2019-2020年小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)下 第9課 算法的概念1教案 泰山版.doc

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2019-2020年小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)下 第9課 算法的概念1教案 泰山版 課題 第9課 算法的概念 教學(xué) 目標(biāo) 1.初步理解算法思想，掌握并理解算法的概念和描述方法。 2.學(xué)會(huì)算法的優(yōu)化原理。 3. 培養(yǎng)同學(xué)們的探索精神和學(xué)習(xí)興趣。 重點(diǎn) 掌握并理解算法的概念和描述方法 難點(diǎn) 算法的優(yōu)化原理 教 學(xué) 過 程 教 師 活 動(dòng) 學(xué) 生 活 動(dòng) 一、導(dǎo)入: 談話： 同學(xué)們，你們都從電視上看到過賽馬比賽嗎？在我國古代司馬遷編寫的《史記》中有這么一則故事：有一天，齊王要田忌和他賽馬，規(guī)定每個(gè)人從自己的上、中、下三等馬中各選一匹來賽；并規(guī)定，每有一匹馬來比賽；并約定，每有一匹馬取勝可獲千兩黃金，每有一匹馬落后要付千兩黃金。 　　當(dāng)時(shí)，齊王的每一等次的馬比田忌同樣等次的馬都要強(qiáng)，因而，如果田忌用自己的上等馬與齊王的上等馬比，用自己的中等馬與齊王的中等馬比，用自己的下等馬與齊王的下等馬比，則田忌要輸三次，因而要輸黃金三千兩。但是結(jié)果，田忌沒有輸，反而贏了一千兩黃金。這是怎么回事呢？ 原來，在賽馬之前，田忌的謀士孫臏給他出了一個(gè)主意，讓田忌用自己的下等馬去與齊王的上等馬比，用自己的上等馬與齊王的中等馬比，用自己的中等馬與齊王的下等馬比。田忌的下等馬當(dāng)然會(huì)輸，但是上等馬和中等馬都贏了。因而田忌不僅沒有輸?shù)酎S金三千兩，還贏了黃金一千兩。 上面這則故事表明，在有雙方參加的競(jìng)賽或斗爭(zhēng)中，策略是很重要的，采用的策略適當(dāng)，就有可能在似乎一定會(huì)失敗的情況下取得勝利。 那么，在計(jì)算機(jī)處理問題的過程中，有沒有“策略”呢？答案是有的，計(jì)算機(jī)科學(xué)把解決問題的方法叫做“算法”。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，上述的“策略”其實(shí)就是一種優(yōu)化的“算法”。 二、算法的概念： 同學(xué)們?cè)谛W(xué)中都學(xué)過“曹沖稱象”的故事吧！誰能給大家描述一下“曹沖稱象”的故事呀？當(dāng)時(shí)年僅6歲的曹沖用一個(gè)極其簡(jiǎn)單的方法就解決了許多大人都無法解決的問題，給我們留下了深刻的印象。曹沖的這種方法，也是一種“策略”，在計(jì)算機(jī)科學(xué)上，也是一種優(yōu)化了的“算法”。那么什么是“算法”呢？ 算法可以簡(jiǎn)單地理解成解決問題的方法。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，算法是很重要的概念，它指明了問題的處理、求解過程，是對(duì)給定問題解決方案的準(zhǔn)確而完整的描述。同學(xué)們讀一下課文中的例子，你還能舉出幾個(gè)算法的例子嗎？ 為了把算法更加正確、清晰、簡(jiǎn)潔地表達(dá)出來，人們采用了以下方法，分別是自然語言、流程圖、程序設(shè)計(jì)語言等。 三、自然語言描述算法： 哪個(gè)同學(xué)能用語言描述一下曹沖稱象的步驟呀？ 曹沖稱象的方法叫做“等效替代法”，用自然語言描述他的算法就是： 第一步：把大象牽到船上，在水面處的船身上做一個(gè)記號(hào)。 第二步：牽走大象，再往船上裝石塊，使船下沉到原記號(hào)處為止。 第三步：稱出這些石塊的總重量，就可以知道大象的重量了。 用自然語言描述算法一般比較容易理解，但語句往往比較冗長，容易產(chǎn)生二義性。例如“小明對(duì)小亮說他的作業(yè)本掉在地板上了”這句話，我們既可認(rèn)為“小明的作業(yè)本掉在地板上了”，也可以認(rèn)為“小亮的作業(yè)本掉在地板上了”。 四、流程圖描述算法： 流程圖是人們經(jīng)常用來描述算法的工具，它是用規(guī)定式樣的圖形、指向線和文字說明組合起來表示算法的。 