法，如單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試等。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-算法設(shè)計(jì)的策略：理解并應(yīng)用貪心算法、動態(tài)規(guī)劃、分治法、回溯法等算法設(shè)計(jì)方法。

-問題定義：如何準(zhǔn)確地定義問題，包括問題的邊界、輸入輸出等。

-程序設(shè)計(jì)：理解和運(yùn)用變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)等編程概念。

-測試與調(diào)試：掌握單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試等測試方法的原理和實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《2020-2021學(xué)年教科版（2019）高中信息技術(shù)必修1》教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如問題定義的案例、算法設(shè)計(jì)實(shí)例等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材如計(jì)算機(jī)、編程軟件、測試工具等的完整性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺等，以促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)和個(gè)人探索。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供本節(jié)課相關(guān)的問題定義案例和算法設(shè)計(jì)視頻，要求學(xué)生觀看并理解。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“如何用貪心算法解決最短路徑問題？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生觀看視頻，閱讀相關(guān)案例，理解問題定義和算法設(shè)計(jì)的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對提出的問題，嘗試用自己的語言解釋和設(shè)計(jì)簡單的算法。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生在平臺上提交自己的理解和疑問。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨(dú)立探索問題定義和算法設(shè)計(jì)的方法。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺促進(jìn)資源的共享和學(xué)生的互動。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉問題定義和算法設(shè)計(jì)的基本概念。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的問題，引出算法設(shè)計(jì)的重要性。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解貪心算法、動態(tài)規(guī)劃等策略，并通過實(shí)例演示。

-組織課堂活動：分組討論，讓學(xué)生嘗試解決實(shí)際問題，如背包問題。

-解答疑問：針對學(xué)生的疑問，進(jìn)行個(gè)別解答或整體解釋。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生專注聽講，理解并嘗試吸收新的算法設(shè)計(jì)策略。

-參與課堂活動：學(xué)生分組討論，應(yīng)用所學(xué)算法解決實(shí)際問題。

-提問與討論：學(xué)生針對解決問題過程中的難題，提出問題并與同學(xué)討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解讓學(xué)生掌握算法設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。

-實(shí)踐活動法：通過分組討論和問題解決，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)算法設(shè)計(jì)。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解貪心算法、動態(tài)規(guī)劃等算法設(shè)計(jì)策略。

-培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置涉及算法設(shè)計(jì)的課后練習(xí)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的排序算法。

-提供拓展資源：推薦一些算法設(shè)計(jì)的相關(guān)書籍和在線課程，供有興趣深入學(xué)習(xí)的同學(xué)參考。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：批改作業(yè)，提供具體反饋，指出學(xué)生的錯(cuò)誤和改進(jìn)點(diǎn)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生根據(jù)課堂所學(xué)，獨(dú)立完成課后練習(xí)，鞏固知識。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生根據(jù)興趣和需要，選擇拓展資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程，總結(jié)自己在算法設(shè)計(jì)上的收獲和不足。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生通過反思總結(jié)，提高自我認(rèn)知。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的算法設(shè)計(jì)知識點(diǎn)和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬知識面。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，包括經(jīng)典算法設(shè)計(jì)論文、現(xiàn)代算法發(fā)展趨勢的文章、算法設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用案例等。這些材料將幫助學(xué)生更深入地理解算法設(shè)計(jì)的原則、方法和應(yīng)用，從而提高他們的信息技術(shù)素養(yǎng)。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究。學(xué)生可以針對本節(jié)課的某個(gè)知識點(diǎn)，如貪心算法，進(jìn)行深入研究，了解該算法的起源、發(fā)展及其在現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)中的應(yīng)用。此外，學(xué)生還可以嘗試解決一些實(shí)際問題，如使用動態(tài)規(guī)劃方法優(yōu)化購物問題，或使用分治法設(shè)計(jì)一個(gè)高效的排序算法等。板書設(shè)計(jì)本節(jié)課的板書設(shè)計(jì)旨在幫助學(xué)生清晰地理解計(jì)算機(jī)解決問題的過程，并掌握相關(guān)的算法設(shè)計(jì)策略。板書內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：

