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2.1计算机解决问题的过程教学设计2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1

主备人

备课成员

设计意图

本节课旨在通过讲解计算机解决问题的过程，帮助学生理解计算机的工作原理，培养学生的逻辑思维和问题解决能力。结合教科版（2019）高中信息技术必修1教材，通过实例分析，使学生掌握计算机解决问题的基本步骤和方法。

核心素养目标分析

培养学生信息意识，理解计算机解决问题的逻辑性和系统性；提升计算思维，通过分析问题、设计算法、编写程序等步骤，锻炼学生的抽象思维和问题解决能力；增强数字化学习与创新素养，使学生能够在实际情境中运用信息技术工具，提高信息处理和交流能力。

教学难点与重点

1.教学重点，

①计算机解决问题的基本步骤，包括问题分析、算法设计、程序编写和测试；

②算法的基本概念和特性，如确定性、有限性、输入输出等；

③简单算法的设计和实现，如排序、查找等基本算法的原理和应用。

2.教学难点，

①理解算法的复杂度，包括时间复杂度和空间复杂度，并能分析实际算法的效率；

②将实际问题转化为计算机可以处理的算法模型，如数据结构的选取和应用；

③编程实践中的调试技巧，包括错误诊断和程序优化。

学具准备

多媒体

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

教学方法与策略

1.采用讲授法结合案例研究，讲解计算机解决问题的过程，帮助学生理解抽象概念。

2.设计小组讨论活动，让学生分析实际问题，设计解决方案，培养团队合作能力。

3.利用编程实验，让学生亲自编写程序，体验算法实现过程，增强实践操作能力。

4.运用多媒体课件，展示算法流程图和程序代码，直观展示计算解决问题的步骤。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示计算机在现实生活中的应用案例，如天气预报、智能导航等，引导学生思考计算机是如何解决这些问题的。

-回顾旧知：简要回顾计算机的基本组成和功能，以及程序设计的基本概念。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：

-计算机解决问题的基本步骤：问题分析、算法设计、程序编写和测试。

-算法的基本概念和特性：确定性、有限性、输入输出等。

-简单算法的设计和实现：以排序算法为例，讲解其原理和实现方法。

-举例说明：

-通过具体案例，如冒泡排序和选择排序，展示算法的设计和实现过程。

-分析不同算法的优缺点，引导学生理解算法选择的重要性。

-互动探究：

-小组讨论：让学生分组讨论，分析一个实际问题，并设计相应的算法。

-实验操作：提供编程环境，让学生尝试编写简单的排序程序，体验算法实现。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：

-完成课后练习题，巩固对算法设计和实现的理解。

-设计一个简单的计算器程序，实现基本的四则运算。

-教师指导：

-对学生的练习进行巡视，及时解答学生的疑问。

-针对共性问题，进行集中讲解和示范。

4.拓展延伸（约10分钟）

-引导学生思考：如何将所学算法应用于解决更复杂的问题。

-提供一些拓展资源，如在线编程平台和算法教程，鼓励学生自主学习和实践。

5.总结反思（约5分钟）

-学生总结：让学生回顾本节课所学内容，总结算法设计的基本步骤和注意事项。

-教师点评：对学生的表现进行评价，指出优点和不足，提出改进建议。

6.作业布置（约5分钟）

-布置课后作业，包括完成教材中的相关练习题，以及设计一个小型项目，如制作一个简单的计算器程序。

教学过程中，教师应注重引导学生主动参与，通过互动探究和实际操作，加深对计算机解决问题过程的理解。同时，通过拓展延伸和作业布置，巩固学生对知识的掌握，并激发学生的学习兴趣和创造力。

拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《算法图解》：介绍算法的基本概念和多种算法的应用，适合对算法感兴趣的初学者。

-《计算机程序设计艺术》：由D.E.Knuth所著，详细讲解算法设计的原则和技巧，适合有一定编程基础的学生深入阅读。

-《数据结构与算法分析》：讨论数据结构和算法的关系，适合学生进一步了解数据结构对算法效率的影响。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学习更高级的排序算法，如快速排序、归并排序等，并尝试分析其复杂度。

-探究图论中的算法，如最短路径算法、最小生成树算法等，理解它们在现实世界中的应用。

-学习动态规划算法，了解其如何解决复杂问题，并尝试设计动态规划解法解决实际问题。

-研究算法在人工智能领域的应用，如机器学习中的优化算法，了解算法在人工智能发展中的作用。

-尝试编写自己的算法库，将常用的算法封装起来，提高编程效率。

-通过在线编程平台，如LeetCode、Codeforces等