高中信息技術(shù)算法教學(xué)設(shè)計(jì)

繆小麗

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)培養(yǎng)具有高水平信息技術(shù)素養(yǎng)的人才提出了更高的要求。于是信息的編程加工進(jìn)入了高中的必修和選修教材。算法設(shè)計(jì)作為信息編程加工的靈魂在整個(gè)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。但是算法的學(xué)習(xí)比較枯燥抽象，邏輯思維性強(qiáng)。所以該部分內(nèi)容成為近幾年高中信息技術(shù)課教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

本文結(jié)合學(xué)生日常生活中實(shí)例和該課題特點(diǎn)展開(kāi)教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生盡快掌握算法的概念、算法的描述、算法的選擇及應(yīng)用。通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的算法思維，用計(jì)算機(jī)去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，以及提高學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。

1.教學(xué)背景分析

（一）教學(xué)內(nèi)容：

（1）什么是算法及算法設(shè)計(jì)的重要意義

（2）設(shè)計(jì)算法的步驟

（3）描述算法的方法

（二）教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

（1）算法描述解決問(wèn)題的方法和步驟。

（2）算法的描述和表示，其中用流程圖表示算法是難點(diǎn)。

（三）學(xué)生情況

學(xué)生具有一定的問(wèn)題分析、解決問(wèn)題的能力。對(duì)程序設(shè)計(jì)有所耳聞，而對(duì)算法設(shè)計(jì)的說(shuō)法就很陌生，不了解在程序設(shè)計(jì)中為何要出現(xiàn)算法設(shè)計(jì)。

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）理解算法的概念和意義。

（2）了解描述算法的兩種方法：語(yǔ)言描述法和流程圖

（3）能初步利用算法解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

（4）培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

3.教學(xué)方法

以任務(wù)驅(qū)動(dòng)和課堂討論的方式，主要是通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決來(lái)突破的，把算法的思想生活化。算法的實(shí)例，不在于程序的難易，而在于要易于學(xué)生接受。老師提出的任務(wù)，學(xué)生獨(dú)立思想加分組討論，提出組內(nèi)最佳方案。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題等能力。

4.教學(xué)過(guò)程

（一）算法的概念

提出問(wèn)題，要求學(xué)生通過(guò)討論完成任務(wù)：

（1）比如在我們?nèi)粘Ｉ钪?，寄一份信需要做哪些事才能把信成功地寄出去?/p>

（2）同學(xué)們分組討論，最后總結(jié)出大致可以將寄信的過(guò)程分為這樣的幾個(gè)步驟：

寫(xiě)信、寫(xiě)信封、貼郵票、投入信箱等四個(gè)步驟

（3）（總結(jié)）寄信的步驟也就是寄信的算法，引入新課：

在計(jì)算機(jī)中，它是如何來(lái)處理問(wèn)題的呢？是否和我們?nèi)粘Ｌ幚硎虑榈倪^(guò)程很類(lèi)似呢？

回答是肯定的，要讓計(jì)算機(jī)解決一個(gè)問(wèn)題，我們就要先編寫(xiě)程序。在編寫(xiě)程序前需要先確定解決問(wèn)題的思路和方法，并要正確地寫(xiě)出求解步驟，這就是算法。引出算法的重要意義。

（二）算法的重要性

（1）以建筑過(guò)程為例，請(qǐng)學(xué)生思考程序中算法設(shè)計(jì)相當(dāng)于建筑過(guò)程中的哪一步？

（2）經(jīng)過(guò)討論和思考，學(xué)生基本上能確定算法設(shè)計(jì)相當(dāng)與建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，而程序設(shè)計(jì)員在進(jìn)行編寫(xiě)代碼的階段相當(dāng)于建筑工人在砌磚的階段。讓學(xué)生明確算法設(shè)計(jì)的重要性。

（三）算法的設(shè)計(jì)與描述

如何去設(shè)計(jì)算法，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明：

先拿出兩個(gè)杯子，在A杯中倒入水，在B杯中倒入可樂(lè)，請(qǐng)學(xué)生考慮如何將這兩個(gè)杯子中的液體進(jìn)行互換，這時(shí)學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考和分組討論，最后請(qǐng)某學(xué)生到講臺(tái)來(lái)來(lái)演示（提醒學(xué)生可以自帶道具）：

（1）用自然語(yǔ)言來(lái)描述：

第一步：自帶一個(gè)杯子C到講臺(tái)；

第二步：將A杯中的水倒如C杯；

第三步：將B杯中的水倒如A杯；

第四步：將C杯中的水倒如B杯；

（2）我們把程序設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的變量比做是杯子，而杯子中的水就是變量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，總結(jié)提升為交換兩個(gè)變量中的數(shù)據(jù)，用算法設(shè)計(jì)思路和流程圖描述如下：（演示課件）

①將A中的數(shù)據(jù)送給變量C，即A→C；

②將B中的數(shù)據(jù)送給變量A，即B→A；

③將C中的數(shù)據(jù)送給變量B，即C→B。

總結(jié)：要求學(xué)生學(xué)會(huì)利用流程圖中的各個(gè)部件來(lái)描述過(guò)程。

（四）鞏固練習(xí)

輸入三個(gè)不相同的數(shù)，求出其中的最小數(shù)。

同樣，先請(qǐng)學(xué)生思考，然后請(qǐng)學(xué)生說(shuō)出他所想到的解決該問(wèn)題的方法。

教師分析：先設(shè)置一個(gè)變量min，用于存放最小數(shù)。當(dāng)輸入a、b、c三個(gè)不相同的數(shù)后，先將a與b進(jìn)行比較，把小者送給變量min，若c

具體算法如下：

①若a

②再將c與min進(jìn)行比較，若c

這樣，min中存放的就是三個(gè)數(shù)中的最小數(shù)。

（五）提高練習(xí)

請(qǐng)學(xué)生將上例中的算法用流程圖來(lái)表示，學(xué)會(huì)用流程圖描述較復(fù)雜的算法。

（1）提示：在這里教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用流程圖中的菱形的條件圖形進(jìn)行邏輯運(yùn)算。

（演示課件）

（2）提問(wèn)：在本題中，條件是什么表達(dá)式？

（3）帶著問(wèn)題讓學(xué)生自己摸索著畫(huà)出流程圖。

（4）待學(xué)生做完后，教師也給出一個(gè)流程圖如右圖（圖例1）所示，讓學(xué)生與自己畫(huà)的流程圖進(jìn)行比較，那種畫(huà)法比較好。

5.課堂總結(jié)

請(qǐng)學(xué)生用自己的語(yǔ)言總結(jié)這節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容：

算法是指解決問(wèn)題的思路和方法。

描述算法的形式有多種，常用的有：自然語(yǔ)言和流程圖。

流程圖中常用符號(hào)的含義。

6.教學(xué)評(píng)價(jià)

通過(guò)在課堂上學(xué)生進(jìn)行分組討論交流，形成同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)和交流的氛圍。通過(guò)交流學(xué)習(xí)，不僅大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也讓學(xué)生的知識(shí)得到了進(jìn)一步的拓展。

讓學(xué)生能獨(dú)立或與他人合作完成算法的設(shè)計(jì)，并能思考設(shè)計(jì)多種算法解決問(wèn)題，并以多種形式描述以同種算法描述方法設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行比較，分析哪種算法描述方法更好更合理。注意算法描述方法和指令運(yùn)用是否正確。