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第二单元第1节解决问题的一般过程和用计算机解决问题教学设计
课题
解决问题的一般过程和用计算机解决问题
学习目标
1.体会人工解决问题与计算机解决问题的不同特点,建立学生的信息意识。
2.通过对交通疏导问题思考与探究,体会人工解决问题与计算机解决问题的区别,从而培养学生的计算思维能力。
3.阅读Python语言,完成红灯变绿灯的代码输入,并尝试修改代码,体验程序设计的魅力,让学生建立数字化学习与创新的基本能力。
重点难点
重点:用计算机解决问题的一般过程。
难点:运用计算思维进行问题分析和分解。
学情分析
在义务教育阶段,学生已经掌握了部分计算机方面的技能,也具备了一些程序设计的基础。进入高中阶段,已经具备了一定的逻辑思维、分析问题和表达能力,但对知识的整合、归纳、提炼等能力欠缺,因此,教师需要引导学生理解数据加工的方法,培养学生利用计算机解决问题的能力、提升计算思维能力。
教学方法
项目教学法、讲授法、小组合作探究
教师教学活动设计
学生学习活动设计
引入新课
体验探索—不同的叫车方式:
前往机场,选择出租车还是网约车
比较:招手叫出租车、网约车
比较:相同点、不同点
新课学习
(一)解决问题的一般过程
在生活中人们经常会面对各种各样的问题,例如如何了解社会、如何探索自然,如何认识自我等等。人类经过不断的归纳总结,掌握了规律,认识了真理。在解决问题过程中我们要经历许多思维和实践活动。
思考:
交警为了保证道路畅通进行疏导的一般过程和方法。
同学们,我们放学回家,十字路口的红绿灯如果出现故障,交警会如何指挥交通呢?
根据以上问题,可以总结人们解决问题的过程通常包括以下阶段:
分析问题、寻找解决问题的途径和方法、解决问题并验证结果。
分析问题时,要进行调查、搜集相关资料,明确问题的目标和条件,猜测已知和未知的关系。
寻找解决问题的途径和方法时,要将问题与已知条件或已有规则相关联,设计问题求解方案。
解决问题后,要验证答案、评估效果、实现问题的最终解决。
(二)用计算机解决问题
我们刚才分析了用人工解决问题的一般过程,请同学们结合前面交警指挥交通,分析用计算机编程解决该问题的过程,对交警指挥交通的过程和信号灯指挥交通的过程对比我们发现,在时间上、效率上会相对提高,同时还可以节省人力物力,接下来我们来学习用计算机解决问题。
我们知道计算机有以下特点,运算速度快、计算精度高、逻辑运算能力强、存储量大、自动化程度高等特点,在人工智能、大数据分析、物联网上都有应用。
随着技术不断发展,信号灯可以根据联网数据精准的自动调节时长,实现多路口智能联动控制。
我们现在学习一下用计算机解决问题的过程。
提出问题:
如何实现红灯变绿灯,确保交通顺畅。
分析问题:
用程序解决问题时,需要对问题进行分析,明确问题目标和条件,通过文字、表格或图形进行描述。
设计方案:
计算机编程解决问题的设计方案一般包括以下两种:
根据需求分析,将问题分解为若干相对独立的功能,每个功能完成一个特定的步骤。如果分解的功能比较复杂,可以再分成若干个子功能。
针对问题分解的各个特定功能分别进行详细的操作步骤设计,给出问题求解的具体过程和方法。即进行算法设计。
编程调试
编写程序就是利用计算机程序设计语言描述算法。
我们利用python语言完成红灯变绿灯的程序编写:
Python语言中“#”是单行注释,不会运行,只是起到对功能的说明。
编程后需要运行,不仅要发现错误,分析原因并进行改正;还要进行分析和验证,判断功能是否完整。
实践活动
教师将红灯变绿灯的代码下发给学生,学生进行补充,并尝试修改数据。
小结
本节课我们学习了人工解决问题的一般过程:分析问题、寻找解决问题的途径和方法、解决问题;通过对红灯变绿灯的分析,我知道了计算机解决问题的过程是提出问题、分析问题、设计方案、编程调试、解决问题、如果问题没有得到解决回到分析问题。
学生活动一:
叫车方法
叫车地点
叫车步骤与过程
便捷程度
招手叫车
小区门口
招手拦车、上车沟通目的地、到达机场
不太便捷
网络约车
家里
软件约车、输入出发地和目的地、系统分配司机、到指定地点、到达机场
比较便捷
相同点:叫车、坐车、出发、到达目的地
不同点:过程细节不同、沟通方式不同、效率不同。
学生活动二:
阅读交通指挥问题,回答思考问题:
交警:看车流量与人流量、根据经验思考解决方式、指挥交通
思考问题、找经验、解决问题
思考:
结合前面交警指挥交通,分析用计算机编程解决该问题的过程,思考二者用不同。
节省人力
科学分配道路上的车辆
学生聆听并做好笔记
学生活动三:
初始状态
中间状态
终止状态
红灯亮
红灯持续亮
绿灯亮
学生活动四:
实践活动:
import_____导入绘图模块turtle
import____
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