计算机解决问题的过程

计算机解决问题的过程 一、教学内容 教学内容选用中华人民共和国教育部制订的《普通高中技术课程》中信息技术部分的选修模块1“算法与程序设计”第一章的第一课“计算机解决问题的过程”，教学时数为1课时。《普通高中技术课程标准》建议“算法与程序设计”模块在高中二年级第一学期或以后开设。 二、教材分析 根据2003年4月版《普通高中技术课程标准》的阐述，“算法与程序设计”是普通高中信息技术的选修模块之1，它的前导课程是信息技术的必修模块“信息技术基础”。学生在“信息技术基础”模块里已经学习了计算机的基本操作，掌握了启动程序、窗口操作和文字编辑等基础知识。学生可以利用上述的基础知识，用于本节课的启动Visual Basic程序设计环境，输入程序代码，运行程序等操作。本节课“计算机解决问题的过程”是“算法与程序设计”模块的第一节课，上好这节课是使学生能否学好“算法与程序设计”这一模块的关键。本节课的教学目的是让学生理解分析问题、设计算法、编写程序和调试程序等用计算机解决问题的基本过程，认识其在算法与程序设计中的地位和作用，它也是后续课程如模块化程序设计、各种算法设计等课程的基础。 与本节课相联系的旧知识是计算机的基本操作中鼠标、键盘操作，启动、关闭程序，窗口、菜单操作和文字编辑等基础知识，还有解决数学问题的步骤等知识。 三、教学目标 知识性目标: 1、让学生了解算法、穷举法、程序设计语言、编写程序和调试程序等概念。 2、让学生知道对现实问题的自然语言的描述，特别是类似程序设计语言的自然语言描述。 3、让学生理解分析问题、设计算法、编写程序、调试程序这一用计算机解决问题的基本步骤，认识其在算法与程序设计中的作用。 技能性目标: 1、培养学生发现旧知识的规律、方法和步骤，并把它运用到新知识中去的能力。 2、培养学生调试程序的能力。 3、培养学生合作、讨论、观摩、交流和自主学习的能力。 情感性目标: 通过“韩信点兵”这个富有生动情节的实例和探究、讲授、观摩、交 流等环节，让学生体验用计算机解决问题的基本过程。 四、重点难点 本节的重点用计算解决问题的过程中的分析问题、设计算法、和上机调试程序等步骤。用计算解决问题的过程中的分析问题、设计算法也是本节的难点。 五、教具选择 1、可以进行屏幕广播的多媒体电脑室。 2、教师自行设计制作的课件。 3、印刷《计算机解决问题的过程》教学活动表。 六、教学方法 让学生在人工解题中发现分析问题、设计算法等步骤，并把它应用到用计算机解决问题中去，这是构建主义中知识迁移的方法。本节课还采用了探究、讲授、观摩、交流、阅读材料等多种教学活动的有机结合的方法。 七、教学过程 引入 教师:“在科技发达的今天，我们到处都可以看到计算机的踪影，感受到计算机给学习、生活带来的方便。然而，在惊叹计算机的神奇和享受的欢乐的时候，你是否了解计算解决问题的基本过程,有没有思考过其中的奥妙呢,下面我们先看一个古典的问题:” 学生观看约1分钟的电视剧《汉刘邦》片断，内容大致如下: “韩信是我国西汉初著名的军事家，刘邦得天下，军事上全依靠他。韩信点兵，多多益善，不仅如此，还能经常以少胜多，以弱胜强。在与楚军决战时韩信指挥诸侯联军，在垓下十面埋伏，击败楚军，楚霸王项羽因此自杀。” 片断结束时屏幕出现“韩信点兵”问题:“相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少，韩信答说，每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人……。刘邦茫然而不知其数。你呢,” 问题 教师:“下面我们先助刘邦解决一个简单的问题。” 展示题目: “韩信点兵”问题1:求整除3余1、整除5余2、整除7余4的最小自然数。 探究 把全班分成16个学习小组，每个小组的同学一起探究、讨论问题。利用已学过的数学知识找出题目已知什么求什么、明确已知和未知之 间的关系和写出求解问题的解题步骤。并填写《计算机解决问题的过程》教学活动表中的“探究问题记录表”。