第三章 算法基礎(chǔ)（單元說課稿）-2023-2024學(xué)年高一信息技術(shù)同步教材配套說課稿+說課稿（粵教版2019必修1）

第三章算法基礎(chǔ)（單元說課稿）-2023-2024學(xué)年高一信息技術(shù)同步教材配套說課稿+說課稿（粵教版2019必修1）學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具設(shè)計思路本單元以“算法基礎(chǔ)”為主題，緊密圍繞粵教版2019必修1教材內(nèi)容，結(jié)合高一學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計了以下教學(xué)環(huán)節(jié)：首先，通過實(shí)際案例引入算法的概念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；其次，引導(dǎo)學(xué)生掌握算法的基本結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)；最后，通過編程實(shí)踐，讓學(xué)生體驗(yàn)算法在實(shí)際問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)編程思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生計算思維，理解算法的概念和基本結(jié)構(gòu)。

2.增強(qiáng)問題解決能力，通過編程實(shí)踐解決實(shí)際問題。

3.提升邏輯推理和抽象能力，學(xué)會將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為算法模型。

4.培養(yǎng)信息意識，認(rèn)識算法在信息技術(shù)中的重要性。學(xué)情分析高一學(xué)生在進(jìn)入信息技術(shù)課程之前，通常已經(jīng)具備一定的計算機(jī)操作基礎(chǔ)，但他們對算法的概念和編程實(shí)踐的了解較為有限。在知識層面，學(xué)生對信息技術(shù)的認(rèn)識停留在使用層面，缺乏對算法原理和編程邏輯的理解。在能力方面，學(xué)生的抽象思維和邏輯推理能力需要通過具體案例和實(shí)踐活動得到提升。在素質(zhì)方面，部分學(xué)生可能對編程有濃厚興趣，但缺乏系統(tǒng)學(xué)習(xí)的機(jī)會，導(dǎo)致學(xué)習(xí)動力不足。

學(xué)生的行為習(xí)慣也對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。部分學(xué)生可能對理論學(xué)習(xí)興趣不高，更傾向于實(shí)踐操作；而有些學(xué)生則可能對編程存在恐懼心理，擔(dān)心難以掌握。此外，學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識也有待提高。

針對以上學(xué)情，本課程將采用案例教學(xué)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，通過實(shí)際問題的解決來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時注重培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、問題解決能力和編程實(shí)踐技能。通過多樣化的教學(xué)方法和實(shí)踐活動，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難，提升信息技術(shù)的核心素養(yǎng)。教學(xué)資源-軟硬件資源：計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，安裝有編程開發(fā)環(huán)境的計算機(jī)，例如Python、Java或C++等編程軟件。

-課程平臺：學(xué)校信息技術(shù)課程平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線作業(yè)。

-信息化資源：網(wǎng)絡(luò)教育資源庫，提供教學(xué)案例、編程示例和視頻教程。

-教學(xué)手段：電子白板、投影儀，用于展示教學(xué)內(nèi)容和代碼演示。

-實(shí)物資源：算法流程圖卡片、編程練習(xí)冊，輔助學(xué)生理解和練習(xí)。教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】

1.老師提問：同學(xué)們，你們在生活中遇到哪些需要解決的問題？這些問題是如何被解決的？

學(xué)生回答：比如忘記密碼需要找回、手機(jī)丟失需要定位、購物需要比價等。

2.老師總結(jié)：這些問題都需要通過一定的方法和步驟來解決，而在計算機(jī)科學(xué)中，這些問題可以通過算法來解決。

【新課導(dǎo)入】

1.老師講解：什么是算法？算法是一系列解決問題的步驟，它可以用自然語言、偽代碼或程序設(shè)計語言來表達(dá)。

2.老師展示一個簡單的例子：排序算法。

（1）老師講解排序算法的基本思想：將一組數(shù)據(jù)按照從小到大的順序排列。

（2）老師展示排序算法的偽代碼：

```

functionsort(arr):

forifrom0tolength(arr)-1:

forjfromi+1tolength(arr):

ifarr[i]>arr[j]:

swap(arr[i],arr[j])

returnarr

