选修一 算法与程序设计

选修一算法与程序设计本模块的学习目的是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；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制程序实现算法解决问题。本模块为选修模块。本模块的教学，应注意与数学课程中有关内容的衔接，要强调理论与实践的结合，引导学生注意寻找、发现身边的实际问题，进而设计出算法和计算机程序去解决这些问题。教师要注意发现对程序设计有特殊才能的学生，根据具体情况为他们提供充分的发展空间。本模块强调的是通过算法与程序设计解决实际问题的方法，对程序设计语言的选择不作具体规定。本模块由3个主题组成，结构如下：（一）计算机解决问题的基本过程1．内容标准（1）结合实例，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描述算法的过程。（3）在使用计算机解决实际问题的过程中，通过观看演示、模仿、探究、实践等环节，了解顺序、选择、循环三种基本结构及其重要作用，掌握计算机程序的基本概念，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。2．活动建议有专家认为，对于能够借助计算机技术来解决的问题，可以按照其结构化程度划分成三个类型：结构化问题，是能够通过形式化（或称公式化）方法描述和求解的一类问题；非结构化问题难以用确定的形式来描述，主要根据经验来求解；半结构化问题则介于上述两者之间。请依照该思路，调查结构化问题的实例，并归纳解决此类问题的一般规律。（二）程序设计语言初步1．内容标准（1）理解并掌握一种程序设计语言的基本知识，包括语句、数据类型、变量、常量、表达式、函数。会使用程序设计语言实现顺序、选择、循环三种控制结构。例1顺序结构：统计一个用户一年的水费、电费、煤气费。例2选择结构：设计一个邮包计费程序，凡不超过20千克的邮包按每千克0.85元收取费用；如果超过20千克，超过部分按每千克1元计算。例3循环结构：为校园歌手大赛设计一个评分程序，10名评委，去掉一个最高分、一个最低分，计算平均分。（2）理解模块化程序设计的基本思想，初步掌握其基本方法。（3）初步掌握调试、运行程序的方法。（4）在使用某种面向对象程序设计语言解决问题的过程中，掌握面向对象程序设计语言的基本思想与方法，熟悉对象、属性、事件、事件驱动等概念并学会运用。（5）能够说出程序设计语言产生、发展的历史与过程，能够解释其意义。2．活动建议（1）选择实例，根据解决问题的要求分析设计算法，恰当地使用三种控制结构编写源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程序，调试并运行该程序，在过程中体验程序设计语言的逻辑特点。（2）分别就模块化程序设计的思想与方法、面向对象的程序设计语言的思想与方法展开讨论，展望计算机程序设计的发展趋势。（三）算法与问题解决例举1.内容标准A解析法与问题解决（1）了解解析法的基本概念及用解析法设计算法的基本过程。（2）能够用解析法分析简单问题，设计算法，编写程序求解问题。例1使用一根长度为L厘米的铁丝，制作一个面积为S的矩形框，要求计算出满足这种条件的矩形的高h和宽w。（本例问题可以归结成求一元二次方程的根）例2计算从y1年m1月d1日起，到y2年m2月d2日之间的天数。B穷举法与问题解决（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。例1一张单据上有一个5位数的号码，其中百位数和千位数已模糊不清，但知道该数能被57或67除尽。设计一个算法，找出该单据原有可能的号码。例2在一个直角三角形中，三条边a、b、c的长度都为整数，且一条直角边a的长度已确定，斜边c的长度不能超过某数I，找出满足条件的所有直角三角形。