2023-2024学年高中信息技术必修一沪科版（2019）第三单元项目七《 用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》说课稿.docx

2023-2024学年高中信息技术必修一沪科版（2019）第三单元项目七《用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》说课稿

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

教材分析

2023-2024学年高中信息技术必修一沪科版（2019）第三单元项目七《用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》本节课以圆周率的计算为载体，引导学生探究算法设计的基本方法，培养学生的逻辑思维能力和编程能力。通过本节课的学习，学生能够掌握数值数据算法的基本概念和设计方法，为后续学习编程打下基础。

核心素养目标

本节课旨在培养学生的计算思维、算法设计与分析、问题解决和创新实践等信息技术学科核心素养。学生将通过设计算法计算圆周率，提升逻辑推理能力，学会将实际问题转化为算法过程，锻炼解决实际问题的能力，同时激发创新意识和实践技能。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在此前的高中信息技术课程中已经学习了计算机基本原理、数据结构与算法基础等知识，具备一定的编程基础，能够理解简单的算法逻辑。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对信息技术课程普遍保持较高的兴趣，尤其是编程相关的内容。学生在学习上表现出较强的逻辑思维能力，但部分学生可能在抽象思维方面存在一定困难。学习风格上，学生既有偏好独立思考的，也有喜欢团队合作的学习者。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在设计算法时可能面临将实际问题转化为算法的挑战，尤其是在处理复杂问题时，如何设计高效、简洁的算法可能是一个难点。此外，编程实践过程中，学生可能会遇到调试和优化算法的困难，需要教师提供有效的指导和支持。

教学方法与手段

教学方法：

1.讲授法：通过讲解算法设计的基本原理，帮助学生建立概念框架。

2.讨论法：组织学生分组讨论，共同解决算法设计中的问题，培养合作学习习惯。

3.实验法：引导学生通过编程实践，体验算法设计的全过程，提高动手能力。

教学手段：

1.多媒体课件：利用PPT展示算法设计步骤，直观呈现计算圆周率的算法过程。

2.编程软件：使用编程软件让学生动手编写代码，实现算法，体验编程乐趣。

3.在线资源：提供在线学习资源和代码示例，方便学生课后复习和拓展学习。

教学过程

一、导入新课

（老师）同学们，大家好！今天我们来学习《用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》这一课。大家知道，圆周率是一个非常重要的数学常数，它在数学、物理、工程等领域都有广泛的应用。今天，我们将利用计算机来计算圆周率，并学习如何设计简单的数值数据算法。

二、新课导入

（老师）首先，我们先来回顾一下圆周率的定义。圆周率π是圆的周长与其直径的比值，它是一个无理数，大约等于3.14159。那么，如何利用计算机来计算这个无理数呢？这就需要我们设计一个算法。

三、算法设计

（老师）接下来，我们来设计一个简单的算法，用来计算圆周率。首先，我们需要明确算法的目标：计算圆周率的近似值。为了实现这个目标，我们可以采用以下步骤：

1.输入：设定一个精度值，例如小数点后10位。

2.初始化：设置一个变量来存储圆周率的近似值，初始值为0。

3.循环计算：通过迭代计算圆周率的近似值，直到达到设定的精度。

4.输出：输出计算得到的圆周率近似值。

（学生）老师，那我们该如何进行循环计算呢？

（老师）这是一个很好的问题。我们可以采用以下方法进行循环计算：

1.设置一个初始值，例如1/4。

2.在每次迭代中，将当前值与1除以迭代次数的平方根相加。

3.重复步骤2，直到达到设定的精度。

四、编程实践

（老师）现在，请大家尝试使用编程语言（如Python）来实现这个算法。首先，我们需要定义一个函数，用于计算圆周率的近似值。函数的输入参数是精度值，输出参数是计算得到的圆周率近似值。

（学生）老师，我写了一个函数，但是不知道如何进行迭代计算。

（老师）没关系，我们可以通过一个循环来实现迭代。在Python中，我们可以使用for循环来实现。在循环中，我们需要更新当前值，并判断是否达到设定的精度。

五、算法优化

（老师）同学们，在实现算法的过程中，我们可能会遇到一些性能问题。为了提高算法的效率，我们可以尝试以下优化方法：

1.使用更高效的数学公式来计算圆周率。

2.使用并行计算来加速迭代过程。

3.优化数据结构，减少内存占用。

六、课堂讨论

（老师）现在，请大家分组讨论一下，我们刚刚设计的算法有哪些优缺点？如果需要进一步提高计算精度，我们可以采取哪些措施？

（学生）我觉得我们的算法在计算精度方面还可以，但是在迭代过程中，计算量较大，可能会耗费较多时间。

（老师）是的，这是一个值得注意的问题。我们可以尝试使用更高效的数学公式来优化算法，或者调整迭代次数，以减少计算量。

七、总结与反思

（老师