高三信息技术：算法与程序实现教学设计课件

信息技术·教学研讨高三信息技术：算法与程序实现教学设计算法·程序·思维·备考汇报人信息技术教研组2026年09月课程导览01算法认知奠基概念特征与Python语言基础02典型算法精讲解析、枚举、排序三大算法03程序实现落地流程图到代码的完整路径04考点备考升华命题趋势与分层备考策略算法与程序设计01算法认知奠基算法是程序的灵魂从概念到语言，打好算法学习地基算法是什么算法是程序的灵魂，程序是算法的实现算法是解决特定问题的一系列有限步骤的有序集合特定问题有限步骤有序集合特算法五大特征有穷性有限步骤内结束可行性每一步操作都可执行确定性每一步含义明确、无歧义输入有0个或多个输入输出至少有1个输出程算法与程序区别算法不等同于程序实现同一算法可用Python、C++等不同语言实现用计算机解决问题五步01提出问题明确要解决的目标›02分析问题通过抽象与建模界定和描述问题›03设计算法找出解决问题的方法和步骤，是核心环节›04编程调试选择程序设计语言编写程序并检查›05解决问题运行程序验证结果问题分析的实质是把现实问题转化为计算机可处理的模型，明确已知条件与求解目标。算法的四种描述方式起止框表示算法开始或结束输入输出框表示数据的输入或输出处理框表示运算和处理操作判断框表示条件判断，有多个出口流程线控制流程方向用图形与符号表达算法，让思路一目了然自然语言日常描述贴近日常，但易产生歧义流程图图形化图形化表示，形象直观，更易理解伪代码折中表达介于自然语言与计算机语言之间程序设计语言可直接运行可直接运行描述方式与符号是算法表达的两种基本功三大控制结构三种结构是算法的基本骨架，任何复杂算法都可由这三种结构组合而成。流程图中判断框用于产生分支，是选择结构与循环结构的核心符号。顺序结构3项依次执行按书写顺序逐条运行每步只执行一次不重复、不跳转线性推进前一步完成后进入下一步算法基本骨架选择结构3项条件判断依据条件结果决定走向分支执行不同条件进入不同分支判断框流程图中产生分支的核心符号算法基本骨架循环结构3项条件满足即重复反复执行同一段操作条件不满足则退出循环终止继续向下判断框循环结构的核心符号算法基本骨架Python语言基础梳理Python数据类型、变量与运算基础，为程序实现打底数据类型标识符示例整型int1、-15浮点型float3.14字符串型str'中国'布尔型boolTrue、False列表list[1,2,3]变量命名由字母、汉字、数字、下划线组成不能以数字开头区分大小写，不可用保留字运算符优先级算术运算>关系运算>逻辑运算赋值语句变量名=表达式可一次给多个变量赋值算法与程序设计02典型算法精讲三类算法，三种思维解析、枚举、排序逐一突破解析算法：公式直推结果以公式推演结果，是解析算法的思维内核解析算法体现“以公式推演结果”的思维模式，程序简洁、效率高，是算法实现的基础方法之一。根据问题条件建立数学模型，用数学表达式直接求解适用场景适用范围能直接找到公式或函数关系的问题解析算法体现以公式推演结果的思维模式，程序简洁、效率高，是算法实现的基础方法之一实现步骤三步走分析问题，抽象出数学关系写出正确的数学表达式转换为Python赋值语句鸡兔同笼：一题双解同一问题，两种解法，殊途同归两种思路，殊途同归，共同构成算法思维的基础框架解析法一步到位、效率高，枚举法逻辑直观、易理解，两种思路共同构成算法思维的基础框架。解析法4项设鸡x只、兔y只，列方程组x+y=352x+4y=94解得：鸡

23

只，兔

12

只一步到位效率高枚举法4项逐一假设鸡的数量枚举范围：鸡

1到34

只由兔=35-鸡

计算兔的数量验证条件：2×鸡+4×兔=94逻辑直观易理解枚举算法三要素定好范围与条件，枚举就有了方向枚举范围确定所有可能解的取值区间定范围枚举对象明确需要逐一列举的变量定对象验证条件判断当前对象是否为可行解定条件循环结构+分支结构嵌套循环结构负责“一一列举”分支结构负责“逐个检验”枚举是“以遍历逼近答案”的思维模式，适用于规模较小或难以用公式直接求解的问题。枚举典型案例水仙花数三位数各位数字立方和等于该数本身示例153=1³+5³+3³100到999质数判定输出1000以内所有质数检验逐一检验因数2到1000健康筛查遍历遍历BMI列表输出输出异常数据并提醒遍历整个列表三案例共同关键100到999、2到1000、遍历整个列表立方和相等、无其他因数、BMI超标第1步枚举范围第2步验证条件冒泡排序：相邻比较大数上浮相邻比较、大数上浮，是冒泡排序的内存逻辑排序算法是使用频率最高的算法之一，冒泡排序是其中最典型、相对简单的一种，为后续学习其他排序算法奠定基础。重复遍历数组，比较相邻元素，若顺序错误则交换每趟扫描将当前最大值"冒泡"到末尾较大的数逐步向末尾移动，如同气泡上浮双层循环外层循环控制轮数：共n-1轮内层循环比较相邻元素：每轮范围递减冒泡排序逐轮演示初始数据：4、2、8、0、5、7、3、9、11第1轮最大值