C查找、排序与问题解决（1）了解数组的概念，掌握使用数组存储批量数据的基本方法。（2）通过实例，掌握使用数据查找算法设计程序解决问题的方法。例使用顺序查找算法和对分查找算法查找校运动会上某个班级或者某个运动员的比赛成绩。（3）通过实例，掌握使用排序算法设计程序解决问题的方法。例设计一个程序，按照选择交换法，把学校运动会比赛成绩（无序）按降序排序后存储。D递归法与问题解决（1）了解使用递归法设计算法的基本过程。（2）能够根据具体问题的要求，使用递归法设计算法、编写递归函数、编写程序、求解问题。例1写出两个正整数乘积m*n的递归函数。例2写出阶乘n!的递归函数。2．活动建议（1）从其他科目的学习或者生活实际中选择问题，确定解决该问题所需要的算法和计算公式，用流程图描述问题的计算过程，编写程序，调试并运行该程序，获得问题的答案，并讨论该问题解决过程与所得答案的特点。（2）在已学知识的基础上，通过调查和讨论对算法和程序设计进行更多了解，探讨待解决的问题与其相应算法之间的关系，尝试归纳算法与程序设计应用的一般规律，讨论使用计算机程序设计解决问题的优势和局限性。选修二多媒体技术应用多媒体技术的应用，在改善人机交互效果、提高信息交流效率、促进合作方面具有十分重要的作用。针对多媒体技术在生活中的实际应用而设置的“多媒体技术应用”是选修模块。通过本模块的学习，学生应该在亲身体验的过程中认识多媒体技术对人类生活、社会发展的影响；学会对不同来源的媒体素材进行甄别和选择；初步了解多媒体信息采集、加工原理，掌握应用多媒体技术促进交流并解决实际问题的思想与方法；初步具备根据主题表达的要求，规划、设计与制作多媒体作品的能力。本模块教学要密切结合学生学习与生活的实际，注重利用多媒体表现创意、表达思想，实现直观有效的交流。本模块由3个主题组成，结构如下：（一）多媒体技术与社会生活1．内容标准（1）能够说出多媒体技术的现状与发展趋势，关注多媒体技术对人们的学习、工作、生活的影响。（2）通过调查和案例分析，了解多媒体在技术数字化信息环境中的普遍性。例PC机上基于图形用户界面的操作系统就是一个多媒体产品。（3）通过网络浏览、使用多媒体软件或阅读相关资料，体验和认识利用多媒体技术呈现信息、交流思想的生动性和有效性。例1改变网络浏览器的多媒体支持属性设置，观察并体会改变前后的使用效果。例2对同一组数据，分别采用电子数表与饼形图、柱状图等形式表示，比较其表达效果的差异。（4）体验并了解多媒体作品的集成性、交互性等特征。2．活动建议（1）通过阅读资料、网络浏览或参观多媒体技术产品展览等途径，在自己感兴趣的多媒体技术应用领域（如教育、商业、医疗、军事、新闻出版、娱乐等）选定一个主题（如阅读、电脑、风筝、足球等），就多媒体技术的应用现状和发展趋势，多媒体技术对人们学习、工作、生活等方面的影响进行归纳与分析，将结果制作成演示文稿在小组或班级内交流。（2）多媒体技术在宣传、广告等方面有很好的呈现效果，但另一方面，多媒体信息的泛滥也给人们带来诸多麻烦。试分析网络浏览时“无用”信息对感官的干扰以及对注意力的强占等负面作用。在此基础上，就“读图时代”“眼球经济”等概念与多媒体技术应用之间的关系问题开展讨论。（二）多媒体信息采集与加工1．内容标准（1）了解常见的多种媒体信息如声音、图形、图像、动画、视频的类型、格式及其存储、呈现和传递的基本特征与基本方法。例1不同种类的计算机动画具有不同的构成要素和表达特点。例2流媒体在信息传输方面具有较强的优势。（2）能选择适当的工具，分别对声音、图形、图像、动画、视频等信息进行采集；能多媒体技术应用多媒体技术与社会生活多媒体信息采集与加工多媒体信息表达与交流解释多媒体信息采集的基本工作思想。例1通过麦克风录制声音并存储为声音文件，分析声音采样、编码的简单原理。例2从多媒体光盘或因特网上获取视频文件，或利用视频抓图软件捕捉屏幕上的视频片断并存为AVI格式的视频文件。（3）能根据信息呈现需求，选择适当的工具和方法，分别对声音、图形、图像、动画、视频等多种媒体信息进行适当的处理。