《枚举算法的应用》教学设计.docxVIP

《枚举算法的应用》教学设计

实验基本信息

（一）实验教材

本节课选自人教/中图版高中信息技术必修一《数据与计算》第二章基于枚举算法的问题解决。

实验教学内容

它既是程序三大基本结构的综合应用与提升，也为后续深入学习程序设计做好铺垫。本节课通过两个实验活动，探究枚举算法的基本思想与设计流程，掌握枚举算法程序实现的方法，提高解决问题的能力。

实验1：在几串钥匙中寻找正确的钥匙打开箱子。对枚举算法的基本思想做出假设与猜想。

实验2：破解三位数密码，既是12和21的倍数，也是33的倍数。验证枚举算法的基本思想与设计流程，得出结论，并掌握其程序实现方法。

教学对象分析——高一年级学生

1.已有知识：学生已学完程序设计三大基本结构，对算法和表达式有一定了解，具备一定的学习基础。

2.能力方面：抽象思维逐渐发展，具备较强的逻辑推理能力，初步形成主动思考与探索能力。

3.学习障碍：对算法了解较浅，程序设计基础薄弱，直接设计算法和编写代码较为困难。

实验教学器材与原理

器材：装有Python编程环境的计算机，自制流程图图形卡片，挂着锁的箱子和多把大小不一钥匙，密码笔记本。

原理：1.枚举算法基本思想。经过确定问题—生成所有可能解—验证解—输出结果这一系列的过程去找到问题的精确解或者在某些情况下给出问题的近似解。

2.计算机解决问题的一般流程。经过发现问题—设计算法—编写程序—调试运行实现计算机解决问题。

实验教学设计思路及创新要点

实验设计思路

以打开“宝箱”这一问题为主线，通过创设情境，实验导入——实验操作，作出猜想——实验类比，验证猜想——实验小结，评价提升四步走引领学生学习枚举算法的基本思想与设计流程，通过自主学习，合作探究实现“做中学，用中学”。

因此本节课采用的教法有：任务驱动法、探究法、演示法；学生在此过程中情景学习、自主学习、合作学习。

（二）创新要点

1.通过演示在钥匙串中找钥匙开锁到破解笔记本密码，将无形的算法思想转化为有形的实验操作步骤，让学生切身体验枚举算法设计流程。

2.实验过程设计清晰，在实验2算法设计环节，由小组合作组装流程图卡片补充完整流程图，从而完成建模，操作简单，容易实现。

3.为解决学生个体的差异性，在代码编写环节，能力较强的学生自己思考补充，较差的同学结合教师提供的关键代码选项进行选择填空补充。

实验教学目标

（一）教学目标

1.通过具体案例，分析枚举范围与条件，并建立模型，理解算法思想，掌握枚举算法的基本思想与设计流程，有助于学生内化迁移，解决更多相关问题。

2.通过自主探究和小组合作，设计算法并利用计算机解决实际问题，体验算法、程序在生活中的应用，感受运用计算机解决问题的魅力，树立数字化学习与创新意识。

3.掌握枚举算法的程序实现方法，提高分析问题、解决问题的能力，培养学生创造性思维能力，同时在此过程中树立信息安全意识与责任，进一步提升信息素养。

（二）教学重难点

1.教学重点：理解枚举算法的基本思想，掌握枚举算法设计方法与程序实现方法。

2.教学难点：掌握枚举算法程序实现方法，提高解决问题的能力。

实验教学过程

为落实教学目标，共设计了六个环节。

环节一：创设情境，实验导入。通过打开小明爷爷的宝箱导入实验，激发学生兴趣。

环节二：实验操作，作出猜想。首先学生亲身体验在钥匙串（上面的钥匙大小不一）中寻找钥匙开锁，让学生体验枚举过程。体验结束后教师提出两个问题：1.你尝试了所有钥匙吗？2.你是如何确定就是这把钥匙的呢？学生带着这两个问题进行小组讨论，结合问题答案分享他们成功开锁的过程。接着教师展示找钥匙开锁的算法模型，并请学生进行讲解。随后学生结合模型，讨论对于枚举算法，要分析的问题有哪些。即对枚举算法基本思想、设计流程及程序实现方法作出猜想。

环节三：实验类比，验证猜想。围绕该环节，安排了三个任务，任务1：补充流程图，设计算法。任务2：完善程序代码，得出结果。任务3：验证结果，得出结论。在实验教学前，教师提供半成品流程图与程序代码，为学生提供学习支架，降低一定难度，提高课堂效率。学生小组讨论，自主分析补充流程图，完成算法设计，再结合流程图完善程序代码，进一步掌握枚举算法实现的方法。小组组内分享并验证自己的实验数据，验证猜想，并讨论得出结论。

环节四：报告实验结果及推论。小组代表根据实验过程总结枚举算法的基本思想与设计流程，分享程序实现的方法，其余学生可进行评价补充。最后教师进行概括性总结与补充。

环节五：分享心得，实验总结。学生畅谈本节课的收获——即枚举算法的基本思想与设计流程，交流在实验中遇到的问题与解决办法，并且总结使用枚举算法必须满足的条件，与枚举算法的优缺点。最后教师对本节课进行概括总结，并进行提升：正确利用信息技术，做有意义的事情；设置安全性更高的密码。

环节六：学以致用。在掌握枚举算法设计