算法与程序设计

《算法与程序设计》之粤教版高中《信息技术》教材介绍与教法研讨课程设计与分析粤教版高中信息技术教材教学研究专家组胡永跃[e-mail]：303138917《算法与程序设计》课程设计与分析课程的定位与目标教材编写思路与特色教材的总体结构体系各章的要点分析与建议三维目标的教学建议与实施教学评价的研究与实践教材教法评价课程的定位选修部分强调在必修模块的基础上关注技术能力与人文素养的双重建构，是信息素养培养的继续，是支持个性发展的平台。模块内容设计既注重技术深度和广度的把握，适度反映前沿进展，又关注技术文化与信息文化理念的表达。在选修部分的五个模块中“算法与程序设计”是作为计算机应用的技术基础设置的。课程的定位信息技术本体视角信息技术文化视角发展性（提高层面）基础性（普及层面）信息技术基础算法与程序设计多媒体设计与制作数据管理网络技术人工智能课程的目标1.使学生在原有基础上进一步体验算法思想，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用；2.能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计语言编写程序实现算法解决问题。新旧教材对比与必修模块对比课程的目标学习内容与目标双向细目表知识性目标技能性目标情感性目标了解理解迁移模仿独立操作熟练操作经历反应领悟6321477261.使学生在原有基础上进一步体验算法思想，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用；2.能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计语言编写程序实现算法解决问题。二、教材编写思路与特色目前“算法与程序设计”教材编写的几条主线问题解决的主线算法的主线代码编写的主线软件开发的主线二、教材编写思路与特色1.在教材体系结构的构建上，根据高中学生的认知发展规律，以算法和程序设计为主线，对本模块中的三个主题的具体内容作了重新的编排，紧紧围绕用算法和程序设计求解问题的过程，交叉介绍算法、程序设计语言和程序设计思想与方法，教学难点按螺旋式上升安排呈现。程序设计语言初步算法与程序设计计算机解决问题的基本过程算法与问题解决例举二、教材编写思路与特色程序设计语言初步算法与程序设计计算机解决问题的基本过程算法与问题解决例举第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱第二章程序设计基础第三章可视化编程第四章算法及其程序实现第五章面向对象程序设计第六章程序设计实践二、教材编写思路与特色2.在教材具体内容的编排上，本教材从遇到的问题出发，分析问题，发现问题的本质，选择、设计相应的算法，通过程序设计语言的使用来编写程序，最终实现问题的解决。在整个程序设计的过程中，问题的解决是按照一定的步骤、一定的思维方式和方法来进行的，这其中体现了软件工程的基本思想。二、教材编写思路与特色3.本教材所选取的问题来自自然科学、社会科学、工程技术和日常学习与生活等各个方面，特别注意精选反映人类文明成果和能够激发学生学习兴趣的例子和问题，如：袁隆平的超级水稻研究、扶贫开发工程、《红楼梦》的研究、工厂生产管理、研究性学习等，力求用例子和问题内在的神秘感、创造性和独特力量吸引学生的参与，用例子和问题所蕴藏的艺术感、文化性、道德责任打动学生的心灵，使教材体现技术、人文、生活三位一体，让学生在学到知识与技术的同时，也受到人文精神的熏陶。二、教材编写思路与特色4.本教材的设计力图展示问题的本源和背景，展示问题求解的思维过程和方法，从而培养学生运用信息技术解决实际问题的能力，让学生将所学的信息技术积极地应用到生产、生活乃至信息技术革新等各项实践活动中去，在实践中创新，在创新中实践。教学设计举例二、教材编写思路与特色5.本教材注重教学设计，按照“课程标准”的教学目标要求，根据学生的认知规律，精心选取与安排教学的组织形式、教学方法、教学环境和教学过程，使学生在学习和掌握知识与技能的同时，学会自主学习与自我发展，学会协作学习与共同发展，构建与社会发展相适应的价值观和责任感，并对教学进行过程与结果相结合的评价。《“算法与程序设计”精品课教学设计》二、教材编写思路与特色6.学生活动主题的设计具有一定的自主性与开放性，使不同层次、不同类型的学生都能找到合适的主题。三、教材的结构体系程序设计语言初步算法与程序设计计算机解决问题的基本过程算法与问题解决例举三、教材的结构体系第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱第二章程序设计基础第三章可视化编程第四章算法及其程序实现第五章面向对象程序设计第六章程序设计实践第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱三、教材的结构体系三、教材的结构体系第一节计算机解决问题的过程/2一、从生产方案选择问题开始/2二、计算机解决问题的步骤/3第二节算法与算法的描述/8一、算法/8二、算法的描述/9三、算法在解决问题中的地位和作用/13第三节程序与程序设计语言/14一、程序与程序设计/14二、程序设计语言的产生与发展/18三、程序的编辑和翻译/19第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱第二章程序设计基础三、教材的结构体系第一节VB语言及程序开发环境/26第二节程序的顺序结构/32第三节程序的选择结构/41第四节程序的循环结构/49第五节模块化程序设计第二章程序设计基础三、教材的结构体系三、教材的结构体系第一节VB语言及程序开发环境/26一、VB语言概述/26二、可视化程序的开发环境/30第二节程序的顺序结构/32一、居民生活消费支出的计算/33二、赋值语句和输入输出语句/35第三节程序的选择结构/41一、从制作矩形框问题开始/41二、条件语句/42三、多重选择语句/44第四节程序的循环结构/49一、FOR循环语句/50二、DO循环语句/53三、循环嵌套四、几种循环语句的比较第五节模块化程序设计一、自顶而下、逐步求精的程序设计思想二、过程与函数三、模块化程序设计思想第二章程序设计基础三、教材的结构体系第一节可视化编程的概念与方法一、VB可视化编程的概念二、窗体和控件三、VB可视化编程的方法第二节程序调试的方法一