算法与程序设计

岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第1页共59页第1章第一节了解计算机解决问题的过程一、教学目标知识1、让学生了解算法、枚举法、程序设计语言、编写程序和调试程序等概念。2、让学生知道对现实问题的自然语言的描述，特别是类似程序设计语言的自然语言描述。3、让学生理解分析问题、设计算法、编写程序、调试程序这一用计算机解决问题的基本步骤，认识其在算法与程序设计中的作用。技能1、培养学生调试程序的能力。2、培养学生合作、讨论、观摩、交流和自主学习的能力。情感通过“物不知数”、“韩信点兵”等富有生动情节的实例和探究、讲授、观摩、交流等环节，让学生体验用计算机解决问题的基本过程和乐趣。二、内容分析“算法与程序设计”是普通高中信息技术的选修模块之1，它的前导课程是信息技术的必修模块“信息技术基础”。学生在“信息技术基础”模块里已经学习了计算机的基本操作，掌握了启动程序、窗口操作和文字编辑等基础知识。学生可以利用上述的基础知识，用于本节课的启动VISUALBASIC程序设计环境，输入程序代码，运行程序等操作。本节课“计算机解决问题的过程”是“算法与程序设计”模块的第一节课，上好这节课是使学生能否学好“算法与程序设计”这一模块的关键。本节课的教学目的是让学生理解分析问题、设计算法、编写程序和调试程序等用计算机解决问题的基本过程，认识其在算法与程序设计中的地位和作用，它也是后续课程如模块化程序设计、各种算法设计等课程的基础。岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第2页共59页与本节课相联系的旧知识是计算机的基本操作中鼠标、键盘操作，启动、关闭程序，窗口、菜单操作和文字编辑等基础知识，还有高一数学模块三中算法和流程图等知识。3、学情分析经过高一年级对信息技术课程的学习，学生对计算机都有了一定的了解，并具备了一定的计算机操作能力。并且在高一数学模块三中学习过算法和流程图等内容，还初步了解了面向过程的三种结构，因此学生对本节内容并不陌生，只是缺乏深入和系统的学习和研究。4、设计思路本节课是一堂理论性的课，如果单纯由教师讲解就会显得比较枯燥，因此本堂课的设计思路是从经典的问题入手，体验手工计算的局限性，从而引出利用计算机解题的必要性，体验计算机解题的各个环节，最后得出结论，达到理解的目的。教师的主要任务在于积极引导，调动学生的积极性。三、教学过程描述教学环节及时间教师活动学生活动设计意图引入部分提问老师小时候经常玩耍的内容是掏鸟窝、玩泥巴、打陀螺等等，同学们现在经常玩的内容是什么呢老师看来同学们玩的内容都与一样东西联系紧密，这样东西是什么呢学生们踊跃回答，如玩电脑游戏、QQ聊天、上网、听MP3、看MP4等等异口同声电脑利用学生感兴趣的话题，激发学生的学习兴趣，引入课题。岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第3页共59页老师有调查结果显示，三分之一的人认为自己离开电脑和互联网无法生活。提问在惊叹计算机的神奇和享受的欢乐的时候，你是否了解计算解决问题的基本过程有没有思考过其中的奥妙呢窃窃私语，回答没有或不清楚（一）手工解题首先，我们来看看人解决问题的过程是怎样的，先来看一个古典的问题，我国古代数学名著孙子算经中有一个“物不知数”的问题今有物不知其数，三三数之剩2，五五数之剩3，七七数之剩2，问物几何思考、演算提出问题分析问题把学生分为8个学习小组，分组讨论，并利用已学过的数学知识找出题目已知什么求什么、写出求解问题的解题步骤。并填写“探究问题记录表。见附录1讨论、探究填写记录表培养学生合作、讨论、交流和自主学习的能力写出算法引导学生从最简单、最容易想到的枚举法入手。并从中总结出枚举法的算法，解释并写出算法。