用穷举法设计程序教学设计

用穷举法设计程序 教学设计 第 1 页 共 7 页 用用穷举穷举法法设计设计程序程序 教学教学设计设计 执教教师 佛山市第三中学 杨溢 执教学校 绵阳南山中学 一 基本情况一 基本情况 本节内容是广东教育出版社出版的普通高中信息技术 选修 算法与程序设计 教材第四章 第 节 用穷举法设计程序 的教学内容 包括用穷举法求解问题的基本过程 穷举法的基本思路 穷举法中变量的安排 穷举法中穷举方案的选择等 本节建议使用两个课时来完成 第一课时 穷举法求解问题的基本过程 穷举法的基本思路 穷 举法中变量的安排 第二课时 穷举法中穷举方案的选择 而本节课是穷举法的第一课时 二 教学目标二 教学目标 课程标准中的相关内容 课程标准中的相关内容 1 了解穷举法的基本概念及用穷举法设计算法的基本过程 2 能够根据具体问题的要求 使用穷举法设计算法 编写程序求解问题 根据课程标准 确定本节课 用穷举法解决问题的基本过程 的教学目标如下 1 知识与技能 了解穷举法的基本概念及特点 能归纳穷举法穷举的关键 设置穷举变量 变量变化范围 书写验证条件 了解穷举法设计程序的基本过程 能够根据具体问题的要求 使用穷举法思想分析问题 设计算法 编写程序求解问题 能够根据具体问题的条件 进行算法优化 2 过程与方法 经历用穷举法求解问题的基本过程 能通过实际问题的分析 求解过程 尝试归纳出利用穷举法解决问题的思路和方法 3 情感态度与价值观 在解决问题的过程中进一步培养和提升学生的逻辑思维能力 培养学生算法优化的思想 了解穷举法在破解密码方面的现实应用 自觉养成保护密码的良好习惯 三 教材分析三 教材分析 1 本节在主要内容介绍 穷举算法的基本思路 对要解决问题的所有可能情况 一个不漏地进行检查 从中找出符合要 求的答案 用穷举算法解决问基本过程 A 分析问题 问题的条件和未知数是什么 可以用解析法解决吗 适合用穷举法吗 用穷举法设计程序 教学设计 第 2 页 共 7 页 B 算法设计 a 穷举法的基本算法 用循环语句列举穷举变量的穷举范围 用条件语句描述验证条件 b 穷举算法设计的三个关键 确定穷举变量 问题涉及哪些因素需进行穷举 确定穷举范围 问题所涉及的情况有哪些 穷举范围应该如何确定 验证条件 分析出来的这些情况 需要满足什么条件 才成为问题的答案 C 根据算法编写程序 D 调试运行 3 优化穷举 对照题目条件 逐步求精 改善算法 穷举变量的安排 精确穷举范围 四 学情分析四 学情分析 教学对象是绵阳南山中学高一 高二年级学生 学生已经具备了一定的逻辑思维 分析问题 表达思想等能力 学生未学习过新课改教材 高二学生学习过非 VB 语言的基本编程语句 但没有接触过循环嵌 套 也未涉及穷举算法 在编写程序的具体技术 特别是对 VB 编程工具的具体操作 各基本 语句的使用程度未达到课标中学习本节内容的知识准备要求 五 重点难点分析五 重点难点分析 教学重点 穷举法的基本思路 用穷举法的设计程序的基本过程 教学难点 能使用穷举法的思想对具体问题进行分析 根据具体问题 合理优化穷举算法 提高效率 六 教学策略六 教学策略 综合前面对教学目标 教材和学情等的分析 学生并不具备教材设定的知识基础 特别是具体的 编程知识 因此穷举法的教学目标的体现将不定位在编写完整的穷举程序 而是确立为以下三点 能用穷举法对具体问题进行分析及算法设计 能根据分析补充完善程序的关键部分 能合理进行 穷举优化 在教学过程中 我们首先以 揭开密码被破解之谜 为主线 引入 穷举法 的概念 通过阅读 分析 密码破解 程序 归纳出用程序实现穷举的基本算法及三个关键 了解穷举法求解问题的基本 过程 认识穷举法的特点 引导学生提出反 暴力穷举 的策略 同时也为后面的穷举优化打下基础 通过 礼品问题 体验用穷举法解决问题的全过程 并进行穷举优化 最后总结本节内容 并提出 拓展问题 为下节学习穷举方案的选择做铺垫 同时 加强网页课件的辅助 提示功能 特别是对 VB 编程工具的具体操作 各基本语句的使用 方面 以帮助学生更好地完成学习任务 六 教学环境六 教学环境 多媒体网络教室 投影仪等 用穷举法设计程序 教学设计 第 3 页 共 7 页 七 教学过程七 教学过程 