如下: 探究问题记录表 分析问题 写出解题步骤 结果 给5分钟学生讨论，教师在这过程中到各学习小组中，引导个别学习小组分析问题、写出解题步骤。教师提问2~3个同学，从中逐渐引导出类似如下的分析问题和解题步骤，并给出算法的概念。 分析问题 写出解题步骤 设所求的数为X，则X应满足: X整除3余1 X整除5余2 X整除7余4 1、令X为1。 2、如果X整除3余1，X整除5余2， X整除7余4，这就是题目的数，则记下这个X。 3、令X为X+1。 4、如果算出，则结束;否则跳转2。 5、写出答案。 教师解释第3步“另X为X+1”并指出它与数学中的区别，并从上面的解题步骤中总结出穷举的算法。 教师:“刚才有些同学把题目解出来了，答案是67，韩信作为大将军，统率士兵当然不止67人，下面我们来解决一个数据量稍大的问题。” 展示题目: “韩信点兵”问题2:求整除3余1、整除5余2、整除7余4、整除13余6、整除17余8的最小自然数。 给2分钟学生分析上述问题并写出算法，不用计算。学生有了第1题的经验，很快会写出和第一题类似的算法。如下: 分析问题 写出解题步骤 设所求的数为X，则X应满足: X整除3余1 X整除5余2 X整除7余4 X整除13余6 X整除17余8 1、令X为1。 2、如果X整除3余1， X整除5余2， X整除7余4， X整除13余6， X整除17余8，则记下这个X。 3、令X为X+1。 4、如果算出，则结束;否则跳转2。 5、写出答案。 教师:“上面的结果超过1万，人工计算要很长时间，在科技发达 的今天，你想到什么,” 用计算机解决问题 教师:“计算机怎么样解决问题,用计算机解决问题，同样要经过 分析问题、设计算法两步骤。”在讲授过程中展示人工解题中分析问 题和设计算法这两个步骤。 教师:“用计算机解题，是不是输入上面的算法,上面用自然语言描述的算法，计算机不懂，必须翻译成计算机的语言，这就是程序设计语言。” 教师展示与用Visual Basic语言编写的程序作对照。简单解释变Y的作用，并提示学生程序设计语言是我们以后学习的重点。 本例用Visual Basic语言编写的程序请看教材如下: Private Sub Command1_Click Dim X As Integer, Y As Integer X = 1: Y = 0 Do If X Mod 3 = 1 Then If X Mod 5 = 2 Then If X Mod 7 = 4 Then If X Mod 13 = 6 Then If X Mod 17 = 8 Then Y = X End If End If End If End If X = X + 1 Loop Until Y > 0 Print “韩信统御士兵数:”; Y End Sub 教师:“程序编好以后，通过键盘输入计算机，并运行程序查看结果这个过程叫调试程序。” 观摩 根据前面编制的程序，启动Visua l Basic程序设计环境，输入程序代码，进行调试，最后得到运行的结果。具体操作步骤请看教材。要求同组内先完成的同学帮助还未完成的同学。帮助的时候不能代劳，只能动口不动手。。 教师演示操作步骤。 学生上机调试程序，教师作个别指导，时间是10分钟。 操作时有些学生很快完成，有些学生则很慢，解决案是布置操作快的同学阅读教材并完成《计算机解决问题的过程》教学活动表中的填空题。较慢的同学在他们调试了约8分钟后告诉他们可以通过网上邻居下载程序。以便能在10分钟内调试出程序。 交流 教师:“前面我们学习了用计算机解决问题的过程，它和人工解有什么关系呢,同一学习小组的同学一起探讨人工求解问题和用计算 机求解问题的异同，并把讨论结果记录在《计算机解决问题的过程》 教学活动表的“讨论记录”表中。如下: 关于求解问题的方式讨论记录 求解问题的方式 相同点 不同点 人工求解问题 用计算机求解问题 教师提问2~3个小组的讨论结果，并引导出大致如下的形式结果: 求解问题的方式 相同点 不同点 人工求解问题 分析问题、设计算法、得出结果、验算结果等 对题目进行解答、运算速度慢、不需要计算机等 用计算机求解问题 编写程序、调试程序、运算速度快等 小结、布置实践和练习