见附录2深入探究了解枚举思想与算法及其描述方式岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第4页共59页手工计算写出“用3除余2”的数2，5，8，11，14，17，20，23，26，29，其中，“用5除余3”的数8，23，其中，“用7除余2”的数23，计算、观察体验人工计算过程，为后面引入用计算机来解决问题作好铺垫得出结果由此得到，23是一个最小的解检验结果提问那么比23大的下一个解是多少呢试验以后发现，是要花些时间的。如果是比较大的数，例如一万以上，那就很费力了。疑惑引出新问题（二）计算机解题下面我们来看一个数据量比较大的问题韩信是我国西汉初著名的军事家，相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少，韩信回答说，每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人，17人一列余8人，刘邦听后茫然而不知其数。茫然以生动并富有挑战性的问题，激发学生学习兴趣分析问题教师上面的结果接近两万，人工计算要很长时间，如果要你们来解决这个问题，你们有什么好回答用计算机解题认识计算机解题的必要性岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第5页共59页的办法吗写出算法给几分钟时间，让学生分析上述问题并写出算法，在前面算法的基础上，学生很快写出算法。熟悉算法及其描述方式，认识算法的重要性编写程序老师要计算机解决问题有了算法还不行，还要把算法翻译成计算机能够认识的程序。展示程序见附录3期待、观看了解由算法到程序的过程调试程序教师“程序编好以后，通过键盘输入计算机，运行程序看是否有错误，然后修改程序，直到得出正确结果的这个过程叫调试程序。”演示启动VISUALBASIC程序设计环境，输入程序代码，进行调试，生成执行文件。观摩、跃跃欲试通过生动直观的演示，激发学生对学习算法与程序设计的兴趣得出结果运行程序，得到结果18232惊奇自主探究把程序代码分发给学生，让学生上机调试运行程序，教师个别指动手操作培养动手能力激发学习兴趣岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第6页共59页导。总结“学习了用计算机解决问题的过程，那么它和手工解题有什么关系呢思考、回忆分组探讨人工求解问题和用计算机求解问题的异同，并把讨论结果记录在“求解问题的方式讨论记录”表中。见附录4分组探讨讨论总结教师提问23个小组的讨论结果，并引导出大致如下的形式结果。填写记录表见附录5比较人与计算机解题过程的异同，得出计算机解决问题的过程课堂总结总结本课学习内容，梳理应掌握的知识，展示计算机解决问题的过程。具体问题分析问题设计算法调试程序编写程序得出答案岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第7页共59页课后延伸1、有若干只鸡兔同在一个笼子里，从上面数，有35个头；从下面数，有94只脚。求笼中各有几只鸡和兔分析问题，列出数学表达式写出解题算法2、“韩信分油”游戏“3斤葫芦、7斤罐、10斤油篓分一半”，就是用3斤、7斤和10斤这样三种容器来分出两个5斤，要怎么分，试写出步骤。四、教学反思1、整个课堂教学气氛非常活跃，条理清楚，不同层次的学生都能积极参与到课堂讨论中来。主要得益于两个方面一是利用两个生动且富有挑战性的经典问题，二是教师的演示和学生动手调试程序环节，将学生牢牢的吸引住；同时本课很多内容都是基于高一数学模块三中的已学知识，知识点的难度小。如算法及其描述方式在高一数学中已有介绍，所以整堂课学生的参与度高。2、学生动手调试程序环节如果把握不好，容易超时和失控。附教学资源、学生学习过程及典型成果1、探究问题记录表分析问题找出已知和未知、列出已知和未知之间的关系写出解题步骤结果2、“物不知数”问题算法令X为1。