1.計(jì)算機(jī)解決問題的基本步驟：

-問題定義：明確問題的目標(biāo)和約束條件。

-算法設(shè)計(jì)：提出解決問題的策略和方法。

-程序設(shè)計(jì)：將算法轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序。

-測試與調(diào)試：驗(yàn)證程序的正確性和性能。

2.算法設(shè)計(jì)策略：

-貪心算法：通過局部最優(yōu)選擇達(dá)到全局最優(yōu)。

-動態(tài)規(guī)劃：分階段解決復(fù)雜問題，優(yōu)化子問題的解。

-分治法：將問題分解為獨(dú)立子問題，分別解決后再合并。

-回溯法：嘗試所有可能的解，找到滿足條件的解。

3.程序設(shè)計(jì)的基本概念：

-變量：程序中的數(shù)據(jù)存儲單元。

-數(shù)據(jù)類型：定義數(shù)據(jù)的種類和范圍。

-控制結(jié)構(gòu)：程序執(zhí)行的流程控制。

4.測試與調(diào)試的方法：

-單元測試：測試程序的最小可測試單元。

-集成測試：測試程序各個(gè)模塊之間的交互。

-系統(tǒng)測試：測試整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

板書設(shè)計(jì)采用簡潔明了的圖形和關(guān)鍵詞，以突出重點(diǎn)，準(zhǔn)確精煉地概括教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，通過藝術(shù)性和趣味性的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。課堂課堂評價(jià)主要通過提問、觀察、測試等方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。具體方法如下：

1.提問：在講解新知識點(diǎn)時(shí)，通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握情況。例如，在講解問題定義時(shí)，可以提問：“請描述一個(gè)你遇到的問題，并嘗試用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決?！?/p>

2.觀察：在課堂活動中，觀察學(xué)生的參與情況，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的應(yīng)用能力。例如，在小組討論環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生是否能夠運(yùn)用所學(xué)的算法設(shè)計(jì)策略解決實(shí)際問題。

3.測試：通過課堂小測試，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度。例如，在講解完貪心算法后，可以設(shè)計(jì)一道與貪心算法相關(guān)的問題，讓學(xué)生在限定時(shí)間內(nèi)完成。

作業(yè)評價(jià)：

對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點(diǎn)評，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力。具體方法如下：

1.批改作業(yè)：仔細(xì)閱讀學(xué)生的課后作業(yè)，檢查學(xué)生的完成情況，包括對知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力。

2.點(diǎn)評作業(yè)：在批改作業(yè)的過程中，對學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足進(jìn)行點(diǎn)評，指出學(xué)生的錯(cuò)誤和改進(jìn)點(diǎn)。例如，在批改算法設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，可以指出學(xué)生算法設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新點(diǎn)，同時(shí)指出可以優(yōu)化的地方。

3.反饋?zhàn)鳂I(yè)：及時(shí)將作業(yè)批改結(jié)果反饋給學(xué)生，鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力。例如，在反饋?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，可以對學(xué)生說：“你的算法設(shè)計(jì)很有創(chuàng)意，但還有一些地方可以改進(jìn)，希望你繼續(xù)努力?！苯虒W(xué)反思首先，我感到學(xué)生在課堂上積極參與，對計(jì)算機(jī)解決問題的過程有了更深入的理解。通過提問和觀察，我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生能夠掌握問題定義、算法設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)和測試與調(diào)試的基本步驟。這表明我在講解知識點(diǎn)時(shí)，能夠清晰地表達(dá)，使學(xué)生容易理解。

然而，我也注意到，在講解算法設(shè)計(jì)策略時(shí)，部分學(xué)生顯得有些困惑。這可能是因?yàn)檫@些策略相對較難理解，需要更多的實(shí)例和練習(xí)來鞏固。在未來的教學(xué)中，我可能會設(shè)計(jì)更多的實(shí)際案例，讓學(xué)生通過動手實(shí)踐來更好地理解這些策略。

其次，我在課堂上組織的小組討論和課堂活動也取得了不錯(cuò)的效果。通過這些活動，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題，提高了解決問題的能力。同時(shí)，這些活動也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。

然而，我也發(fā)現(xiàn)，在組織這些活動時(shí)，我可能沒有給予每個(gè)學(xué)生足夠的機(jī)會來表達(dá)自己的觀點(diǎn)。在未來的教學(xué)中，我需要更加注意每個(gè)學(xué)生的參與情況，確保每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會表達(dá)自己的看法。

最后，我對課堂評價(jià)和作業(yè)評價(jià)的方式進(jìn)行了反思。通過提問、觀察和測試，我能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，并提供反饋。這有助于學(xué)生及時(shí)糾正錯(cuò)誤，提高學(xué)習(xí)效果。

然而，我也發(fā)現(xiàn)，在批改作業(yè)時(shí)，我可能沒有給予每個(gè)學(xué)生足夠具體的反饋。在未來的教學(xué)中，我需要更加注意作業(yè)的批改，確保每個(gè)學(xué)生都能從我的反饋中得到具體的改進(jìn)建議。課后拓展本節(jié)課的課后拓展內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

1.拓展閱讀材料：推薦學(xué)生閱讀一些與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的經(jīng)典算法設(shè)計(jì)論文和現(xiàn)代算法發(fā)展趨勢的文章。這些材料將幫助學(xué)生更深入地理解算法設(shè)計(jì)的原則、方法和應(yīng)用，從而提高他們的信息技術(shù)素養(yǎng)。

2.視頻資源：推薦學(xué)生觀看一些與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的算法設(shè)計(jì)視頻教程，如貪心算法、動態(tài)規(guī)劃等