2．活动建议通过实例分析，研讨多媒体信息存储、呈现与传递的特点，总结不同的媒体信息对表现主题、表达思想的作用；分析合理选择与恰当运用不同类型的媒体，对表现主题、传递信息所产生的影响。（三）多媒体信息表达与交流1．内容标准（1）通过网络浏览、软件使用和资料阅读，理解多媒体技术是人类在信息社会中表达思想、实现交流的一种有效技术。例以不同方式组织文本、声音、图片、动画乃至视频等不同类型的信息，可以适用于不同的表达与交流任务。（2）通过案例分析，了解从问题解决的需要出发，规划、设计、制作多媒体作品的一般方法。（3）学会使用非线性方式组织多媒体信息。（4）能根据表达、交流或创造的需要，选择适当的媒体和多媒体编辑或集成工具完成多媒体作品，实现表达意图，并能够对创作过程与结果进行评价。（5）能使用一种常用的工具制作简单的虚拟现实作品，并能描述其基本特点。例使用全景环视工具制作一个简单的作品。（6）通过评价与鉴赏他人的多媒体作品，体验其创作思想，明了其中所蕴含的意义。2．活动建议设计并制作一个多媒体作品，例如“可爱的家乡”“保护水资源”等等。采用小组合作方式确定主题、规划内容、选择媒体、策划创意、设计信息呈现方式，完成作品。在班级或年级内展示，相互交流、共同欣赏。选修三网络技术应用“网络技术应用”模块介绍网络的基本功能和因特网的主要应用，是选修模块。通过本模块的学习，学生应掌握网络的基础知识和基本应用技能；掌握网站设计、制作的基本技术与评价方法；体验网络给人们的生活、学习带来的变化。本模块的教学，要注重激发学生对网络技术和参与创造性活动的兴趣；要结合实际条件，把网络技术基础知识和基本技能整合到学生的日常学习和生活中去，避免技术与应用、理论与实践相脱节；要充分展示网络技术发展的指导思想，展示网络技术与现代社会生活的相互作用。本模块由3个主题组成，结构如下：（一）因特网应用1．内容标准（1）通过使用因特网，了解因特网服务的基本类型、特点与应用领域；了解因特网服务组织的类型、提供的服务与服务特点。例1因特网服务通过信息交流、信息获取、资源共享等功能来实现。例2因特网服务的应用领域包括：电子商务、远程医疗、远程教育、网上娱乐等。例3ASP（应用服务提供商）和ISP（因特网接入服务商）有不同的服务内容和服务特点。（2）通过尝试与分析，了解因特网信息检索工具的类型与特点；知道搜索引擎、元搜索引擎（又称集成搜索引擎）等因特网信息检索工具的产生背景、工作原理与发展趋势；掌握常用因特网信息检索工具的使用方法，能熟练使用检索工具获取所需信息。（3）通过使用或演示，了解与人们学习、生活密切相关的因特网应用技术的基本使用方法，初步了解其基本工作思想。例1基于流媒体的因特网音频、视频技术目前已经广泛应用于远程教育、网上娱乐等方面。例2ICQ不仅可用于网络寻呼，还有聊天、文件传输等功能。（4）能够根据实际需求选择恰当的方式方法，利用因特网获取所需信息、实现信息交流；体验因特网在跨时空、跨文化交流中的优势，分析其局限性。例因特网较好地支持了人们的交流，但语言壁垒对网上跨文化交流有阻碍作用。2．活动建议以小组为单位，通过网络浏览，了解不同类型网站（如政府网站、商业网站、教育网站、新闻网站、娱乐网站等）在内容、呈现方式以及所发挥作用等方面的差别。进一步就某一类因特网服务的一个专题进行网络调查研究，如浏览商业网站，就因特网在商务活动中的应用价值、存在的问题与发展前景开展调查和讨论。（二）网络技术基础1．内容标准（1）了解计算机网络的主要功能、分类与拓扑结构。（2）理解网络协议的基本概念，能描述网络的开放系统互联协议（OSI）分层模型的基本思想，能描述因特网TCP/IP协议的基本概念、思想与功能。例了解因特网协议IPv6的产生背景，比较IPv6与IPv4的优劣。（3）能列举并解释网络通信中常用的信息交换技术及其用途。例IP电话采用的是分组交换技术，传统电话采用的是电路交换技术。（4）能描述浏览器/服务器（B/S）结构、