如果X整除3余2，X整除5余3，X整除7余2，这就是题目要求的数，则记岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第8页共59页下这个X令X为X1（为算下一个作准备）如果算出，则结束；否则跳转到第步写出答案3、“韩信点兵”源程序代码PRIVATESUBCOMMAND1_CLICKDIMXASINTEGER,YASINTEGERX1Y0DOIFXMOD31THENIFXMOD52THENIFXMOD74THENIFXMOD136THENIFXMOD178THENYXENDIFENDIFENDIFENDIFXX1LOOPUNTILY0PRINT“韩信统御士兵数“YENDSUB4、关于求解问题的方式讨论记录求解问题的方式相同点不同点人工求解问题岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第9页共59页用计算机求解问题5、学生填表大致结果求解问题的方式相同点不同点人工求解问题对题目进行解答、运算速度慢、不需要计算机等用计算机求解问题分析问题、设计算法、得出结果、验算结果等编写程序、调试程序、运算速度快等6、“韩信点兵”执行程序HXDBEXE第1章第二节算法和算法描述一、教学目标（1）、知识与技能目标、了解算法的基本概念和特点；、掌握算法的描述方法；能用自然语言、流程图、伪代码描述算法；（2）、过程与方法目标通过分析实际生活中的问题，理解和熟悉自然语言、流程图和伪代码等清晰描述解决问题的过程，确立算法的概念；（3）、情感态度价值观目标、通过对生活中具体实例的分析和解决，激发学生的学习兴趣。培养学生的自主探究能力；、通过算法描述，锻炼学生自行分析问题及解决问题的能力，培养学生严谨的思维习惯；、增强学生的逻辑思维能力和表现意识，鼓励学生分享思想和反思自我的学习理念。二、内容分析本课是高二第一章的内容，也是整个算法与程序设计模块的基础知识，本节内容对后续章节的学习起着十分重要的作用，让学生从整体上计算机解决实际问题的岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第10页共59页过程；因本节内容在高一数学模块三第一章中学生已有初步接触，比较简单，教师可根据具体情况有所深入地进行授课。本节课是一堂理论性的课，又缺乏理论的深度，如果只由教师讲解就会显得比较枯燥，因此本堂课的设计思路是从具体的案例入手，引导学生进行思考、讨论，最后得出基本的结论，形成一定的概念，达到理解和应用的目的。教师的主要任务在于积极引导，调动学生的积极性。三、教学过程教学阶段教师活动学生活动设计意图一、引入1、出示渡河游戏，要求学生给出解决的办法。2、怎样在全班同学中找出最高的同学积极参与，发表观点，说出解决的办法。运用学生感兴趣的事物，激发学生的学习兴趣。二、新课讲解（一）算法的概念通过总结两个实例的算法分析过程，引出算法的概念。观看课件，与教师探讨算法的意义。引导学生将感性认识提升为理性认知。（二）算法的特征展示高一数学模块三第一章的三个例题，找出算法还具有两个特点一个算法有0或多个输入、1或多个输出。继续总结渡河游戏，得出算法具有有穷性、确定性和可行性。思考和分析范例，领会算法的特征。回顾实例，寻找规律，共同总结。调动学生对生活的认识和体会，融入对算法的学习和理解。（三）算法的表示自然语言利用渡河实例，细致分析算法，介绍自然语言描述算法设计。领会算法设计的过程提出问题、分析问题、设计算法。提出问题“求三个数中值最大的数。”分析问题用自然语言描述出算法。分步骤讨论和分析，会运用自然语言设计实例的算法。对实例进行初步算法设计，自然语言易于理解，为后续其他抽象描述方法作铺垫。（四）算法的表示流程图总结自然语言的优缺点，引出流程图的表示方法，介绍流程图的基本结构，分析其逻辑关系的表示。积极探索、分析，运用流程图描述该问题的算法。对比学习，加深对各类算法设计描述方法的认识，培养岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第11页共59页提出问题“求三个数中值最大的数。”分析问题用伪代码描述出算法。学生设计算法的能力。（四）算法的表示伪代码通过分析流程图不易被转换为计算机语言，并且表示复杂的问题时较麻烦，对比引出伪代码。