計算機解決問題的過程
【教材分析】
本節(jié)課“計算機解決問題的過程”是“算法與程序設(shè)計”模塊的第一節(jié)課,上好這節(jié)課是學(xué)生能否學(xué)好“算法與程序設(shè)計”這一模塊的關(guān)鍵。計算機解決問題是一個比較抽象的概念,學(xué)生理解起來比較困難,算法與程序設(shè)計更多是用來解決生活中的數(shù)學(xué)問題,如何從實際問題中建立數(shù)學(xué)模型至關(guān)重要。因此,本節(jié)從學(xué)生最熟悉的一元二次方程著手,讓學(xué)生嘗試尋找不同的解決方法,并試圖從人解決問題的過程中提煉、概括出人解決問題的一般步驟,從而運用到計算機解決問題的過程,因為計算機解決問題都是模仿人解決問題的。本節(jié)課還涉及到讓學(xué)生理解算法與程序設(shè)計在計算機解決問題的過程中的重要地位和作用,也為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)情分析】
通過《信息技術(shù)基礎(chǔ)》必修模塊第三章“信息的編程加工和智能化加工”的學(xué)習(xí),學(xué)生初步了解到計算機信息加工的一般過程,尤其是第二節(jié)“信息的編程加工”的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)初步接觸到VB程序設(shè)計語言,初步感受到利用計算機解決問題的獨特魅力,對計算機程序、程序設(shè)計語言等有了一定的認識。并且在數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了算法,所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ)。
對于高中一年級的學(xué)生來說,他們的求知欲和動手能力都比較強,很想一展身手,體驗編程的樂趣,檢驗自己編寫的程序是否能夠運行出正確結(jié)果。強烈好奇心性驅(qū)使他們想進一步揭開計算機解決問題的神秘面紗。
【教學(xué)目標(biāo)】
1. 知識與技能:
(1)知道人類是如何分析問題、解決問題的。
(2)了解計算機解決問題的基本步驟。
(3)歸納人類解決問題和計算機解決問題的異同。
2. 過程與方法:
(1)通過求解一元二次方程,分析判斷出人,計算機解決問題的方法和步驟,并學(xué)會舉一反三。
(2)通過小組討論,培養(yǎng)學(xué)生合作、交流和自主學(xué)習(xí)的能力。
3. 情感態(tài)度價值觀:
通過對同一個問題的不同解法分析,培養(yǎng)學(xué)生在解決問題時不要盲目的動手操作,而是先經(jīng)過分析,理清問題的來龍去脈,明確的解決方法以后才開始著手解決。在小組討論的過程中,培養(yǎng)學(xué)生自主探究,合作交流,和語言表達等能力;在體驗編程帶來快樂的同時,讓學(xué)生正確理解計算機解決問題的基本過程,感受計算機解決問題對我們學(xué)習(xí)、生活帶來的諸多魅力,從而進一步培養(yǎng)學(xué)生正確的信息素養(yǎng)觀。
【重點難點】
重點:
用計算解決問題的過程中的分析問題、設(shè)計算法、和上機調(diào)試程序等步驟。
難點:
1. 人類解決問題和計算機解決問題的異同。
2. 用計算解決問題的過程中的分析問題、設(shè)計算法。
【教學(xué)策略】
本節(jié)課以求解一元二次方程數(shù)學(xué)競賽的形式導(dǎo)入課題,初步讓學(xué)生感受到利用計算機解決問題的優(yōu)越性。并以其中一個方程為例,先讓學(xué)生回顧自己是如何解決這道題的,概括出自己解決問題的一般步驟,進而把人解決問題的步驟運用到計算機解決問題的過程中去,學(xué)會知識的遷移。在利用計算機解一元二次方程的教學(xué)中,讓學(xué)生通過自主探究、親身體驗、合作交流等方式進一步加深理解用計算機解決問題的基本過程,突出強調(diào)了在利用計算機解決問題時建立數(shù)學(xué)模型的重要性,讓學(xué)生體驗到解決問題的關(guān)鍵是思想與算法。通過對比算法與程序設(shè)計語言,使學(xué)生充分理解算法對程序設(shè)計所具有的重要作用。
教學(xué)中運用了探究、講授、交流、合作學(xué)習(xí)、閱讀材料等多種教學(xué)活動的有機結(jié)合的教學(xué)方法。
【教學(xué)過程】
教學(xué)環(huán)節(jié)
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教師行為
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學(xué)生行為
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設(shè)計意圖
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課程導(dǎo)入
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游戲互動:展示10道一元二次方程題,在1分鐘內(nèi)看誰解的又對又快,并給予一定的獎勵。
演示一段求解一元二次方程的小程序,利用計算機解10道題需要多長時間。
提問:與老師解題的方法相比,是同學(xué)們解題的快呢還是老師老師的快呢?
追問:同學(xué)們想不想知道計算機是如何來解決一元二次方程的呢?
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動手解方程
觀察
回答:老師
回答:想
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培養(yǎng)學(xué)生動手能力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,并初步感受到計算機解決問題給我們學(xué)習(xí)帶來的快捷性和準(zhǔn)確性。
充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
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人是如何解決問題的
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要想弄清楚計算機是如何求解一元二次方程,首先老師想問一下同學(xué)們是如何解一元二次方程的呢?比如方程:6x2+5x-50=0
環(huán)節(jié)一:任務(wù)驅(qū)動,求方程6x2+5x-50=0的解,寫出解題步驟。引導(dǎo)學(xué)生觀察各項系數(shù)之間的關(guān)系,確定用什么方法解決,從而寫出具體的步驟。
請一兩位同學(xué)講解一下你從接到這題到完成解題都做了哪些工作?(了解題意、分析題涉及到哪些知識是什么題型、設(shè)計解題的基本步驟、解題得出結(jié)果)
提問:為什么剛才兩位同學(xué)會采取不同的解題方法呢?
