2019上半年四川教师资格证信息技术“算法描述与设计”

　　本节课主要上让学生了解什么是算法及其特征，掌握三种描述算法的方法

　　教学目标：

　　知识与技能：进一步理解什么是算法，知道算法的多样性;能够对设计的算法做简装的评价;学会利用自然语言、流程图和伪代码来描述算法。

　　过程与方法：培养学生用算法描述问题的能力和正确解决问题的过程。

　　情感态度价值观：培养学生的高阶思维能力，如综合、评价、分析、思辨等。

　　教学设想：

　　将韩信点兵、凯撒密码等学生感兴趣的内容与算法设计结合起来，让学生体会到算法描述并不枯燥，很有意思，因势利导，鼓励他们把数学课中的内容也用算法描述出来，达到学科相融的目的。

　　教学重点：

　　1、算法的特性

　　2、用自然语言、流程图、伪代码描述算法

　　教学难点：

　　用流程图描述算法

　　教学策略：任务驱动、示范观察、合作讨论、自主探究相结合

　　教学课时：1课时

　　教学过程：

　　任务一：为什么说算法是“灵魂?

　　活动：讨论引入

　　算法存在于人们生活中，如：上街购物、顾客付款、营业员(主)找银等。

　　回顾：韩信点兵

　　“韩信点兵问题”有不同的求解过程，就有不同的算法。

　　有N个人，除以3，5，7，分别余2，3，2，求N。

　　分析：算法

　　1、解决问题的方法和步骤。

　　算法是尼克劳斯.沃斯(N.Writh)提出的，他指出：算法+数据结构=程序。

　　(即算法不能单独构成程序，它必须和数据结构合二为一)

　　2、算法的发现

　　时间：公元前3000年~公元前1500年 地点：巴比伦

　　巴比伦人求解“算法”的过程：先用解代数方法，再计算实际数目，最后写上一句短句“这就是一个过程”。

　　3、算法的特征

　　我们曾在必须修课中提过一点算法，如：冒泡排序法。

　　例：计算1+2+3+……+100=?

　　这个算法有限制范围，可以在有限时间内完成，这是算法的第一个特征：有穷性。计算此算法可以用纸笔、算盘、运算器和计算机来完成，且计算过程是多样的，但结果是唯一的。这就是算法的可行性、确定性。

　　计算方法：

　　⑴把这100个数按顺序相加。

　　⑵用凑数法：1+99=100，2+98=100，3+97=100，……，49+51，最后只剩下50和100。

　　⑶令S=0，使1≤n≤100，先执行S=S+n ⑴，再执行n=n+1 ⑵

　　n=1，S=0时，S(0)=1 n=2，S=1时，S(0)=3 n=3，S=3时，S(0)=6

　　n=4，S=6时，S(0)=10 n=5，S=10时，S(0)=15 n=6，S=15时，S(0)=21……

　　算法的另外一个特征：输入、输出。

　　实践：算法应用

　　练习：水仙花数问题，如153=1^3+5^3+3^3，分析它应满足什么条件才能使用此方法?

　　任务二、如何描述算法?

　　分析：1、用自然语言描述算法

　　⑴自然语言——人们日常生活中使用的语言。

　　⑵此种语言的特点：通俗语易懂，缺乏直观性和简洁，且易产生歧义。

　　使用此种语言的注意事项：描述要求尽可能精确，详尽。

　　示范：用自然语言描述凯撒密码的原理

　　第1步：输入26个英文字母，它们分别对应1~26个数学。

　　第2步：令a=1，k=3，n=26。

　　第3步：使a的取值范围为1≤a≤26，F(a)=(a+k) mod n，转第5步。

　　第4步：a=a+1，转第3步。

　　第5步：输出F(a)相对应的数字。

　　第6步：把数学转化成相当的字母，输出字母。

　　第7步：累计字母出现顺序，转第4步。

　　练习：现有一串字母“PROGRAM”给它加密，请设计算法，用自然语言描述。

　　分析：2、用流程图描述算法

　　⑴特点：描述算法形象、直观，容易理解。

　　⑵流程图符

　　示范：

　　探究：用流程图表示1+2+3+……+100=?

　　分析：.3、用伪代码描述算法

　　特点：描述的算法简、易懂，修改容易，容易转化为程序语言代码。

　　探究：分析课本第9页算法描述

　　第一个条件：y mod 4=0

　　判断闰年的条件：⑴y不能被100整除;⑵y能被400整除且y能被400整除。

　　判断不是闰年的条件：⑴y mod 4=0 且y mod 100=0,但y不能被400整除;⑵y不能被4整除。

　　表示条件判断语句 表示循环处理语句：

　　IF 条件 THEN 执行语句一 Do While 条件循环语句

　　ELSE执行语句二 Loop

　　END IF

　　条件语句中可以包含多个子语句

　　实践：用表格比较自然语言、流程图和伪代码3种描述方法的优缺点。

　　学生进一步理解什么是算法，知道算法的多样性;能够对设计的算法做简装的评价;掌握利用自然语言、流程图和伪代码来描述算法，通过分析对比，我们知道了三种描述方法的优劣。用伪代码描述的算法简洁、易懂，修改起来比较容易，并且很容易转化为程序语言代码，但它没有流程图描述的算法直观，一旦出现逻辑错误也不便排查。