介绍伪代码对算法的描述方法，针对赋值指令、循环指令、条件指令和输入、输出指令以及关系运算符和逻辑运算符讲解一般格式。提出问题“求三个数中值最大的数。”用伪代码描述出算法。观看课件，积极参与分析，结合已学程序设计的三种结构，体会伪代码的基本指令。积极分析指令语句含义。引导学生掌握伪代码中的指令语言，以自然语言描述实例为基础，进一步运用伪代码描述，提高学生对算法的理解。三、归纳总结总结算法的概念和特征，以及算法设计的表示。回忆，记录总结本课学习内容，梳理学生应掌握的知识。四、课后延伸回顾高一数学模块三中介绍求两个正整数的最大公约数的两种经典方法“更相减损术”和“辗转相除法”，同时给出两组数据分别求他们的最大公约数（12，16）、（2678945、465）。分组讨论，展示各组设计方案。同种描述算法的方法对比，分析各组设计出的算法是否最佳。互相讨论、积极探究，分组以两种不同的算法求两组数据的最大公约数，并进行总结反思。发现对于第二组数据，“辗转相除法”算法的效率明显高于“更相减损术”。让学生发现解决同一个问题的算法不是唯一的，选择不同的算法编写的程序，计算机运行的效率会有很大的差异。从而让学生体会到算法的设计在应用计算机解决问题的过程中的重要作用。第1章第三节程序和程序设计语言一、教学分析本节涉及到基础知识较多，所以要循序渐进，从一个简单的求圆的面积的程序入手，从中分析程序一般包括的四部分，基本数据类型、常量与变量，运算符、函数和岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第12页共59页表达式，同时结合实际联系来加强对这些新知识的巩固。二、教学重点、难点重点理解程序常用的基本数据类型，常量与变量，运算符和表达式等。难点运用VB语言和算法设计程序分析并设计问题的过程三、教学过程（一）创设情境、导入新课提出一个问题“求半径为R的圆的面积”然后要学生讨论怎么编程，从哪一步入手去进行编程工作呢引导学生思考，编程过程分为几步，就像我们想要喝水，分析看看需要几步（烧水沏茶喝水）（1）首先要对问题进行需求分析；（2）然后为问题设计一个正确的解题方法和步骤；（3）最后通过程序设计语言完成所需的操作步骤。用自然语言描述算法如下1输入圆的半径2利用公式“圆的面积圆周率（圆的半径的平方）”计算圆的面积；（3）输出圆的面积。用VB编写出上述程序，让学生注意观察程序的组成结构及其功能，并思考给出的问题程序共有多少行，每一行的作用是什么按语句的作用区分，此程序包含几个部分（2）讲授所知考察上述程序，学生可以看到程序的代码，了解程序就是由这样的一组语句组成。每一个语句都是按照一定的规则书写。然后再展示用VB编写的小软件，如（1）演示“计算器”程序（2）演示“语音”程序激发学生学习程序和程序设计语言的兴趣，引入课程（三）拓展实践设计房租收费程序,其要求是住房面积80平方米以内（含80平方米）,每平方米收费3元,住房面积超过80平方米时,超过部分,每平方米收费5元输入住房面积数,输出应付的房租（1设计算法用S表示房面积数,以M表示应付的房租,算法如下1输入S的值2如果“S终值时停止循环初值终值，步长为负，循环变量的值KEYTHENJMID1用分支结构实现。2继续进行重复查找的条件IJ，用循环结构实现。教学步骤五构建对分查找的流程图教学步骤六对分查找算法的初步程序实现。教师事先设计好VB窗体，学生只需要在相应的程序体输入代表算法思想的关键语句。附主要程序体PRIVATESUBCOMMAND2_CLICKDIMKEYASINTEGER,MIDASINTEGER,IASINTEGER,JASINTEGERKEYVALTEXT1TEXTI1J10DOWHILEIDMID,那么IMID1否则JMID15、重复上述的3,4步，直到I超出J或者理解为I3）递推S1,S2,返回12345678910123581321345589任务2算法描述（由学生完成）评价与展示评价与展示学生任务，最后展示参考流程图与伪代码拓展1若10级台阶每次可上1级或2级或3级，又有多少种上法基本情况描述1级台阶11种2级台阶11，22种3级台阶111，12，21，34种用数据方法推导解决过程，建立解决问题的数学模型（建模）岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第50页共59页课堂小结我们今天所学习的算法是“递归算法”，我们谈谈什么是递归算法，递归算法有什么特点。