```

3.老師引導(dǎo)學(xué)生分析排序算法的步驟：

（1）外層循環(huán)：控制遍歷的次數(shù)，即比較的次數(shù)。

（2）內(nèi)層循環(huán)：控制每一輪比較的次數(shù)，即找到當(dāng)前位置之后，需要將當(dāng)前位置與后面的元素進(jìn)行比較。

（3）條件判斷：如果當(dāng)前位置的元素大于后面的元素，則交換這兩個元素的位置。

（4）返回結(jié)果：將排序后的數(shù)組返回。

4.老師講解排序算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度：

（1）時間復(fù)雜度：指算法執(zhí)行所需時間與輸入規(guī)模之間的依賴關(guān)系。時間復(fù)雜度常用大O符號表示。

（2）空間復(fù)雜度：指算法執(zhí)行所需存儲空間與輸入規(guī)模之間的依賴關(guān)系。空間復(fù)雜度常用大O符號表示。

5.老師展示排序算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度分析：

```

時間復(fù)雜度：O(n^2)

空間復(fù)雜度：O(1)

```

6.老師講解排序算法的穩(wěn)定性：

（1）穩(wěn)定排序：如果a和b兩個元素的鍵值相同，且a在b之前出現(xiàn)，則排序后a在b之前。

（2）不穩(wěn)定排序：如果a和b兩個元素的鍵值相同，排序后a和b的位置可能發(fā)生變化。

7.老師講解排序算法在實(shí)際應(yīng)用中的選擇：

（1）根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模選擇合適的排序算法。

（2）根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)選擇合適的排序算法。

（3）根據(jù)時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度選擇合適的排序算法。

【課堂活動】

1.老師引導(dǎo)學(xué)生分析以下排序算法的特點(diǎn)：

（1）冒泡排序

（2）選擇排序

（3）插入排序

2.老師讓學(xué)生在計算機(jī)上編寫一個簡單的冒泡排序程序，并進(jìn)行測試。

3.老師引導(dǎo)學(xué)生分析冒泡排序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

4.老師講解冒泡排序的改進(jìn)方法：優(yōu)化冒泡排序，減少不必要的比較和交換。

5.老師讓學(xué)生在計算機(jī)上編寫一個優(yōu)化后的冒泡排序程序，并進(jìn)行測試。

6.老師引導(dǎo)學(xué)生分析優(yōu)化后的冒泡排序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

7.老師講解排序算法在實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)：

（1）避免使用效率低下的排序算法。

（2）根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的排序算法。

（3）注意排序算法的穩(wěn)定性。

【課堂小結(jié)】

1.老師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容：排序算法的概念、基本思想、步驟、時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、穩(wěn)定性以及在實(shí)際應(yīng)用中的選擇。

2.老師提醒學(xué)生在課后復(fù)習(xí)排序算法的相關(guān)知識，并嘗試編寫其他排序算法的程序。

【作業(yè)布置】

1.完成課本上的練習(xí)題。

2.在計算機(jī)上編寫一個簡單的插入排序程序，并進(jìn)行測試。

3.分析插入排序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

4.嘗試編寫一個簡單的選擇排序程序，并進(jìn)行測試。

5.分析選擇排序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.**算法概念理解**：學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)束后，能夠準(zhǔn)確理解算法的基本概念，包括算法的定義、算法的特征（如確定性、輸入、輸出、有限性等），以及算法與程序的區(qū)別。

2.**算法結(jié)構(gòu)掌握**：學(xué)生能夠熟練掌握算法的基本結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，并能夠?qū)⑦@些結(jié)構(gòu)應(yīng)用到實(shí)際問題中。

3.**編程能力提升**：通過實(shí)踐編程，學(xué)生的編程能力得到顯著提升，包括編寫簡單程序的能力、調(diào)試程序的能力以及優(yōu)化程序的能力。

4.**問題解決能力**：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的算法知識，分析并解決實(shí)際問題，例如通過排序算法解決數(shù)據(jù)排序問題，通過搜索算法解決查找問題。

5.**計算思維能力**：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，計算思維能力得到鍛煉，能夠從更抽象的角度思考問題，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為算法模型。

