《编程解决问题》教学设计1

《编程解决问题》教学设计教材上海科技教育出版社课程《信息技术基础（必修）》学年2010年~2011年上课时间2011年5月上课周数章节第3章信息的加工与表的编程解决问题授课班级授课教师计划学时1课时课标要求（1）了解利用信息技术获取、加工、管理、表达与交流信息的基本工作原理。（2）能熟练运用信息技术，有计划的合理的信息加工进行创造性探索或解决实际问题。教材分析1、本课教材选用上海科技出版社出版的《信息技术基础》（必修）中的第三章第三节“编程解决问题和智能信息处理”中的第二小节“编程解决问题”。2、本小节内容是在在掌握信息获取之后，处于信息的加工是一个非常重要的环节，其中信息的编程加工是信息加工的一种重要形式。了解计算机处理信息的一般过程或软件分类的基础上，作知识部分的提升。主要偏向于计算机技术的专业知识，编制相应的计算机程序来解决现成软件不能解决的特殊问题。3、本小节内容教学的关键是让学生感受计算机程序解决实际问题的独特作用，体验计算机编程的内在魅力，以激发学生努力学习新知识的兴趣。并作为《算法与程序设计（选修）》的铺垫，把握信息技术基础模块在介绍程序设计方面的“度”——既不能涉入过深，又要让学生大致地知道这么一种解决问题的方法。学情分析本校高一年级学生通过前面用现成软件进行信息处理加工、集成的训练，并在本节中的第一小节作了计算机进行信息处理基本方法知识的分类和程序的概念的认识。再加上所教学生大部分来自城市，贵阳市初中信息技术的训练，学生具有一定的基本功，动手能力较强，思维较活跃，也乐于接受新鲜事物。对编程涉及的一些数理逻辑基础知识有了一定了解。在教学设计中应该注意这一现象。但高一年级学生仍没有任何编程语言基础知识,对于程序代码的认识与编写也只能是了解与尝试，重在了解编程加工的过程。由于以上原因，在教学设计中我准备不采用教材上画平抛运动轨迹的程序设计，通过学生在数学课中刚学习的画函数图像的方法和步骤，引入课题，说明问题。引导学生到计算机画函数图像的方法和流程的学习上。教师构想根据新课标要求，分析教材和学生情况，制定与本校切实可行的校本教学。本节设想以下方式完成教学目标。1、从我校科技文化周上大家非常感兴趣的活动“机器人对功”竞赛活动或直接观看机器人的简单动作引入。借助这一条件，引发学生兴趣，激发学生学习欲望。2、跟学生展示控制机器人的程序，和后续活动中用到的程序设计语言区分开来，避免学生建立“编程=VB”的片面观念，并且引入新知识的学习。3、利用VB编写程序实现数学中画函数y=x2图像的问题为主线，制作一系列的交互活动，加工得步骤相互紧扣，让学生体验信息的编程加工的整个过程。4、在画函数图像的主线活动中，通过一个智能游戏“教士过河”的游戏来阐述算法的概念。已求引发学生兴趣，解决教学中的难点：算法的概念。5、在教学过程中，注意各个环节中学生的反应，并根据其情况，教师对课堂学生的反应得到相应的评价，及时灵活调整教学策略。6、设计学案作为教学过程学生活动和拓展活动的材料（内容包括函数画图程序在vb中的简单操作、教学中修改程序的位置、填充拓展编成活动完成任务），对学生起到监督和活动推进作用。并在学案中设计一个不需要过多了解程序细节，就可完成的拓展编程活动，让学生掌握编程加工的整个过程。并在下节课前作学生作业的展示评价。教学目标知识与技能1、初步掌握利用计算机程序解决问题的步骤。2、了解表示算法的描述方法，明确算法与设计语言的关系。3、能够根据简单问题，用NS流程图表示算法。过程与方法1、尝试运行程序，初步了解程序执行的主要过程。2、思考总结信息编程加工一般过程。情感态度与价值观1、感受利用计算机程序加工信息的独特魅力。2、客观认识程序设计的本质，消除对编程加工信息的神秘感与畏难心理。3、通过实践能够体验编程的快乐与痛苦，了解程序设计的价值。