9

就位，序列末尾变为9→2第2轮次大值

8

就位→3第3轮7

就位→4依此类推每轮确定一个当前最大值的位置最终结果：0、1、2、3、4、5、7、8、9每轮比较相邻两元素，前大于后则交换，较大数逐步向末尾移动，如同气泡上浮。冒泡排序与选择排序对比对比项冒泡排序选择排序内层逻辑相邻两两比较每轮找最值交换次数多次交换交换一次双层循环结构相似结构相似认知要点大数上浮找最值就位两者双层循环结构相似，但内层逻辑与交换机制不同，共同构建完整的排序算法认知体系，为算法效率分析与优化策略学习奠定基础算法与程序设计03程序实现落地让算法真正跑起来从流程图到代码的完整闭环解析算法程序实现把数学表达式翻译成赋值语句，程序就写出来了解析算法程序简洁、执行效率高，是数值计算类问题的首选思路。解析算法：从设变量到写出赋值语句，三步即可完成程序实现实现步骤1根据题意设变量，明确输入与输出2用数学表达式描述求解关系3转换为

Python赋值语句鸡兔同笼实例（已知头35、脚94）输入head=35,foot=94计算兔=(foot-2×head)/2计算鸡=head-兔输出鸡与兔的数量枚举算法程序实现循环负责列举，分支负责检验1步骤01外层循环范围枚举鸡的数量从

1

枚举到

342步骤02计算兔的数量已知关系推算兔=35-鸡3步骤03分支判断条件验证若

2×鸡+4×兔==94，则输出结果关键要点for循环

实现范围枚举if语句

实现条件验证善于利用已知关系减少循环层数，如本题兔可由鸡直接推算，无需双重循环冒泡排序代码实现双层循环嵌套，比较交换一气呵成冒泡排序的核心是双层循环：外层定轮数，内层比相邻，条件满足即交换实现结构外层循环i控制排序轮数，共

n-1

轮内层循环j控制每轮比较范围，从0到

n-i-1交换判断若

data[j]>data[j+1]，则交换两元素教学难点变量与位置的对应内层循环变量

j

与数据位置的动态对应边界条件的含义边界条件

n-i-1

的含义：未排序区长度运算符的区分注意区分

"<"

与

"<="，防止列表索引越界冒泡排序的优化策略好算法不止能跑通，还要跑得快好的算法不止能跑通，更要通过优化策略跑得更快核心优化方法01提前终止设置标志位

swapped，若某轮无任何交换，说明已有序，立即结束02优化效果最佳情况（原数组已有序）时间复杂度降至

O(n)03缩小范围每轮结束后未排序区长度递减算法优化意识01效率对比不同实现的效率02权衡理解时间与空间的权衡03边界体会算法实现的可扩展性与边界条件的重要性算法效率与时间复杂度时间复杂度衡量算法运行时间随数据规模增长的趋势冒泡排序常规实现O(n²)冒泡排序优化实现最佳情况O(n)枚举算法优化方向枚举算法效率不高，减少循环层数、缩小枚举范围是显著优化方式数据规模对运行时间有直接影响，算法效率分析的目的是在保证正确性的基础上追求更高的执行效率，体现

"时间与空间权衡"

的工程思维程序调试与验证先跟踪分析、再编码运行、后观察验证程序调试与验证：手动追踪→代码对应→边界测试→结果验证“程序验证是检验算法正确性的重要手段，养成规范的调试习惯，理解算法实现需要严谨性。”01手动追踪用具体数据模拟算法执行记录每步数据变化02代码对应将代码片段与算法描述精准对应03边界测试修改数据规模时检查循环条件是否同步调整04结果验证运行程序并核对输出是否正确从算法到程序的完整闭环一条主线贯穿始终：从抽象到代码，再到优化1问题分析界定问题，明确输入、处理与输出2算法设计用流程图或伪代码描述步骤3程序实现用Python语言编写代码4调试运行验证结果并修正错误5优化改进分析效率并改进算法这一完整流程让学生经历从抽象到具体、从思维到代码的全过程，形成规范的编程思维习惯。备考策略与提升04考点备考升华读懂命题，精准备考把握趋势，分层突破高考命题三大趋势梳理高考信息技术算法模块命题趋势，明确备考方向命题特点：简单算法程序实现题多结合实际应用情境，注重算法思维的清晰性与程序实现的准确性代码分析加补全流程图情境化命题上升以实际生活问题为载体，如成绩统计、信息管理。成绩统计信息管理强调问题解决算法分析代码填空程序改错算法优化突出算法效率关注数据规模与算法效率的适配性。数据规模算法效率高频考点梳理典型算法解析算法、枚举算法、冒泡排序原理与实现算法优化枚举范围优化、冒泡排序提前终止算法概念五大特征四要素描述方式流程图符号识别判断输出补全流程图控制结构顺序结构选择结构循环结构Python基础数据类型变量命名运算符优先级典型题型解析认清题型，才能对症下药应对思路读懂题意理清逻辑动手模拟谨慎验证概念辨析题考查算法特征、数据类型等核心概念，重在准确流程图判断题根据流程图推断输出结果或补全条件代码分析题阅读程序，分析功能与运行结果代码填空与改错补全关键语句，修正逻辑错误算法设计题根据问题情境设计算法并实现分层备考策略第一层夯实基础层目标定位：打牢基础，稳拿基础分熟练掌握Python基础语法、条件与循环语句、流程图识读第二层强化进阶层目标定位：独立解题，突破中档题独立完成解析、枚举、排序算法的分析与实现第三层冲刺提升层目标定位：优化对比，冲击综合题进行算法对比与优化，完成综合性算法任务通用建议知识体系化梳理绘制概念图谱精练加精讲通过典型例题提炼算法模型变式