總結(jié)同學(xué)們解題的一般過程:首先觀察、分析問題,收集必要的信息,然后根據(jù)已有的知識、經(jīng)驗進行判斷、推理,嘗試按照一定的方法和步驟解決問題。
提問:那么利用計算機來解決問題,它的過程又是怎樣的呢?
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回想剛才解題的過程
再次開始動手求解該方程
闡述自己的解題思路解題方法和步驟
思考
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培養(yǎng)學(xué)生探究和口頭表達能力。同時讓學(xué)生在對比兩位同學(xué)不同的解題方法,明確,對同一個問題,由于分析的不同直接導(dǎo)致了解決過程的不同,直至解決效果的不同,培養(yǎng)學(xué)生在解決問題中應(yīng)該仔細分析問題,以便在解決問題的過程中應(yīng)尋找最優(yōu)方法。
引出本課的重點問題 ——用計算機解決問題過程。
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計算機又名“電腦”,可見計算機解決問題時都是模仿人解決問題的。
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計算機解決問題的一般過程
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任務(wù)一:分組討論:如何利用計算機求解方程6x2+5x-50=0的解。并寫出具體的解題步驟和方法。
引導(dǎo)學(xué)生回顧舊知識,注意知識的遷移。
(巡視、發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題,并進行個別指導(dǎo))
總結(jié)學(xué)生解決問題的過程,展示出解決問題的正確步驟。
演示計算機解方程的步驟
引出算法的概念:解決問題的方法和步驟。
問:通過上面的分析,同學(xué)們已經(jīng)編寫出了算法,那么計算機是不是就能理解人類的思想,按照算法一步一步的執(zhí)行下去了呢?
引出程序設(shè)計語言的概念:泛指一切用于書寫計算機程序的語言。
演示將算法一步一步轉(zhuǎn)換成計算機讀得懂的程序設(shè)計語言。強調(diào)算法和程序設(shè)計語言之間的區(qū)別,以及在計算機解決問題中的重要作用。
介紹VB程序設(shè)計界面,演示計算機解方程6x2+5x-50=0的完整程序。
任務(wù)二:同學(xué)們上機體驗計算機解方程的過程,并試著修改a、b、c的值,進一步體驗計算機解題的快捷性和準(zhǔn)確性。
個別指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)存在的問題。
請同學(xué)們談?wù)劊阍谑褂糜嬎銠C解方程的時候有什么收獲。
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)計算機解決問題的過程:
提問:是不是計算機解決每個問題都是按照這個步驟來完成的呢?比如利用excel處理我們班的期末考試成績,我也是再利用計算機解決問題,但是我們在使用excel的過程中就沒有設(shè)計算法,編寫程序,運行程序,這個問題我們又如何解釋呢?
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學(xué)生開始討論,并試著寫出算法
對比自己的解題步驟與老師的有什么不同
觀察
思考
回答:是/不是
明白要使計算機解決問題,還必須將算法編寫成程序語言,但是學(xué)生對程序語言還不是很清楚,究竟什么樣子就是計算機能讀得懂的語言呢。
對程序設(shè)計語言有了一定的認識后,非常想動手體驗計算機解決的過程。
體驗完整的計算機解6x2+5x-50=0的程序。
試著修改abc的值,感受計算機解方程的過程。在遇到問題時可以向周圍的同學(xué)討論,也可以參考老師發(fā)給的閱讀材料。
學(xué)生自言其說。
回顧剛才利用計算機解題的過程。
思考
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聯(lián)系數(shù)學(xué)上學(xué)的算法的概念,培養(yǎng)學(xué)生知識的遷移能力
培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力,引導(dǎo)學(xué)生思考,發(fā)現(xiàn)問題,并試圖解決問題
引導(dǎo)學(xué)生思考,回顧已有的知識,將數(shù)學(xué)上學(xué)的算法聯(lián)系起來。學(xué)會知識的遷移
明確計算機解決問題中,算法和程序設(shè)計語言的重要性,以及它們之間的區(qū)別。
培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的能力,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力
引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,自主解決問題。
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課堂小結(jié)
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引導(dǎo)學(xué)生對比人、機解決問題的過程,總結(jié)二者解決問題的區(qū)別和聯(lián)系。
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學(xué)生思考后回答
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培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力
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思維拓展
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著名的“韓信點兵”問題,今有物不知其數(shù),三三數(shù)之余二,五五數(shù)之余三,七七數(shù)之余二,問物幾何?
請同學(xué)們列出解決這道題的方法和步驟,并嘗試編寫計算機解決問題的程序語言。
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學(xué)生思考
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教師繼續(xù)提出問題,讓學(xué)生學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)探究、學(xué)習(xí)的愿望,也為后即學(xué)習(xí)做鋪墊。
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在利用計算機解決問題一般過程中:要讓學(xué)生分析解,得出解題的數(shù)學(xué)表達式(學(xué)數(shù)模型)再變?yōu)橛嬎銠C能解決的表達式,設(shè)計代碼(這步可以老師自已完成),只運行程序得出結(jié)果就可以,不必去解說VB軟件。
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