算法及其描述教學(xué)設(shè)計

PAGE4/43.2算法及其描述一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解算法的概念，掌握算法的特征；2.從生活實例出發(fā)，概述算法的概念和特征；3.運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示算法：順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)。二、學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1.依據(jù)解決問題的需要設(shè)計算法，采用流程圖的方式描述算法。2.依據(jù)問題解決的需要設(shè)計算法，運(yùn)用算法描述方法和三種控制結(jié)構(gòu)合理表示算法。三、學(xué)習(xí)重點1.理解算法的概念，掌握算法的特征；2.依據(jù)解決問題的需要設(shè)計算法，采用流程圖的方式描述算法。3.依據(jù)問題解決的需要設(shè)計算法，運(yùn)用算法描述方法和三種控制結(jié)構(gòu)合理表示算法。四、學(xué)習(xí)難點依據(jù)問題解決的需要設(shè)計算法，運(yùn)用算法描述方法和三種控制結(jié)構(gòu)合理表示算法。五、學(xué)習(xí)方法學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)的時候，多結(jié)合他們理解的運(yùn)算過程，對簡單算法進(jìn)行分析描述和繪制流程圖，也可以結(jié)合三種控制結(jié)構(gòu)，進(jìn)行簡單的實例分析和繪制流程圖。六、教學(xué)方法：講授、討論、上機(jī)操作七、教學(xué)手段：課件輔助八、教學(xué)過程：1、導(dǎo)入新課：通過對比圖片，展示人工智能技術(shù)的應(yīng)用，提出問題人工智能的核心是什么？從而引出上節(jié)課的知識點，使用計算機(jī)解決問題包含了四個過程：分析問題，設(shè)計算法，編寫程序，和調(diào)試運(yùn)行程序。了解了算法是解決問題的過程與方法，以及算法是計算機(jī)解決問題的核心等等內(nèi)容，那么到底什么是算法呢，它有哪些特征，它用什么來描述呢？我們這節(jié)課就來具體的學(xué)習(xí)一下算法。（一）算法：1、算法的含義：在有限步驟內(nèi)求解某一問題所使用的一組定義明確的規(guī)則。通俗地說，算法就是用計算機(jī)求解某一問題的方法，是能被機(jī)械地執(zhí)行的動作或指令的有窮集合。（學(xué)生讀）探究活動1：求解方程6x+5y+4z的正整數(shù)解的個數(shù)？什么是正整數(shù)解？（提問學(xué)生）怎么求正整數(shù)解的個數(shù)？窮舉法？用所有可能的解的組合去嘗試，直到符合題的要求算一個，然后依次去嘗試，把所有可能的解都試一遍，求得最終結(jié)果，這就是窮舉法。x,y,z的取值范圍怎么確定？【課件】播放窮舉法解的示意圖，讓學(xué)生理解窮舉法的含義。解釋算法。結(jié)合探究算法總結(jié)算法的特征：有窮性；確定性：數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出可行性：（學(xué)生讀）（二）算法的描述：1自然語言描述的方法：用人們常用的日常語言來描述算法，容易掌握，但是容易出現(xiàn)語義的歧義。（如探究的實例，就是自然語言描述的方法）。2流程圖描述方法：（擴(kuò)展知識面講解）使用圖形表示算法的思路是一種極好的方法，因為千言萬語不如一張圖。流程圖在匯編語言和早期的BASIC語言環(huán)境中得到應(yīng)用，對PASCAL或C語言都極適用。到了現(xiàn)在，我們學(xué)習(xí)大多數(shù)編程語言的時候，包括C，C++,Java和Python等高級編程語言的時候，流程圖也是我們必須要學(xué)習(xí)的知識。它的優(yōu)點是流程描述清晰、簡潔。下面我們通過探究活動的自然語言描述和流程圖的描述來體會一下，用流程圖描述的方法的優(yōu)勢。（同時講解流程圖各種圖框的組成，重點講解如何繪制流程圖）。開始（1） t=0（2） x=1（3） y=1（4） z=1（5） 如果滿足式子6x+5y+4z=50,則解的個數(shù)加1，并輸出這個解x,y,z的值（6） z=z+1（7） 如果z<=12,則轉(zhuǎn)到步驟（5），否則轉(zhuǎn)到步驟（8）（8） y=y+1（9） 如果y<=10,則轉(zhuǎn)到步驟（4），則到步驟（10）（10）x=x+1（11）如果x<=8,則轉(zhuǎn)到步驟（3），否則轉(zhuǎn)到步驟（12）（12）結(jié)束3偽代碼描述方法：用介于自然語言和計算機(jī)語言之間的符號描述算法。書寫方便，格式緊湊，易于理解。（簡單介紹即可）（布置課后作業(yè)：P51頁交流活動1，比較各種算法描述方法的優(yōu)勢和不足，填充表3-5。）流程圖的基本圖形及其功能圖形名稱功能開始/結(jié)束表示算法的開始和結(jié)束輸入/輸出表示算法中的變量的輸入或輸出處理表示算法中變量的計算與賦值文檔以文檔的形式輸入輸出判斷表示算法中的條件判斷流程線表示算法中的流向連接點表示算法中的轉(zhuǎn)接（三）三種基本控制結(jié)構(gòu)在探究活動的流程圖中，各種圖框都表示了不同的含義，那么它們組合在一起又有什么意義嗎？在探究活動中，x,y,z都有一個取值的范圍，然后依次嘗試了不同的數(shù)值，得到了多個正整數(shù)解的個數(shù)，那么在流程圖中這種反復(fù)的嘗試又是怎么表示出來的呢？其實，在這個流程圖中我們用到了二種不同的控制結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的這種反復(fù)的嘗試。下面了解一下在程序設(shè)計中都有哪些程序控制結(jié)構(gòu)?！窘榻B三種結(jié)構(gòu)的含義和流程圖表示，并讓學(xué)生在探究1的流程圖中分別找出這三種結(jié)構(gòu)】1順序結(jié)構(gòu)：程序中的各步操作按出現(xiàn)的先后順序執(zhí)行；2選擇結(jié)構(gòu)：程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，需要根據(jù)某一特定的條件其中的一個分支執(zhí)行；有單選澤，雙選擇，多選擇等三種，常見語句：if，if…else3循環(huán)結(jié)構(gòu)：表示程序反復(fù)執(zhí)行某個操作或者某些操作，直到判斷條件為假（或為真）時可終止循環(huán)。常見語句While，for，和嵌套循環(huán)?！绢^腦風(fēng)暴】利用計算機(jī)（Python3）體驗基本控制結(jié)構(gòu)：（1）利用計算機(jī)（Python3）求半徑為10的圓的面積，并輸出圓的面積。Pi=3.1415926r=10繪制流程圖：s=pi*r*rprint(“s:”，s)順序結(jié)構(gòu)（2）利用計算機(jī)（Python3），輸入一個分?jǐn)?shù)，如果分?jǐn)?shù)大于等于60分，輸出“合格”，否則輸出“不合格”。a=78ifa>=60:print(a,"合格")繪制流程圖：else:print(a,"不合格")選擇結(jié)構(gòu)（3）輸出100以內(nèi)的所有奇數(shù)？a=1whilea<100:print(a)繪制流程圖：a+=2（步長）循環(huán)結(jié)構(gòu)