教学环节教学环节教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图 游戏导入 认识穷举 3 分钟 1 提出问题 如果在登陆 QQ 的时候 当你 输入熟悉的帐号和密码 一再出现出错窗口 你会想到什么 换位思考 黑客是如何破解密码的 2 引导学生介绍 猜密码 活动的游戏心得 3 小结穷举法定义 4 观察计算机程序穷举 发现人工穷举与计 算机穷举的异同 引入课题 1 学生回忆相关生活 体验 2 口述游戏心得 体 会穷举法基本思路 3 听讲 思考 回答 4 观察思考回答 1 通过学生在网络生活 中遇到的问题引入课题 引起学生学习兴趣 2 通过学生猜密码游戏 让学生在游戏过程中体会 穷举法的基本思路 更有 利于对穷举法的理解 程序分析程序分析 发现规律发现规律 1515 分钟 分钟 1 展示 破解两位密码 程序 引导学生阅 读程序 介绍各语句的作用 2 通过密码程序代码的分析 归纳出穷举程 序的基本算法及程序实现穷举的三个关键 3 引导学生知识迁移 破解多位密码的算法 应如何修改 并分析相应的穷举次数 4 引导学生分析穷举法的特点 并根据上述 分析 请学生提出反 暴力破解 的对策 5 引导学生理解用穷举法解决问题的过程 1 在教师引导下阅读 程序 了解各语句的 作用 2 学生思考 尝试归 纳 3 分析思考问题 并 尝试修改 1 由于学生在学习之前 已经不具备相应的程序设 计基础 因此 本环节将 由教师引导学生阅读程序 发现规律 任务引领任务引领 体验穷举体验穷举 1515 分钟 分钟 1 布置任务 班里要举行班级聚会 要用 600 元班会费为 50 名同学准备 50 份礼品进行 抽奖 选定了公仔 20 元 个 水杯 15 元 个 和笔筒 10 元 个 三类商品 要求刚好用 完 600 元买 50 件礼品 每种礼品至少一件 这三种礼品的数量可以如何搭配 有多少种 方案 2 引导学生进行问题分析 算法设计 3 演示程序的修改及运行及课件中的支持 辅导功能 4 巡堂辅导 提示优化 1 学生分析问题 设 计穷举算法 填写学 案 2 根据分析完善程序 3 开始尝试优化 1 通过本任务让学生体 验用穷举法设计程序的过 程 并尝试优化 交流评价交流评价 优化穷举优化穷举 8 8 分钟 分钟 1 提示学生观察答案及条件 并提供优化方 向 尝试优化 并计算穷举次数 体验优化 的效果 2 组织学生进行优化方案交流 1 学生听提示 尝试 优化 2 了解他人的优化方 案 取长补短 1 通过穷举优化及优化 前后穷举次数的比较 培 养学生优化程序的思想 2 交流优化方案 引导 学生自我反思 加深对所 学知识的认识与理解 归纳总结归纳总结 拓展思考拓展思考 4 4 分钟 分钟 1 通过演示文稿总结本节知识内容 2 归纳同学们在解决问题过程中常见问题 3 提出拓展思考问题 1 知识总结 系统归 纳 2 思考拓展问题 为 下节的学习作准备 1 通过知识总结 帮助 学生将知识系统化 便于 学生理解记忆 2 提出拓展问题 为下 节的学习作准备 用穷举法设计程序 教学设计 第 4 页 共 7 页 八 教学评价八 教学评价 本节的评价隐含在教学的过程中 主要从两方面来进行 1 学生在课堂上与老师的互动 能否经过思考回答老师的问题 2 学生的学案中记录的学生的思维过程及学生完成程序的情况 九 教学反思九 教学反思 1 对教学思路 教学设计的反思 本节内容在课程标准中的相关要求是 1 了解穷举法的基本概念及用穷举法设计算法的基本过 程 2 能够根据具体问题的要求 使用穷举法设计算法 编写程序求解问题 教材采用了一个比较 复杂的 种树 问题引入 但学生对这种问题的兴趣不大 而且在数学方面的要求较高 学生第一次 接触穷举采用这个例子较难 因此在本节的教学设计上 注重例子的选择 希望以一个结构比较简单 典型的穷举程序来开始学习 因此 本课设计以 揭开密码被破解之谜 为主线 引起学生学习的兴 趣 从而引入 穷举法 的概念 通过阅读分析 密码破解 程序 归纳出用穷举算法的基本模式和 三个关键 程序实现穷举的基本过程 穷举法的特点 引导学生提出反 暴力穷举 的策略 同时也 为后面的穷举优化打下基础 通过 礼品问题 体验用穷举法解决问题的全过程 并进行穷举优化 通过这样的教学流程使学生能较快接受穷举法的思想 关键 