1、计算机解决问题的过程计算机解决问题的过程 一、案例背景信息：一、案例背景信息： （一）模块：（一）模块：高中信息技术必修数据与计算 （二）年级：（二）年级：高中一年级 （三）所用教材版本：（三）所用教材版本：教育科学出版社 （四）学时数：（四）学时数：2 二、教学设计：二、教学设计： （一）（一） 教学目标教学目标 1 了解计算机解决问题的过程。 2 了解流程图的规范表示方法，学会使用自然语言和流程图描述算法。 3 了解算法的三种基本结构。 （二）（二） 内容分析内容分析 教学重点：教学重点： 1. 充分理解掌握算法的概念及其特点来源:学科网 ZXXK 2. 学会用自然语言和流程图来准确地描述
2、算法 3.掌握算法表示的三种基本结构。 教学难点：教学难点： 用流程图来描述算法 三、教学过程三、教学过程 1、引入：、引入： 一个人带一只羊一个人带一只羊、一只狼和一篮菜过河一只狼和一篮菜过河，只有一只小船只有一只小船，一次只能带一个物品一次只能带一个物品。如果羊和狼在一起如果羊和狼在一起， 狼吃羊；如果羊和菜在一起，羊吃菜。怎样才能安全渡河？狼吃羊；如果羊和菜在一起，羊吃菜。怎样才能安全渡河？ 1)1)农夫带羊到右岸，独自返回左岸；农夫带羊到右岸，独自返回左岸； 2)2)农夫带狼到右岸，返回时白羊带回左岸；农夫带狼到右岸，返回时白羊带回左岸； 3)3)农夫把菜带到右岸，独自返回左岸；农夫把
3、菜带到右岸，独自返回左岸； 4)4)农夫把羊带到右岸，完成过河。农夫把羊带到右岸，完成过河。 人解决问题的过程：首先观察、分析问题，收集必要的信息、然后根据已有的知识、经验进行判读、 推理，尝试按一定的方法和步骤去解决问题。 计算机解决问题的过程与人解决问题的过程是一样的,它解决问题的过程可归纳为: 提出问题分析问题设计算法编写程序调试程序得到结果。 要想解决问题，算法的设计很重要,解决问题的方法和步骤，就是算法。 2、新课、新课 1）算法算法：算法就是解决问题的方法和步骤。我们在日常生活中也经常使用算法，解决问题的 过程就是算法的过程。 找到算法后，不能只是自己心知肚明，还要准确的把它表示出
4、来，因此，算法的描述也非常重 要，算法的描述有多种方法，常用的有自然语言和流程图。 算法的特征主要有： 有穷性：执行有限步后结束，且每一步的执行时间也都是有限的; 确定性：每一步都有确切的含义，不能含糊，使执行者无所适从，并且可以通过计算得到唯一 的结果; 输入：有零个或多个输入,所谓输入是指执行指定的算法时,需要外界提供的信息; 输出： 至少产生一个输出。任何算法都不能无功而返,没有输出的信息是没有意义的; 可行性： 原则上能精确运行，用纸和笔做有限次运算后即可完成; 1）自然语言 自然语言是指人们日常生活中使用的语言，用自然语言描述算法符合我们的表达习惯，简单通 俗易懂。 例如： 有两个杯
5、子 A 和 B,分别盛放酒和醋,要求将它们互换(即 A 杯原来盛放的酒,现要成放醋,B 杯则相反)？ 根据常识,必须增加一个空杯 C 作为过渡,其算法可以表示为: 步骤 1:先将 A 杯的酒倒在 C 杯中. 步骤 2:再将 B 杯的醋倒在 A 杯中. 步骤 3:最后将 C 杯的酒倒在 B 杯中. 这就是以后要用到的使两个变量的值交换的方法. 可见图示如下: A C B 1 2 3 酒 酒 醋 用自然语言描述算法虽然简单通俗易懂，但容易产生歧义，表示的含义往往不严格。于是出现 了流程图。 2）流程图）流程图 流程图也称为程序框图，它是算法的一种图形化表示方法。它与自然语言描述算法相比，用流 程图
6、算法形象、直观、更容易理解。目前的流程图采用的是美国国家标准学会制定的一系列的流程 图符号。 起止框：起止框：表示一个算法的开始和结束。 输入输入/ /输输出框：出框：表示从外部输入到数据到计算机内部 或者从计算机内部输出数据到计算机外部。 判断框：判断框：表示判断的条件。满足条件时，执行标识为 “是”，否则执行标识为“否”的路径。 处理框：处理框：表示操作的内容。 连接符：连接符：表示流程图的连续。 流程线：流程线：指向算法运行的方向。 试一试： 试着画出交换两个大小相同的杯子中的液体(A：水、B：酒)的 流程图。来源:Zxxk.Com 3）三种基本结构的流程图）三种基本结构的流程图 起止框
