高中信息技術(shù)人教中圖版(2019)必修1 2.4常見算法的程序?qū)崿F(xiàn) 說(shuō)課稿001

高中信息技術(shù)人教中圖版(2019)必修12.4常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)說(shuō)課稿主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是高中信息技術(shù)人教中圖版(2019)必修1第2.4節(jié)“常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)”。本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何將常見的算法思想轉(zhuǎn)化為具體的程序代碼，包括順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等基本程序結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸了算法的基本概念和流程圖的繪制，掌握了Python編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法。本節(jié)課將在此基礎(chǔ)上，通過(guò)具體的實(shí)例讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何將算法思想轉(zhuǎn)化為程序代碼，進(jìn)一步鞏固和拓展學(xué)生的編程技能。教學(xué)內(nèi)容涉及常見的排序算法（如冒泡排序、選擇排序）、查找算法（如順序查找、二分查找）等。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面。具體目標(biāo)如下：

1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取、評(píng)估和利用信息資源的能力，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)算法，提升對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用的敏感度和洞察力。

2.計(jì)算思維：訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用邏輯推理、抽象概括等方法，分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序，從而解決問(wèn)題。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：鼓勵(lì)學(xué)生在編程實(shí)踐中積極探索，運(yùn)用數(shù)字化工具和方法，創(chuàng)新性地解決實(shí)際問(wèn)題。

4.信息社會(huì)責(zé)任：教育學(xué)生在使用信息技術(shù)時(shí)，遵守法律法規(guī)，尊重他人權(quán)益，培養(yǎng)良好的信息道德和行為習(xí)慣。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：理解和掌握常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)，包括排序算法和查找算法的編程實(shí)現(xiàn)。

難點(diǎn)：1.算法邏輯的理解與轉(zhuǎn)化，即將算法思想有效轉(zhuǎn)換為編程代碼。

2.循環(huán)和條件結(jié)構(gòu)在編程中的靈活應(yīng)用。

解決辦法：

1.通過(guò)案例分析，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析算法的邏輯，使用流程圖輔助理解算法步驟，再逐步過(guò)渡到代碼實(shí)現(xiàn)。

2.使用實(shí)例代碼演示，讓學(xué)生觀察算法實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，強(qiáng)調(diào)代碼中循環(huán)和條件結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵作用。

3.設(shè)計(jì)課堂練習(xí)，讓學(xué)生在指導(dǎo)下親自編寫代碼，實(shí)時(shí)反饋并糾正錯(cuò)誤，加深對(duì)算法實(shí)現(xiàn)的理解。

4.開展小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生相互交流編程經(jīng)驗(yàn)，共同解決編程中遇到的問(wèn)題，提高問(wèn)題解決能力。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)步驟師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略采用講授與案例研究相結(jié)合的教學(xué)方法，通過(guò)講授介紹算法原理和編程概念，通過(guò)案例研究使學(xué)生理解算法的應(yīng)用。設(shè)計(jì)編程實(shí)驗(yàn)和小組討論活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和交流互動(dòng)。利用多媒體教學(xué)，如PPT和在線編程平臺(tái)，直觀展示算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程一、課前自主探索

教師活動(dòng)：

1.發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括本節(jié)課的算法原理介紹和示例代碼。

2.設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞冒泡排序和選擇排序的算法思想，設(shè)計(jì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考如何轉(zhuǎn)化為代碼實(shí)現(xiàn)。

3.監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)在線平臺(tái)跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，及時(shí)了解學(xué)生的疑問(wèn)和困難。

學(xué)生活動(dòng)：

1.自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀算法原理和示例代碼，理解排序算法的基本步驟。

2.思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，嘗試將算法思想轉(zhuǎn)化為偽代碼或初步的代碼框架。

3.提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和思考的成果上傳至在線平臺(tái)，供教師評(píng)估和反饋。

教學(xué)方法/手段/資源：自主學(xué)習(xí)法，信息技術(shù)手段（在線平臺(tái)）。

作用與目的：幫助學(xué)生提前理解算法原理，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

二、課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

1.導(dǎo)入新課：通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的排序?qū)嵗?，引出本?jié)課的主題。

2.講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解冒泡排序和選擇排序的算法步驟和實(shí)現(xiàn)技巧。

3.組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)編程實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上實(shí)際操作，實(shí)現(xiàn)排序算法。