流程圖和優(yōu)點(diǎn)是直觀、清晰、易懂，便于檢查、修改和交流。 展示課件：用流程圖表示：7～12歲兒童的標(biāo)準(zhǔn)參考體重 五、算法的優(yōu)化： 算法是解決問題的關(guān)鍵，是程序設(shè)計(jì)的靈魂。從田忌賽馬中我們可以看出不同的算法有優(yōu)劣之分。如何更有效、更快速、更準(zhǔn)確地解決問題，是算法優(yōu)化所要考慮的事情。 同學(xué)們閱讀一下我們著名數(shù)學(xué)家華羅庚爺爺在《統(tǒng)籌方法》一文中，給出的幾種“燒水泡茶”的算法，并討論各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。 試一試：用自然語言描述出下列過程的最優(yōu)算法： 早晨起床，刷牙，洗臉、整理書包，熬稀飯，吃飯。 六、加油站： 算法的五個(gè)特征： 1.每個(gè)算法都有零個(gè)或多個(gè)原始數(shù)據(jù)輸入，即給定計(jì)算的初值。 2.一個(gè)算法至少有一個(gè)有效的信息輸出，也就是問題求解的結(jié)果。 3.算法的計(jì)算規(guī)則及相應(yīng)的計(jì)算步驟必須惟一、確定。 4.算法的每一步驟都是可以在有限的時(shí)間內(nèi)完成的操作 5.一個(gè)算法必須保證在執(zhí)行有限步驟之后結(jié)束。 七、問題口袋： 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你學(xué)會(huì)了哪些知識(shí)？還存在什么疑惑？ 八、大顯身手： 請(qǐng)用流程圖給出判斷一個(gè)整數(shù)是否為奇數(shù)的算法。 農(nóng)夫、狼、山羊和蔬菜過河問題。一個(gè)農(nóng)夫帶著一條狼、一頭山羊和一籃蔬菜過河，但只有一條小船，并且每次只能讓農(nóng)夫帶一樣?xùn)|西過河。農(nóng)夫在場(chǎng)的情況下一切相安無事，一旦農(nóng)夫不在，狼會(huì)吃羊，羊會(huì)吃蔬菜。問聰明的農(nóng)夫如何解決過河問題。 通過教師談話并展示“田忌賽馬”課件，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。 通過教師的介紹學(xué)生理解算法的概念，并舉一反三，舉出幾個(gè)算法的例子，不要求學(xué)生舉的例子一定是最優(yōu)化的算法。 學(xué)生通過教師的動(dòng)畫演示進(jìn)一步觀察了解曹沖稱象方法。理解自然語言描述法的優(yōu)缺點(diǎn)。 在學(xué)生熟練掌握流程圖的描述方法并通過自己的參與提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文，理解算法的優(yōu)化，并通過做一個(gè)小練習(xí)加深理解。 指導(dǎo)學(xué)生閱讀理解算法的五個(gè)特征。 附送： 2019-2020年小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)下 第9課 算法的概念2教案 泰山版 教學(xué)目標(biāo)： 1.使同學(xué)們初步理解算法思想，掌握算法的概念和描述方法。 2. 使同學(xué)們了解算法在我們?nèi)粘Ｉ钪械倪\(yùn)用，知道算法在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的重要性。 3. 培養(yǎng)同學(xué)們的探索精神和學(xué)習(xí)興趣。 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)： 使學(xué)生理解算法的概念，并感受實(shí)際生活中算法的作用。 教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件 教學(xué)方法：教師教，重在引導(dǎo)；學(xué)生學(xué)，重在自主。 教學(xué)過程： 一、談話導(dǎo)入： 講述田忌賽馬的故事： 有一天，齊王要田忌和他賽馬，規(guī)定每個(gè)人從自己的上、中、下三等馬中各選一匹來賽；并規(guī)定，每有一匹馬來比賽；并約定，每有一匹馬取勝可獲千兩黃金，每有一匹馬落后要付千兩黃金。 當(dāng)時(shí)，齊王的每一等次的馬比田忌同樣等次的馬都要強(qiáng)，因而，如果田忌用自己的上等馬與齊王的上等馬比，用自己的中等馬與齊王的中等馬比，用自己的下等馬與齊王的下等馬比，則田忌要輸三次，因而要輸黃金三千兩。