7、 输入/输出 判断框 来源:Zxxk.Com 处理框 连接符 流程线 开始 结束 AC CB BA 结构化程序设计是一种进行程序设计的原则和方法， 按照这种原则和方法可以设计出结构清晰、 容易理解和修改的程序。任何算法都可以由顺序结构、分支结构和循环结构这三种基本结构组合而 成。 顺序结构 顺序结构是一种最简单的结构，按照自上而下的先后顺序依次执行程序语句。如图所示，在顺 序结构图中，先执行处理框语句块 1，再执行处理框语句块 2。来源:学&科&网 分支结构 分支结构也称为选择结构，是一种根据给写的条件进行判断的结构。如图所示，在分支结构中 必定包含一个判断框，若满足条件则执行处理框 A，若不
8、满足条件则执行处理框 B。 循环结构 循环结构是一种重复某一部分操作的结构。如图所示的循环结构中，若满足条件时则执行循环 体（处理框），若满足条件则跳出循环，执行循环结构后面的代码。 语句块 1 语句块 2 试一试：下面是某同学设计的流程图，请你识读一下，写出输出结果。 结论：结论：结构内的每一部分都有机会被执行 到，也就是说，对每一个框来说，都应当有一条从 入口到出口的路径通过它，并且结构内部没有死循 环。 任何大的程序都是由这三种结构组成的。用它们作 为构成程序的基本单元，一个大的程序开发应当采 取“自上而下，逐步细化”的方法，即将一个大的 任务分成若干个小任务组成，每一个小任务还可以 再
9、分解为若干个子任务，如此逐级分解，直至三种 基本结构。 4）Python 语言的开发环境语言的开发环境 顺序结构顺序结构 是 否 条件 A 循环结构循环结构 程序设计语言的发展： 机器语言： 由二进制的 0、 1 代码指令构成， 能被计算机直接识别。 但理解和记忆机器语言非常困难， 并且容易出错，编程效率低。 汇编语言：是符号化的机器语言，采用英文助记符代替机器指令，容易记忆和识别，提高了程序的 可读性，但它是面向机器的语言，是为特定的计算机系统设计的，它要求软件工程师对相应的机器 硬件非常熟悉，所以仍是低级语言。 高级语言：更接近自然语言，并不特指某一语言，也不依赖于特定的计算机系统，因而更
10、容易掌握 和使用，通用性也好。程序的可读性好，也便于修改、维护，Python 就是这种语言。 PythonPython 语言的开发环境语言的开发环境 Python 是一种程序开发工具。界面简单，易于初学者学习使用。 体验程序：体验程序：最强大脑游戏程序。程序代码如下： import random import time import os print(你好，现在你有 10 秒钟的时间记忆下列物品及其编号) things=苹果,香蕉,橙子,梨子,猕猴桃,柚子, 猴魁,铁观音,彩蛋,复活节 for i in range(10): print(i,:,thingsi)#在屏幕上显示编号及物品 tim
11、e.sleep(10)#延时 10 秒 os.system(cls)#清屏幕，隐去编号及物品 n=0#记录答对的题数，初值为 0 t2=random.sample(things,5)#随机抽出 5 个物品 for i in t2:#出 5 题 ans=int(input(i + 的编号是:)#输入编号答题 if i=thingsans: n=n+1#如果回答正确，答对的题数加 1 print(n 你一共答对了,n,次)#屏幕显示答对的题数来源:Z.xx.k.Com input(n 按回车键结束程序) 练习作业：练习作业：请利用所学的知识，尝试写出到 100 的奇数和的流程图，并 与同学分享。
12、思路点拨思路点拨：因为 I=1,S=0 为起始变量,而所求的是连续 50 个奇数的和,则 I 是循环变量,增加量为 2,而 S 由 0 再加 I 即为和的值。 小结小结: : ( (教师总结教师总结) ) 习题习题: : 1.下列关于算法的特征描述不正确的是() A、有穷性：算法必须在有限步之内结束 B、确定性：算法的每一步必须有确切的含义 C、输入：算法至少有一个输入 D、输出：算法至少有一个输出 2.以下不属于算法基本特征的是() A、可执行性B、确定性C、有穷性D、无限性 3.下面说法正确的是( ) A、算法+数据结构=程序B、算法就是程序 C、数据结构就是程序D、算法包括数据结构 4.右侧图形符号“在算法描述流程图中表示() A、算法的开始或结束 B、输入输出操作 C、处理或运算的功能 D、用来判断条件是否满足需求 5.在使用流程图描述算法中，表示变量的计算与赋值的符号框为( ) A、矩形框B、菱形框C、平行四边形框D、椭圆形框 6.下列关于算法说法不正确的是() A、算法独立于任何具体的语言，BASIC 算法只能用 BASIC 语言来实现 B、解决问题的过程就是实现算法的过程 C、算法是程序设计的灵魂 D、算法可以通过编程来实现