并加以应用 较好达到教学目标 2 对课堂教学过程的反思 本节课的教学过程总体比较流畅 师生互动较多 学生的合作学习 自主学习能力有所体现 但 部分环节的时间掌握不够好 如引导学生提出对应穷举破解的策略 引导学生分析问题等 应做好引 导工作 活动的目的性及效率会更高 用穷举法设计程序 教学设计 第 5 页 共 7 页 附录一 教学流程图如下 附录一 教学流程图如下 游戏导入游戏导入 认识穷举认识穷举 3 3 分钟 分钟 教师活动 1 组织学生进行 猜密码 活动 2 引导学生口述游戏心得 3 小结穷举法定义 结束结束 学生 1 参与活动 积极思考 2 表述游戏心得 程序分析程序分析 发现规律发现规律 1515 分钟 分钟 教师活动 1 分析 破解两位密码 代码 归 纳穷举算法的基本模式和关键 2 引导学生知识迁移 分析穷举次 数 并提出反 暴力破解 的对策 3 引导学生理解用穷举法设计程序 的基本过程 3 4 5 引导学生理解穷举法设计程 序的基本过程 学生 1 1 阅读代码 认识穷举算 2 法基本模式及关键 3 2 分析穷举次数 提出 对策 4 3 了解用穷举法设计程 5 序的基本过程 1 学生分析问题 设 计算法 填写表格 2 根据分析完善程序 3 开始尝试优化 1 提出 礼品问题 2 引导学生进行分析设计 3 演示程序的修改及运行 及课件中的辅导功能 4 巡堂辅导 提示优化 学习资源 任务引领任务引领 体验穷举体验穷举 1515 分钟 分钟 1 提示学生优化方向 尝试 优化 比较优化前后穷举次 数 体验优化的效果 2 组织学生进行优化方案交 流 交流评价交流评价 优化穷举优化穷举 8 8 分钟 分钟 学生 1 学生听提示 尝试优 化 2 了解他人的优化方案 取长补短 1 通过演示文稿总结本节知 识内容 2 归纳同学们在解决问题过 程中常见问题 3 提出拓展思考问题 归纳总结归纳总结 拓展思考拓展思考 4 4 分钟 分钟 学生 1 知识总结 系统归纳 2 思考拓展问题 为下 节的学习作准备 开始开始 设计意图 通过学生猜密 码活动 让学 生体会穷举法 的基本思路 更有利于对穷 举法的理解 设计意图 本环节先由教师引导 学生阅读程序 了解 各语句的基本作用 为下一环节用穷举法 设计程序打下基础 并引导学生发现穷举 程序的共同规律 找 到穷举关键 设计意图 通过任务让 学生体验用 穷举法设计 程序的全过 程 设计意图 通过学生间程序运行结 果及穷举次数的比较穷 举 说明程序优化的必 要性 引导学生进行程 序优化 通过交流优化 方案 引导学生自我反 思 提高学生进行程序 优化的积极性 设计意图 通过知识总结 帮助 学生将知识系统化 提出拓展问题 为下 节的学习穷举方案的 选择作准备 用穷举法设计程序 教学设计 第 6 页 共 7 页 附录二 附录二 用穷举法设计程序用穷举法设计程序 学案学案 用穷举法设计程序用穷举法设计程序 学案学案 班别 班别 姓名 姓名 学号 学号 活动一 密码问题活动一 密码问题 穷举算法基本模式 穷举算法基本模式 For 穷举变量 1 to For 穷举变量 2 to If 条件 then 输出答案 Next 穷举变量 2 Next 穷举变量 1 破解三位密码算法关键 穷举变量 变化范围 验证条件 穷举次数与哪些因素有关 你能提出反暴力破解的对策吗 活动二 礼品问题活动二 礼品问题 班里要举行班级聚会 要用 600 元班会费为 50 名同学准备 50 份礼品进行抽奖 你要负责去购买 礼品 选定了公仔公仔 20 元元 个个 水杯水杯 15 元元 个个 和笔筒笔筒 10 元元 个个 三类商品 要求刚好用完刚好用完 600 元买元买 50 件件 礼品 每种礼品至少一件 礼品 每种礼品至少一件 这三种礼品的数量可以如何搭配 有多少种方案 环节任务 分析问题分析问题 要求解的问题是什么 涉及到哪些未知数和条件 能用常用数学方法解决吗 穷举算法三个关键设计 穷举算法三个关键设计 穷举变量 1 有多少个穷举变量 对应物品 2 各穷举变量的变化 范围是什么 变化范围 算法设计算法设计 3 答案所须符合的条 件是什么 编写程序编写程序打开打开 礼品问题礼品问题 程序 根据你的算法设计 程序中程序 根据你的算法设计 程序中 处应如何填写 处应如何填写 调试运行调试运