、错误的类型二、调试与排错第三节综合活动：心算练习程序设计一、活动目的二、活动任务三、活动过程四、活动成果五、活动评价六、“心算练习”程序设计示例第三章可视化编程第三章可视化编程三、教材的结构体系第一节用解析法设计程序一、用解析法求解问题的基本过程二、用解析法求解问题的实践第二节用穷举法设计程序一、用穷举法设计算法的基本过程二、穷举法的程序实践三、穷举算法小结第三节查找算法设计一、《红楼梦》的研究与查找技术二、顺序查找算法三、对半查找算法第四节排序算法设计一、选择排序算法二、插入排序算法第五节递归算法与递归程序一、从斐波那契问题看递归算法二、一个应用递归法算法解决问题的经典例子第六节问题求解综合活动一、活动目的二、活动任务三、应用计算机求解问题过程的示例第四章算法及其程序实现三、教材的结构体系第一节面向对象程序设计思想一、面向对象思想的产生二、面向对象程序设计第二节面向对象程序设计的基本概念一、对象二、类三、类、对象与实例的关系第三节面向对象的功能实现一、创建类二、对象的声明和实例化第五章面向对象程序设计第五章面向对象程序设计面向对象编程的第一步，是从纷繁复杂的事物或者关系中抽象出对象来。其内容包括对象的特征和行为等。用代码来描述对象时，就是类。对象的特征用类属性来描述，对象的行为用类的方法来描述，针对对象触发的事件用类的事件来描述。我们可以这样来理解对象的抽象性：首先理清关系，再做好对应于对象的模板，面向对象编程时，就可以从该模板中克隆出对象的实例来，而且该实例具有模板对象的一切特征。所以抽象的过程，就是做模板的过程。抽象性第五章面向对象程序设计将数据和对数据的操作集合起来，形成一个统一的实体——对象，这就是封装性的机理。数据封装隐藏了功能实现的具体信息和工作细节，使用户不能对对象的内部数据进行访问，只能依据对象提供的外部特性访问对象。其他对象不能够直接访问、修改对象所拥有的数据和代码，对象与对象之间的相互作用是通过消息传递来完成的。从而使得程序更加模块化，更方便设计者对程序的维护和改进。封装性第五章面向对象程序设计一个类可以从另一个类中派生，派生类具有被派生类的全部状态和行为特征，并可以定义自己独有的状态和行为特征。被派生类为父类，派生类为子类。继承性是面向对象系统的重要的特征，是父类和子类之间共享数据和方法的机制和类之间的一种关系。继承使得子类可以继承父类的行为（操作、方法等）和表现（实例变量）。通过继承可以在一个已知变化较少的类层次上建立一个新的类，而不用重新去设计它的每一部分。通过继承机制不断扩充子类，实现增量型设计。继承性第五章面向对象程序设计指在程序中，同一个消息可以根据接收消息的对象的不同而采取不同的行为方式，不同对象收到同一消息可产生完全不同的结果，这种现象称为多态性。多态可以表现不同对象的同一行为的多种表现方式。建立多态这种关系以后，父类可以直接区分并调用其派生类的方法。多态性第五章面向对象程序设计三、教材的结构体系第一节多媒体应用程序设计一、多媒体播放器程序设计二、利用VB设计多媒体程序的方法第二节数据库管理软件的开发一、从程序设计到软件开发二、用VB开发数据库管理软件第六章程序设计实践第六章程序设计实践四、各章的要点分析与建议算法与程序设计模块的前导课程信息技术基础第四章4.1节例子：文字加密与解密目的：了解计算机程序解决问题的过程了解程序设计语言是人们与计算机打交道的桥梁了解VB界面数学必修-3算法初步统计,概率第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱承接必修模块的任务必修模块的相应部分－－远观、感受本章－－近看、掌握1、经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程，认识算法和程序设计在其中的地位和作用。2、经历用自然语言、流程图或伪代码等方法表示算法的过程3、了解顺序、选择、循环三种基本结构及其重要作用，掌握计算机程序基本概念，能解释计算机程序执行的基本过程4、了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。四、各章的要点分析与建议课标的内容标准第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱四、各章的要点分析与建议算法的概念设计从数学课程中有了了解自然语言算法的描述流程图伪代码算法的选择算法的多样性程序的特征程序程序设计语言程序的基本结构程序的产生与发展第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱(算法的选择多样性)求已知数的最大公约数：同学甲的算法（辗转相除法）同学乙的算法（穷举法）PrivateSubCommand1_CLick()PrivateSubCommand1_CLick()DimmAsLong,nAsLongDimmAsLong,nAsLongm=9147485m=9147485n=5147480n=5147480r=mModni=nDoWhiler0DoWhilemmodi0ornmodm=nn=ri=i-1r=mModnLoopLoopPrint最大公约数＝;nPrint最大公约数＝;iEndSubEndSub四、各章的要点分析与建议算法多样性的另一个例题求出下列所有数的总和：1234……2004200520062345……2005200620073456……200620072008……………………2006200720082009……400940104011第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱(算法的选择多样性)四、各章的要点分析与建议解法之一：发现数的摆法的规律解法之二：缩小规模探究和的规律n=1时,和＝1n=2时,和＝8n=3时,和＝27n=4时,和＝64n=3123234345n=21223n=41234234534564567第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱(算法的选择多样性）四、各章的要点分析与建议解法之三：公式推导法第1行：(1+n)n/2第1行：(2+n+1)n/2…………第n行:(n+2n-1)n/2总和：[(n+1)n/2+(3n-1)n/2]n/2=[(n+1)+(3n-1)]×n/2×n/2=n3第一章揭开计算机