但是結(jié)果，田忌沒有輸，反而贏了一千兩黃金。這是怎么回事呢？ 原來，在賽馬之前，田忌的謀士孫臏給他出了一個(gè)主意，讓田忌用自己的下等馬去與齊王的上等馬比，用自己的上等馬與齊王的中等馬比，用自己的中等馬與齊王的下等馬比。田忌的下等馬當(dāng)然會(huì)輸，但是上等馬和中等馬都贏了。因而田忌不僅沒有輸?shù)酎S金三千兩，還贏了黃金一千兩。 向?qū)W生說明孫臏?zhǔn)褂玫牟呗云鋵?shí)際就是一種優(yōu)化的算法。向?qū)W生說明在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，算法的重要性，揭示主題算法的初步思想。 二、教學(xué)新課： 1.算法的概念： 算法可以簡(jiǎn)單理解成解決問題的方法。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，算法是很重要的概念。它指明了問題的處理、求解過程，是對(duì)給定問題解決方案的準(zhǔn)確而完整的描述。其實(shí)，我們做任何事情都有相應(yīng)的算法。例如，電視機(jī)的操作說明，就是使用電視機(jī)的算法;航模的安裝步驟示意圖，就是制作航模的算法。 把算法交給計(jì)算機(jī)執(zhí)行是一件很復(fù)雜的事情，其中最大的障礙就是人類自己的交流不暢和人機(jī)之間的語言不通。為了更好地合作，人們需要把算法正確、清晰、簡(jiǎn)潔地表達(dá)出來。自然語言(漢語、英語等)、流程圖、程序設(shè)計(jì)語言等都可以用來描述算法。 簡(jiǎn)單講述把算法交給計(jì)算機(jī)執(zhí)行的一般步驟。 人們通常用自然語言、流程圖、程序設(shè)計(jì)語言來描述算法。 2.自然語言描述算法： 曹沖稱象的方法用自然語言描述是怎樣的呢？ 曹沖稱象的辦法是:把大象牽到一條大船上，船就要沉下去一些，在船身離開水的地方畫一條線;把大象趕上岸，船又會(huì)浮起來一些，再把石頭一筐一筐地抬到船上，等船下沉到畫線的地方為止;然后把石頭一筐一筐稱過，這些石頭的總重就是大象的重量。 其實(shí)，曹沖稱象的辦法叫做“等效替代法”，用自然語言描述他稱象的算法就是: 第一步:把大象牽到大船上，在水面處的船身上做一個(gè)記號(hào)； 第二步:牽走大象，再往船上裝石塊，使船下沉到原記號(hào)處為止； 第三步:稱出這些石塊的總重量，就可知道大象的重量了。 自然語言描述算法有二義性。 用自然語言描述算法一般比較容易理解，但語句往往比較冗長，容易產(chǎn)生二義性。例如，對(duì)“小明對(duì)小亮說他的作業(yè)本掉在地板上了”這句話，我們既可認(rèn)為“小明的作業(yè)本掉在地板上了”，也可以認(rèn)為“小亮的作業(yè)本掉在地板上了”。 3.流程圖描述算法： 流程圖是人們經(jīng)常用來描述算法的工具，他用規(guī)定樣式的圖形、指向線和文字組合起來表示算法。 流程圖的優(yōu)點(diǎn)是直觀、清晰、易懂、便于檢查、修改和交流。 簡(jiǎn)單介紹流程圖的基本圖形和流程圖的例子。 4.算法的優(yōu)化： 算法是解決問題的關(guān)鍵，是程序設(shè)計(jì)的靈魂。 使學(xué)生感受華羅庚的《統(tǒng)籌方法》中“燒水泡茶”的算法優(yōu)化。 算法是解決問題的關(guān)鍵，是程序設(shè)計(jì)的靈魂。從田忌賽馬中我們可以看出不同的算法有優(yōu)劣之分。如何更有效、更快速、更準(zhǔn)確地解決問題。是算法優(yōu)化所要考慮的事情。 數(shù)學(xué)家華羅庚爺爺在《統(tǒng)籌方法》一文中，給出了“燒水泡茶”的幾種算法。 比如，想泡壺茶喝。當(dāng)時(shí)的情況是:開水沒有;水壺要洗，茶壺、茶杯要洗;火生起來了，茶葉也有了，怎么辦? 辦法甲:洗好水壺，海上涼水，放在火上;在等待水開的時(shí)間里，洗茶壺，洗茶杯，拿茶葉;等水開了，泡茶喝。 辦法乙:先做好準(zhǔn)備工作，洗水壺，洗茶壺、茶杯，拿茶葉;一切就緒，灌水燒水;坐待水開了泡茶喝。 辦法丙:洗凈水壺，誰上涼水，放在火上，坐待水開;水開了之后，急急忙忙找茶葉，洗茶壺、茶杯，泡茶喝。 哪一種辦法省時(shí)間?我們能一眼看出第一種辦法好，后兩種辦法都“窩”了工。 三、大顯身手： 小組討論完成，看看哪個(gè)小組的算法最優(yōu)化。 四、課堂總結(jié)： 今天你學(xué)到了什么？