第二章第一节《 算法与算法描述》-教学设计2023—2024学年华东师大版（2020）-信息技术-数据与计算必修1 - 副本

第二章第一节《算法与算法描述》-教学设计2023-2024学年华东师大版

（2020）-信息技术-数据与计算必修1-副本课时学校授课教师授课班教具授课地点级本节课旨在通过引导学生学习算法及其描述方法，帮助学生掌握信息技术中的基本概设计意念，培养其逻辑思维和问题解决能力结合信息技术•数据与计算必修课程内容，1图紧密联系实际，使学生能够理解算法在计算机科学中的重要作用，为后续学习打下坚实基础同时，注重理论与实践相结合，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度培养学生信息意识，能够识别和界定问题，理解算法在解决问题中的重要性；提升核心素计算思维，通过算法描述与分析，锻炼逻辑推理和抽象思维能力；增强信息安全意养目标识，了解算法在保障数据安全中的应用；激发创新意识，鼓励学生设计创新性算法解决问题本课程面向的是高中一年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维能力和基础计算机操作技能在知识层面，学生对计算机有初步的认识，但关于算法的概念和运用可能较为陌生在能力方面，学生具备基本的文字和图表处理能力，但可能缺乏系统的算法设计经验在素质上，学生正处于培养科学素养和探究精神的关键时期学生在行为习惯上，可学情分能习惯于被动接受知识，缺乏主动探究和问题解决的能力对于新知识的接受和学习，析可能存在一定的抵触情绪，需要通过激发兴趣和实际操作来提高学习动力止匕外，由于信息技术更新迅速，学生对于新技术的接受程度和学习兴趣较高，这有利于本课程的教学然而，学生对于抽象概念的理解可能存在难度，需要通过具体案例和实践活动来辅助理解，以克服学习中的障碍-硬件资源计算机实验室、投影仪、白板-软件资源算法教学软件、编程环境（如）Python教学资-课程平台学校教学管理系统源-信息化资源教学、算法案例文档、在线视频教程PPT-教学手段小组讨论、案例分析、编程练习导入新课（分钟）

1.5-开场提问〃你们知道算法是什么吗？它在我们的生活和学习中有哪些应用？〃-展示一些生活中的算法应用实例，如图形排序、搜索引擎作原理的动画，让学生教学过T初步感受算法的魅力程设计-简短介绍算法的基本概念、重要性以及本节课的学习目标，为接下来的学习打下基础算法基础知识讲解（分钟）

2.10-讲解算法的定义，包括其主要特征，如有序、有穷、确定性、有效性-介绍算法的组成部分，如输入、输出、处理过程-通过简单的算法案例，如冒泡排序，让学生更好地理解算法的实际应用算法案例分析（分钟）

3.20-选择几个典型的算法案例进行分析，如二分查找、递归算法-详细介绍每个案例的背景、实现原理和算法描述-引导学生思考这些算法在解决实际问题时的作用，如提高效率、简化问题学生小组讨论（分钟）

4.10-将学生分成若干小组，每组选择一个算法案例进行深入讨论-小组内讨论该算法的优缺点、改进方法以及可能的实际应用场景-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果课堂展示与点评（分钟）

5.15-各组代表依次上台展示讨论成果，包括算法的优缺点、改进方法及应用场景-其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流-教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向课堂小结（分钟）

6.5-简要回顾本节课的学习内容，包括算法的基本概念、组成部分、案例分析等-强调算法在现实生活和学习中的价值，鼓励学生将算法应用到实际问题中-布置课后作业让学生选择一个生活中常见的算法，分析其原理并撰写一篇短文或报告课后拓展（分钟）

7.10-学生自主查找资料，了解更多算法案例和应用场景-学生尝试编写简单的算法程序，加深对算法的理解和应用-学生分享课后拓展成果，互相学习交流拓展资源

1.-算法历史与发展介绍算法的起源、发展历程以及重要算法的发明者，如欧几里得算法、牛顿迭代法等-算法分类详细讲解各类算法，如排序算法（冒泡排序、快速排序等）、搜索算法（二分查找、深度优先搜索等）、图论算法（最短路径、最小生成树等）-算法应用案例分析算法在现代科技中的应用，如大数据处理、人工智能、网络安全等领域的算法应用-算法编程实践提供一些简单的编程练习，如使用实现排序算法，让学生动Python手实践，加深理解-算法竞赛资源介绍国际信息学奥林匹克竞赛（）和中国信息学奥林匹克竞赛101教学资（）的相关信息，鼓励学生参加竞赛提升自己N0I源拓展-算法可视化工具推荐一些算法可视化网站，如帮助学生更直观地理解算VisuAlgo,法的工作原理拓展建议