师生讨论，共同小结1、递归算法是数值层层调用实现的，当达到最底层后，再将值层层向上返回。递下去，收回来，简称递归2、必须有个递归结束条件（有个该收回来的条件确定的值）巩固和发展本节课的学习内容。拓展资源主题网站第4章面向对象程序设计初步第一节初识面向对象程序设计思想源程序分析PRIVATESUBFORM_CLICKDIMIASINTEGER,NASINTEGERDIMSTNAMEASSTRINGDIMSC1ASINTEGERDIMSC2ASINTEGERDIMSC3ASINTEGERDIMTOTALASSINGLEDIMPROMPTASSTRINGNVALINPUTBOX“输入学生数“PRINT“姓名“VBTAB“成绩1“VBTAB“成绩2“学生成绩1VBP岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第51页共59页VBTAB“成绩3“VBTAB“加权总分“VBTAB“证书类型“FORI1TONSTNAMEINPUTBOX“输入第“I“位同学的姓名“SC1VALINPUTBOX“输入该同学的软硬件基础成绩“SC2VALINPUTBOX“输入该同学的文字处理技巧成绩“SC3VALINPUTBOX“输入该同学的网络技术应用成绩“TOTALSC102SC205SC303PROMPTSTNAMEVBTABSTRSC1VBTABSTRSC2VBTABSTRSC3VBTABSTRTOTALVBTABIFSC185ANDSC285ANDSC385THENPRINTPROMPT“优秀“ELSEIFTOTAL70ANDSC160ANDSC260ANDSC360THENPRINTPROMPT“合格“ELSEPRINTPROMPT“不合格“ENDIFENDIFNEXTIENDSUB输出表头DIMSTUASNEWSTUDENTDIMNASINTEGER学生成绩2VBP岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第52页共59页PRIVATESUBCOMMAND1_CLICKDIMSTURECASSTRINGDIMSTNAMEASSTRINGDIMSC1ASINTEGERDIMSC2ASINTEGERDIMSC3ASINTEGERSTNAMETXTNAMETEXTSC1VALTXTSCORE1TEXTSC2VALTXTSCORE2TEXTSC3VALTXTSCORE3TEXTCALLSTUSETINFSTNAME,SC1,SC2,SC3STURECSTUGETNAMEVBTABSTURECSTURECSTUGETSCORE1VBTABSTUGETSCORE2VBTABSTUGETSCORE3STURECSTURECVBTABSTUGETTOTALVBTABSTUJUDGELIST1ADDITEMSTURECNN1LABNCAPTIONN1TXTNAME“TXTSCORE10TXTSCORE20TXTSCORE30按“处理”按钮事件将学生的信息赋给对象输出结果文本框清零岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第53页共59页TXTNAMESETFOCUSENDSUBPRIVATESUBFORM_LOADLABNCAPTION1ENDSUB初始化，并在列表框中输入表头对象1、具有唯一可识别的标识2、具有属性3、具有行为（方法）类是具有相同操作功能和相同的数据格式的对象的集合。