4.解答疑問(wèn)：對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

1.聽講并思考：學(xué)生聽講并積極思考，理解排序算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

2.參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在計(jì)算機(jī)上實(shí)際編寫代碼，實(shí)現(xiàn)排序算法。

3.提問(wèn)與討論：學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，與同學(xué)和老師討論解決方案。

教學(xué)方法/手段/資源：講授法，實(shí)踐活動(dòng)法，合作學(xué)習(xí)法。

作用與目的：通過(guò)實(shí)際操作和討論，幫助學(xué)生深入理解排序算法的實(shí)現(xiàn)，掌握編程技能，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

三、課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

1.布置作業(yè)：布置實(shí)現(xiàn)其他排序算法（如插入排序）的編程作業(yè)。

2.提供拓展資源：提供在線課程和學(xué)術(shù)論文，供學(xué)生深入學(xué)習(xí)排序算法的應(yīng)用。

3.反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給出反饋和改進(jìn)建議。

學(xué)生活動(dòng)：

1.完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成編程作業(yè)，鞏固排序算法的實(shí)現(xiàn)。

2.拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用提供的資源，進(jìn)一步學(xué)習(xí)排序算法的原理和應(yīng)用。

3.反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和不足。

教學(xué)方法/手段/資源：自主學(xué)習(xí)法，反思總結(jié)法。

作用與目的：通過(guò)作業(yè)鞏固知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)拓展學(xué)習(xí)提升認(rèn)知，通過(guò)反思總結(jié)促進(jìn)自我提升。知識(shí)點(diǎn)梳理1.算法的基本概念

-算法的定義：算法是一系列解決問(wèn)題或執(zhí)行任務(wù)的步驟。

-算法的特性：有窮性、確定性、可行性、輸入和輸出。

-算法的設(shè)計(jì)原則：清晰、簡(jiǎn)潔、高效、可讀性。

2.算法表示方法

-自然語(yǔ)言描述：用文字描述算法的步驟。

-偽代碼：用類編程語(yǔ)言的符號(hào)表示算法的步驟。

-流程圖：用圖形表示算法的流程。

3.常見算法

-排序算法：冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序等。

-查找算法：順序查找、二分查找。

-其他算法：如遞歸算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法等。

4.冒泡排序算法

-基本思想：通過(guò)相鄰元素的比較和交換，將待排序列中的元素按從小到大的順序排列。

-實(shí)現(xiàn)步驟：

-從第一個(gè)元素開始，比較相鄰兩個(gè)元素的大小。

-如果第一個(gè)比第二個(gè)大（升序排序），交換它們的位置。

-對(duì)每一對(duì)相鄰元素做同樣的工作，從開始第一對(duì)到結(jié)尾的最后一對(duì)。這步做完后，最后的元素會(huì)是最大的數(shù)。

-針對(duì)所有的元素重復(fù)以上的步驟，除了最后已經(jīng)排序好的元素。

-重復(fù)步驟1~4，直到排序完成。

5.選擇排序算法

-基本思想：在未排序序列中找到最?。ù螅┰?，存放到排序序列的起始位置。

-實(shí)現(xiàn)步驟：

-從未排序序列中找到最小（大）元素，將其放到排序序列的起始位置。

-再?gòu)氖Ｓ辔磁判蛟刂欣^續(xù)尋找最?。ù螅┰兀缓蠓诺揭雅判蛐蛄械哪┪?。

-重復(fù)步驟2，直到所有元素均排序完畢。

6.順序查找算法

-基本思想：逐個(gè)檢查數(shù)組中的元素，直到找到目標(biāo)值或者到達(dá)數(shù)組末尾。

-實(shí)現(xiàn)步驟：

-從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的首項(xiàng)開始，逐個(gè)檢查每個(gè)元素。

-比較目標(biāo)值和當(dāng)前元素，如果相等則表示找到了目標(biāo)值。

-如果沒(méi)有找到目標(biāo)值，則返回未找到的信號(hào)。

7.二分查找算法

-基本思想：在有序數(shù)組中，通過(guò)不斷將待搜索區(qū)間分成兩半并排除其中一半的方式，逐步縮小搜索范圍。

-實(shí)現(xiàn)步驟：

-確定查找區(qū)間的上界和下界。

-計(jì)算中間位置mid。

-比較中間位置的元素與目標(biāo)值，如果相等則查找成功。

-如果中間位置的元素大于目標(biāo)值，則調(diào)整上界為mid-1。

-如果中間位置的元素小于目標(biāo)值，則調(diào)整下界為mid+1。

-重復(fù)步驟2~5，直到查找成功或查找區(qū)間為空。

8.程序?qū)崿F(xiàn)