2.自主学习鼓励学生在课后自主查找相关资料，了解不同算法的原理和应用，增强-信息检索能力编程实践建议学生尝试编写简单的算法程序，通过实践加深对算法概念的理解和-掌握参加竞赛鼓励学生参加信息学竞赛，通过竞赛锻炼自己的算法设计和问题解决能-力小组讨论组织学生进行小组讨论，分享各自对算法的理解和应用，促进交流与合-作-创建算法博客建议学生创建个人博客，记录和分享自己在学习算法过程中的心得体会和编程实践-定期复习鼓励学生定期复习所学算法知识，通过复习巩固记忆，提高长期记忆效果-跨学科学习引导学生将算法知识应用到其他学科领域，如数学、物理、生物等,促进知识的融会贯通-寻求帮助当学生在学习过程中遇到困难时，鼓励他们主动向老师或同学求助，共同解决问题算法的定义与特征

1.

①算法的定义解决问题的有限步骤序列

②算法的特征有序、有穷、确定性、有效性算法的描述方法

2.

①自然语言描述板书设

②流程图描述计

③伪代码描述

④编程语言描述常见算法案例

3.

①冒泡排序算法

②二分查找算法

③递归算法示例如汉诺塔问题，题型一算法描述转换题目将以下自然语言描述的算法转换为伪代码描述给定一个整数数组，使用冒泡排序算法对数组进行排序答案\\\function bubbleSortarray:n=lengtharray fori from0to n-1:for jfrom0to n-i-1:if array[j]array[j+l]:重点题型整理swaparray[j],array[j+l]return array、、、题型二算法分析题目分析以下冒泡排序算法的时间复杂度，并解释为什么\\\function bubbleSortarray:n=lengtharray fori from0to n-1:for jfrom0to n-i-1:if array[j]array[j+l]:swaparray[j],array[j+l]答案冒泡排序的时间复杂度为八因为它包含两个嵌套循环，每个循环都遍历0n2,数组中的元素在最坏的情况下，每个元素都需要与其他元素比较和交换，因此操作的次数是n*n-l/2,即0nA2题型三算法应用o题目编写一个函数，使用二分查找算法在一个已排序的数组中查找特定元Python素的位置答案pythondef binarySearcharray,target:left,right=0,lenarray-1while left=right:mid=left+right-left//2if array[mid]==target:return midelif array[mid]target:left=mid+1else:right=mid-1return-1\\\题型四递归算法理解题目给出一个递归函数来计算斐波那契数列的第个数n答案pythondef fibonaccin:if n=0:return0elif n==1:return1else:return fibonaccin-l+fibonaccin-2\\\题型五算法优化题目考虑以下冒泡排序的代码，提出一种改进方法，使其在最佳情况下达到的0n时间复杂度\\\function bubbleSortarray:n=lengtharrayfor ifrom0to n-1:年for jfrom0to n1:if array[j]array[j+l]swaparray[j],array[j+l]答案可以通过增加一个标志位来检测数组是否已经排序，如果在某次遍历中没有发生任何交换，说明数组已经排序，可以提前结束算法pythonfunction bubbleSortarray:n=lengtharrayfor ifrom0to n-1:swapped=Falsefor jfrom0to n-i-1:ifarray[j]array[j+l]:swaparray[j],array[j+l]swapped=True ifnot swapped:breakreturn array\\\这样，如果数组已经是有序的，算法将只进行一次遍历，达到的时间复杂度0n教学反思在设计《算法与算法描述》这一节课时，我深刻体会到了教学目标与学生实际情况之间的差距首先，我意识到算法这一概念对学生而言是抽象且陌生的，因此,在导入环节，我选择了学生生活中熟悉的例子，如搜索引擎的工作原理，来激发他们的兴趣和探索欲望通过这种方式，学生能够更加直观地理解算法的作用和价值在基础知识讲解部分，我发现学生对算法的组成部分和特征有了初步的认识，但在理解算法的确定性和有效性时存在一定的困难为此，我通过具体的案例，如冒泡排序算法，让学生亲自体验算法的执行过程，从而加深对算法特征的理解在案例分析环节，我注意到学生对于算法的实际应用和改进方向非常感兴趣他们在小组讨论中提出了许多有创意的想法，这让我深感欣慰同时，我也发现学生在表达自己的观点时，还需要更多的引导和鼓励因此，在课堂展示与点评环节，我特别注重对学生的表达进行鼓励和指导，以提高他们的自信心和表达能力此外，我也反思了本节课的教学资源使用情况我发现，通过展示算法在现实生活中的应用，学生能够更好地理解算法的重要性然而，我也意识到，在有限的课堂时间内，如何更有效地利用这些资源，提高学生的学习效率，是我需要进一步思考的问题。