第二节面向对象程序设计一、教学目标1理解对象、窗体和控件的概念，掌握建立控件对象的一般步骤，了解对象的命名规则。2知道对象的三要素，知道读取和设置对象属性的方法，知道调用对象方法的格式，知道事件过程的格式。3了解事件驱动设计思想和面向对象的设计方法。二、教学重点1对象、窗体、控件、属性、方法、事件等基本概念。2对象三要素及事件驱动设计思想。教学难点位图图像存储容量的计算三、教学过程课程导入岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第54页共59页1、说出所指的窗口的名称。2、请把下列窗口名称和窗口的功能用线一一对应联起来。工具箱窗口设置对象的各种属性窗体设计器窗口管理程序中的各类文件工程管理器窗口进行程序界面的设计属性窗口提供设计程序界面的工具代码窗口显示和编辑程序代码新课讲授前面我们已经熟悉了VB的操作界面和VB中窗口的不同功能，而VB又是一种面向对象的程序设计语言，那么构成一个完整的VB应用程序主要是由对象来组成的，而每个不同的对象都有各自的窗口来进行编辑。1、对象提问什么叫对象、窗体、控件对象就是在VB系统中设计好的窗体（FORM）、控件、菜单、打印机、剪贴板和数据库等，而使用最多的对象是窗体和控件。窗体应用程序的基本构造模块，在程序运行时，是人与程序交互操作的窗口。控件指用工具箱中的工具在窗体中画出的、能实现一定功能的部件。演示（）对象的建立建立命令按钮控件单击工具箱中绘制命令按钮控件的工具。将指针移到窗体适当位置，指针变成十字线，拖动指针画出一个大小合适的方框。释放左键。命令按钮控件就完成。岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第55页共59页选定命令按钮控件单击命令按钮控件，在控件的四周有个小方块，表示为活动控件。C移动命令按钮控件先选定，再拖动命令按钮控件，可改变命令按钮控件的位置。D改变命令按钮控件的大小先选定，再拖动命令按钮控件四周的小方块可改变控件的大小。总结通过同样的方法建立标签控件、文本框控件、定时器控件等。演示练习1在窗体上设计2个命令按钮、1个文本框控件、1个标签控件和1个定时器控件；并操作任一个控件（选定、移动、改变大小）。（）对象的命名提问为什么要给对象命名每个对象都要有自己的名字，有了名字才能在程序中引用该对象。在建立对象时，提供缺省名COMMAND1,COMMAND2,LABEL1等为了容易理解，最好给对象设置一个有意义的名字。对象的类型意义前缀名字举例ORM窗体FRMFRMFINDCOMMAND命令按钮CMDCMDOKLABEL标签LBLLBLINPUTTEXTBOX文本框TXTTXTSOURCETIMER定时器TMRTMRCLOCK对象命名约定对象名由个小写字母组成的前缀（指明对象的类型）和表示该对象作用的缩写字母组成。对象命名注意岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第56页共59页在同一窗体中不同对象的名字不允许相同。演示练习2通过在属性窗口设置名称属性来给对象命名，把FORM1改名为FRMFIND,COMMAND1改为CMD1，COMMAND2改为CMD2,TEXT1改为TXT，LABEL1改为LBL1,TIMER改为TMRCLOCK。2、对象的三要素属性对象的性质方法对象的动作事件对象对外部操作的响应类比小孩玩的气球属性大小、颜色、有无充气等方法放气、上升事件气球对刺破事件的响应是放气（响声）正在播放中的录音机属性大小、形状等方法正在播放音乐事件按“STOP”键的响应是停止播放。1）属性（对象的性质）属性说明BACKCOLORFORECOLOR设置对象的背景（前景）颜色FONT设置对象上文本的字体、字号等NAME设置对象的名称CAPTION设置对象上显示的文本岳阳县第三中学信息技术教研组信息技术选修1算法与程序设计第57页共59页WIDTHHEIGHT设置对象的宽度（高度）LEFTTOP指定控件左上角的横（纵）坐标MAXBUTTONMINBUTTON设置窗体能否最大（