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山东省枣庄市第八中学教科版高中信息技术选修一教学设计：3.2用穷举法解决问题

主备人

备课成员

教学内容

教材章节：教科版高中信息技术选修一第三章第二节“用穷举法解决问题”

内容列举：本节课主要介绍穷举法的基本概念及其在问题解决中的应用。具体内容包括：

1.穷举法的定义与特点。

2.穷举法的适用场景。

3.穷举法的实现步骤。

4.通过实例（如百钱买鸡、八皇后问题等）讲解穷举法的具体应用。

5.分析穷举法的优缺点及改进方法。

核心素养目标

1.让学生理解并掌握穷举法的基本原理和实施步骤，提升信息处理能力。

2.培养学生运用穷举法解决实际问题的思维能力和创新能力。

3.通过对穷举法优缺点的分析，提高学生的信息素养和批判性思维能力。

4.通过实例讲解，培养学生的问题解决能力和团队协作能力。

重点难点及解决办法

重点：

1.穷举法的定义与特点。

2.穷举法的实现步骤。

3.穷举法在实际问题中的应用。

难点：

1.穷举法的适用场景判断。

2.穷举法中可能出现的性能问题。

解决办法与突破策略：

1.通过案例分析，详细讲解穷举法的定义、特点及实现步骤，使学生能够清晰理解并掌握。

2.结合具体实例，引导学生分析并判断哪些问题适合使用穷举法解决，培养其问题解决能力。

3.对于穷举法可能出现的性能问题，通过实例演示和讨论，让学生了解优化策略，如剪枝技术、空间换时间等。

4.在课堂实践中，让学生动手编写穷举法的程序，加深对知识点的理解，同时教师及时指导、解答疑问，确保学生掌握重点、突破难点。

学具准备

Xxx

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源

1.软件资源：编程软件（如Python、C++等）、教学PPT

2.硬件资源：计算机、投影仪、白板

3.课程平台：校园教学管理系统

4.信息化资源：教学案例代码、相关学术论文

5.教学手段：课堂讲授、小组讨论、编程练习

教学过程

1.导入（约5分钟）

a.激发兴趣：通过提出问题“如何用计算机解决复杂问题？”引发学生对问题解决策略的思考。

b.回顾旧知：回顾上一节课学习的算法基础，如什么是算法、算法的效率等，为本节课的穷举法学习打下基础。

2.新课呈现（约30分钟）

a.讲解新知：详细讲解穷举法的定义、特点，以及其解决问题的基本步骤。

b.举例说明：通过“百钱买鸡”问题，具体说明穷举法的应用过程。

c.互动探究：引导学生讨论穷举法在哪些情况下适用，以及如何优化穷举法。

3.巩固练习（约20分钟）

a.学生活动：让学生独立或分组完成“八皇后问题”的编程练习，加深对穷举法的理解。

b.教师指导：在学生编程过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，帮助学生解决编程中遇到的问题。

4.课堂小结（约5分钟）

a.教师总结：回顾本节课的主要内容，强调穷举法的核心概念和关键步骤。

b.学生反馈：学生分享在巩固练习中的体验和收获，提出尚未解决的问题。

5.作业布置（约5分钟）

a.布置作业：让学生编写一个使用穷举法解决的实际问题程序，以巩固课堂所学。

b.明确要求：说明作业的完成时间和质量要求，提醒学生按时提交。

6.课后延伸（约10分钟）

a.推荐资源：向学生推荐一些关于穷举法的高级阅读材料和编程练习。

b.鼓励探索：鼓励学生在课后继续探索穷举法的应用，尝试解决更复杂的问题。

知识点梳理

1.穷举法的定义

-穷举法是一种通过尝试所有可能的解来找到问题解的方法。

2.穷举法的特点

-确定性：按照一定的顺序尝试所有可能的解。

-完备性：能够找到问题的所有解。

-有效性：能够判断一个解是否是问题的解。

3.穷举法的适用场景

-解的数目有限且可枚举。

-解的有哪些信誉好的足球投注网站空间较小。

-问题的解没有更高效的算法求解。

4.穷举法的实现步骤

-确定解的有哪些信誉好的足球投注网站空间。

-设定有哪些信誉好的足球投注网站的顺序。

-遍历有哪些信誉好的足球投注网站空间，尝试每一个可能的解。

-判断解是否满足条件，若满足则记录下来。

5.穷举法的性能分析

-时间复杂度：通常为O(N!)，其中N是解的有哪些信誉好的足球投注网站空间的大小。

-空间复杂度：取决于解的存储方式。

6.穷举法的优化策略

-剪枝：在有哪些信誉好的足球投注网站过程中，提前排除不可能的解，减少有哪些信誉好的足球投注网站空间。

-顺序优化：根据问题的特点，调整有哪些信誉好的足球投注网站顺序，减少尝试次数。

-空间换时间：使用额外的存储空间来减少计算量。

7.穷举法的实例分析

-百钱买鸡：通过穷举法找到满足条件的所有解。

-八皇后问题：在8x8的棋盘上放置8个皇后，使得它们不会相互攻击。

8.穷举法的编程实践

-确定问题的解的表示方法。

-编写循环结构来遍历所有可能的解。

-编写条件判断来检查解是否有效。

9.穷举法