6.**邏輯推理能力**：通過學(xué)習(xí)算法的邏輯結(jié)構(gòu)，學(xué)生的邏輯推理能力得到加強(qiáng)，能夠更好地理解復(fù)雜邏輯關(guān)系，并能夠進(jìn)行邏輯推導(dǎo)。

7.**信息素養(yǎng)提升**：學(xué)生認(rèn)識到算法在信息技術(shù)中的重要性，增強(qiáng)了對信息技術(shù)的認(rèn)識，提高了信息素養(yǎng)。

8.**團(tuán)隊(duì)合作能力**：在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生學(xué)會了與他人合作，共同完成編程任務(wù)，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

9.**創(chuàng)新思維培養(yǎng)**：學(xué)生在嘗試不同算法解決同一問題時，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維，能夠嘗試新的解決方案，并提出改進(jìn)建議。

10.**學(xué)習(xí)興趣激發(fā)**：通過有趣的教學(xué)案例和實(shí)踐活動，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，對信息技術(shù)學(xué)科產(chǎn)生了更濃厚的興趣。

11.**實(shí)踐技能應(yīng)用**：學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)會了如何使用編程軟件，掌握了編程的基本操作，為將來的深入學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

12.**評價與反思能力**：學(xué)生能夠?qū)ψ约旱木幊套髌愤M(jìn)行評價和反思，了解自己的不足，并制定改進(jìn)計劃。教學(xué)反思今天這節(jié)課，我?guī)Т蠹覍W(xué)習(xí)了算法基礎(chǔ)的相關(guān)內(nèi)容?；仡櫼幌拢矣X得有幾個方面值得反思。

首先，我覺得在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我選擇了生活中的實(shí)例來引入算法的概念，這是挺有效的。但是，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于算法這個詞還是有些陌生，可能是因?yàn)橹敖佑|的不多。所以在今后的教學(xué)中，我需要更加注重對算法概念的鋪墊，讓學(xué)生在接觸新概念之前，能夠有一個初步的了解。

其次，在講解算法的基本結(jié)構(gòu)時，我采用了偽代碼的形式，這樣可以讓學(xué)生更直觀地理解算法的邏輯。但是，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解循環(huán)結(jié)構(gòu)時遇到了困難，這可能是因?yàn)樗麄儗?shù)學(xué)中的邏輯推理還不夠熟悉。因此，我需要在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對數(shù)學(xué)邏輯推理的講解，幫助學(xué)生更好地理解循環(huán)結(jié)構(gòu)。

再者，我在課堂上布置了一些編程練習(xí)，讓學(xué)生動手實(shí)踐。從學(xué)生的反饋來看，他們對于編程實(shí)踐還是很感興趣的，但是有些學(xué)生在編程過程中遇到了問題，不知道如何解決。這說明我在教學(xué)過程中，對于編程實(shí)踐的支持和指導(dǎo)還不夠到位。今后，我需要更加關(guān)注學(xué)生的編程實(shí)踐，及時給予他們幫助和指導(dǎo)。

此外，我在講解算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度時，采用了舉例說明的方法。這種方法對于理解算法性能的學(xué)生來說效果不錯，但是對于一些理解能力較弱的學(xué)生，可能還是有些困難。因此，我需要在今后的教學(xué)中，采用更加多樣化的教學(xué)方法，比如通過動畫演示、實(shí)際案例分析等，幫助學(xué)生更好地理解這些概念。

在課堂互動方面，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與度還不夠高。有些學(xué)生在課堂上比較被動，不太愿意主動發(fā)言。這可能是因?yàn)樗麄儗φn堂討論的氛圍還不夠適應(yīng)。所以，我需要在今后的教學(xué)中，更加注重營造積極的課堂氛圍，鼓勵學(xué)生積極參與討論。

最后，我覺得在教學(xué)過程中，我還需要更加關(guān)注學(xué)生的個體差異。每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和接受程度都不盡相同，我需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和難度，確保每個學(xué)生都能有所收獲。內(nèi)容邏輯關(guān)系①算法概念

-算法的定義

-算法的特征：確定性、輸入、輸出、有限性

-算法與程序的區(qū)別

②算法基本結(jié)構(gòu)

-順序結(jié)構(gòu)：按順序執(zhí)行的步驟

-選擇結(jié)構(gòu)：根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的步