教学重点让学生体验通过编程实现计算机加工信息的整个过程，知道利用计算机加工信息的步骤和基本思想方法。教学难点理解人的思维在计算机中发挥的作用，理解用算法描述实际问题。教学方法讲解示范法、任务驱动法、分层教学法、学案引导课前准备1、教学用PPT和机房多媒体教室系统。2、科技文化周上大家非常感兴趣的活动“机器人对功”竞赛活动视频。3、nxt2.0program机器人控制程序、“智力过河”游戏和辅助教学学案教学过程教学阶段教师活动学生活动及反应评价教学意图导入课题[教师设问]1、在本周的科技文化活动中，你们认为最精彩的具有特色的现代技术活动节目时什么？（让学生注重“特色的现代技术活动”）（ppt展示）2、“有谁知道机器人是什么在控制着它的动作吗？”（ppt展示）3、“大家真厉害，那我就给大家展示一下控制机器人的程序！”（ppt展示）[教师讲述]大家生活在现代社会中，现代的许多技术产品都要归功于软件的发展，如：娱乐的MP4，手中的PSP游戏机，以及在网络世界中尽情的遨游等等，而软件的重要基础就是程序设计！”。上面的机器人程序，都是人事先编好模块化的程序流程，机器人的设计开发者根据实际面临的各种情况事先设计好，让机器去运行。实际上我们在面临各种问题的时候，可以使用很多种程序设计语言来表述问题的解决过程。下面我们将用选用VB程序设计语言来解决一些数学上的问题，这就是我们将要学习的《信息的编程加工》1、让学生回答，并作引导，让后学生通过观看活动视频片段，使学生回忆“机器人对功”竞赛活动。2、引导回答：程序。3、学生观看nxt2.0program机器人程序，看机器人模块程序，学生应该回答：非常简单。引发学习热情。（教师观察学生的热情程度）考虑到学生第一次接触编程，不要提面向对象等专业性很强的特点，学生听了反而糊涂意图1：从我校科技文化周上大家非常感兴趣的活动“机器人对功”竞赛活动或直接观看机器人的简单动作引入，借助这一条件，引发学生兴趣，激发学生学习欲望。吸引住学生的注意力，加之机器人与程序设计的紧密关系，能自然的引入本课的主题，学生的学习兴趣一下子就激发了出来。意图2：避免学生建立“编程=VB”的片面观念，从而引入新知识的学习。体验活动学习新知体验信息的编程加工的整个过程（ppt展示）[教师讲述]1、编程加工：利用某种计算机语言，对解决问题的方法和步骤进行描述，然后通过调试和修改得到可实现加工目标的程序，最终解决问题。（ppt展示）2、展示问题：利用VB编写程序实现数学中画函数y=x2图像的问题？（ppt展示）3、下面我们一起通过数学中画函数问题的程序来了解信息编程加工的一般步骤：一、需求分析：确定要解决的问题，即要计算机“做什么”，是利用计算机解决问题过程中最基础、最重要的工作。需求分析中大体要明确以下三点：1)明确问题的要求：画函数图像2)分析已知的信息：函数y=x23)确定输出的内容：函数y=x2的图像（PPT表格列出）分析、回答问题，弄清用计算机解决画函数问题的要求、已知条件和输出结果分别是什么借助高一学生正在学习函数图像知识的背景，画学生熟悉的y=x2函数图像程序入手，能唤起学生求知欲望，产生学习兴趣。二、算法分析和设计1、明确了需求，接下来，就是算法设计。那么什么是算法呢？我们在之前玩一个智力过河的小游戏游戏规则：三个教士和三个妖怪乘只能容两人的小船过河，如果在河岸妖怪多余教士，教士将被吃掉。请思考如何才能让三个教士和三个妖怪到达河对岸。（PPT展示）所以我们在玩之前，对这个问题的解决方法要了解，这样才便于问题的解决。在计算机的世界里面，我们把解决问题的方法和步骤叫算法，算法不仅是指计算的方法，而且还包含从何处着手、解题步骤以及结果处理等全过程。算法设计是整个编程的核心。【知识提炼】体验“智力过河”小游戏，找到解决问题的方法。