-理解程序結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。

-掌握Python基本語(yǔ)法：變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制語(yǔ)句等。

-熟悉編程環(huán)境：了解Python編程環(huán)境的基本操作，如安裝、配置、運(yùn)行程序等。

9.算法效率分析

-時(shí)間復(fù)雜度：分析算法執(zhí)行的時(shí)間隨輸入規(guī)模增長(zhǎng)的速度。

-空間復(fù)雜度：分析算法執(zhí)行過(guò)程中所需的內(nèi)存空間隨輸入規(guī)模增長(zhǎng)的速度。

-常見時(shí)間復(fù)雜度：O(1)、O(n)、O(logn)、O(n^2)等。

10.算法優(yōu)化

-優(yōu)化策略：減少不必要的計(jì)算、減少數(shù)據(jù)訪問(wèn)次數(shù)、減少算法復(fù)雜度等。

-優(yōu)化技巧：使用高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、利用緩存、避免重復(fù)計(jì)算等。內(nèi)容邏輯關(guān)系①算法概念與表示方法

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：算法的定義、特性、設(shè)計(jì)原則，算法表示方法的分類。

-重點(diǎn)詞匯：有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出、自然語(yǔ)言描述、偽代碼、流程圖。

②常見算法及其實(shí)現(xiàn)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：排序算法（冒泡排序、選擇排序）、查找算法（順序查找、二分查找）的原理與步驟。

-重點(diǎn)詞匯：冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序、順序查找、二分查找。

③程序?qū)崿F(xiàn)與效率分析

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：程序結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)），Python基本語(yǔ)法，算法效率分析（時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度）。

-重點(diǎn)詞匯：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制語(yǔ)句、時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度。教學(xué)反思在完成本節(jié)課“常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)”的教學(xué)后，我深感教學(xué)過(guò)程中的得與失，以下是我對(duì)本次教學(xué)的一些反思。

首先，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，我力求貼近學(xué)生的實(shí)際水平，從簡(jiǎn)單的冒泡排序和選擇排序入手，讓學(xué)生逐步理解算法的程序?qū)崿F(xiàn)。通過(guò)課堂反饋來(lái)看，大部分學(xué)生能夠跟上教學(xué)進(jìn)度，對(duì)排序算法有了基本的認(rèn)識(shí)。但我也發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一些基礎(chǔ)較弱的學(xué)生來(lái)說(shuō)，課堂內(nèi)容仍顯得有些吃力。未來(lái)，我需要在教學(xué)中更多地關(guān)注這部分學(xué)生，適當(dāng)放緩教學(xué)節(jié)奏，提供更多的輔導(dǎo)和幫助。

其次，在教學(xué)方法的運(yùn)用上，我采用了講授與案例研究相結(jié)合的方式，通過(guò)講解知識(shí)點(diǎn)和實(shí)際操作相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握算法的實(shí)現(xiàn)。從學(xué)生的實(shí)際操作來(lái)看，他們能夠較好地將算法思想轉(zhuǎn)化為程序代碼。但同時(shí)，我也注意到在小組討論環(huán)節(jié)，一些學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)樗麄儗?duì)于編程還缺乏足夠的自信。為此，我計(jì)劃在后續(xù)的教學(xué)中，更多地鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)自己的想法，增強(qiáng)他們的自信心。

再次，關(guān)于教學(xué)資源的利用，我通過(guò)在線平臺(tái)提供了豐富的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)資料，包括PPT、視頻和文檔等。這些資源在很大程度上幫助學(xué)生更好地理解和掌握課程內(nèi)容。但我也發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生在使用這些資源時(shí)，可能因?yàn)槿狈τ行У囊龑?dǎo)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳。因此，我計(jì)劃在下次教學(xué)中，提供更具體的學(xué)習(xí)指南，引導(dǎo)學(xué)生更有效地利用這些資源。

另外，在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)雖然學(xué)生們整體表現(xiàn)良好，但也有個(gè)別學(xué)生容易分心。為了提高課堂教學(xué)效率，我計(jì)劃采取一些措施，如調(diào)整座位布