第一次：两只妖怪过河，下一只返回；第二次：两只妖怪过河，下一只返回；第三次：两个教士过河，下一个教士，带回一只妖怪；第四次：两个教士过河，妖怪返回；第五次：三只妖怪依次乘船过河。意图1：通过小游戏的体验，理解算法的概念。体验活动学习新知事物的抽象：实际上就是通过数据抽象和数据建模，将生活中的事物用符号和数据表示，从而使计算机可以运算与处理。这是程序设计的前提。算法：简而言之就是解决问题的过程与方法。同一个问题往往有多个算法，程序设计追求的是最优算法。因此它是程序设计的核心。2、数学课中是如何画函数图像的？请同学动手用在画图软件中画函数的图像y=x2根据学生的归纳总结数学课中画函数图像的方法和步骤，来引入的描述方法，算法可以使用自然语言、伪代码、流程图等多种不同的方法来描述。如：（PPT展示）实例算法的描述方法自然语言描述法伪代码描述法流N-S流程图描述法画函数的图像y=x21）作直角坐标系、标明长度单位2）根据函数求值；多求值、多描点3）连接函数点，成像1）用图像指令定义坐标系。2）用图像指令画坐标纵横轴图像。3）循环,求函数的坐标点，用图像指令画点。PPT展示学生回想总结出数学课中画函数图像的方法和步骤：1）作直角坐标系、标明长度单位2）根据函数求值；多求值、多描点3）连接函数点，成像参看教科书，师生一起完成N-S流程图描述法（ppt）意图:通过熟悉的例子，让学生体验算法的设计，用其画函数图像的方法、步骤体现的数学思维，已类比出计算机程序设计。让学生理解怎样用算法描述实际问题、理解人的思维在计算机中发挥的作用，初步突破教学的难点。三、编程实现把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码，下面是编程实现的基本过程；（1）语言选择，目前我们选择VB。（2）界面设计。（3）编写代码：分析源代码，了解编程加工的内在机制，懂得计算机程序设计的基本流程。首先运行画函数图像y=x2，并把小程序提供给学生们，让其观看界面的设计和程序的代码，并读懂目前的程序。观看学生对目前提供的函数图像的理解，并作要求修改程序。体验计算机程序的设计运行。意图:教师操作演示作示范；让学生明白计算机只是按程序所规定的内容和步骤来解决实际问题，按照人类预先设计好解决问题的方法，本身并没有思维，计算机程序是一组操作指令或语句序列，就是计算机能够听懂的“话”。——这其实就是编程加工信息的内体验活动学习新知体验活动：并修改函数为y=2x2、y=3x2+5等运行修改源程序代码，画出其它函数图像，亲身感受计算机程序解决问题的过程。在机制，学生理解了这点，再通过后面的亲身体验感悟，进一步加深理解。并通过学生的错误修改，引入调试运行的环节。四、调试运行通过学生的体验活动，提出修改程序过程中大家出现的问题，并作反复的修改，反复的实际运行，排除程序中的错误，测试其是否能达到预期的效果。总结提升：计算机编程可以帮助我们解决很多的问题：不但能解决画函数图像这样的小问题，还能解决更大更复杂的问题，如office就是用VB开发出来的，更深刻的感受程序解决问题的魅力。认识到计算机解决问题和人解决问题一样需要有清晰的解题步骤，而对于计算机而言，这种解题步骤就称为算法，算法是可用多种程序设计语言实现的。计算机编程解决问题的过程：意图:作一个知识的总结，拓展编程让根据今天学习的函数图像的程序，根据计算机程序解决问题的过程，修改源程序，画出函数图像y=2sinx+5(sin(x))在vb中表示为sin(变化的数))。（大家可加入自己的小创意：比如在界面上添加一个“退出”按钮，在游戏运行过程中，点击它就可以直接退出），填写学案中第四部分（按编程加工的过程设计），每位同学必须提交一份作业。分析问题设计算法编写程序调试运行检测结果