1、课程基本信息 课题算法的概念与描述 教科书 书名： 信息技术必修 1 出版社：人民教育出版社；中国地图出版社出版日期：2019 年 6 月 教学目标 教学目标： 1. 了解算法的含义，理解算法在解决问题中的作用。 2. 能结合实例，理解并描述算法的特征。 3. 理解算法的三种基本控制结构。 4. 选用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法，增强用算法解决问题的意识。 教学重点：理解算法的三种基本控制结构，能够选用恰当的描述方法和控制结构表示简单算 法。 教学难点：根据实际问题，分析设计算法。 教学过程 时间 教学 环节 主要师生活动 4 分 钟 算法 的 概念 通过生活中的问题引入，引出主题通过
2、生活中的问题引入，引出主题 小明到北京旅游时，火车到达北京站，小明计划乘坐地铁从北京站去天 安门参观，地铁线路图如下图所示，你能帮小明规划好路线吗？是否还有其 他的路线？ 规划好的路线就是我们设计好的算法。 解决同一个问题可以有不同的算 法。 结合实例，讲解算法概念结合实例，讲解算法概念 广义上讲，算法是解决一个特定问题而采取的确定的、有限的步骤。 例如：想要从北京去上海迪士尼旅游，就可以采用如下的步骤解决这个 问题。 网上购买迪士尼门票； 根据日期，购买火车票或者飞机票； 根据行程及日期安排，预定酒店住宿； 带好各种票据，收拾好行李，按时乘车； 到达上海，乘坐出租车或公共交通去往酒店入住，放
3、行李； 带好门票，按时到迪士尼游玩。 上述步骤就是解决这个问题的算法。其实在解决生活中的很多问题时， 都有算法的身影， 算法就是在解决特定问题时， 采取的确定的、 有限的步骤。 7 分 钟 算法 的 特征 自主探究，分析算法特征自主探究，分析算法特征 布置实践任务，分析解决以下三个问题的算法，根据分析填写学案上的 表格。 1判断抛物线 ? u l? ? ?与? 轴是否有交点。 2已知函数 ?t? u ? ?t? ? ? ? ?t? ? ? ，设计一个算法，输入 ?，输出函 数值。 3设计一个算法，输入 ?，输出 ? 的绝对值。 总结讲解算法特征总结讲解算法特征 根据实践结果，总结说明算法的特征
4、，对算法的五大特征进行讲解。 有输入有输入。一个算法通常要求有 0 个或多个输入，以描述运算对象的初识 情况。 有输出。有输出。一个算法可以有一个或多个输出。 有穷性。有穷性。算法必须能在执行有限个步骤之后终止。 可行性可行性。算法中的每一步操作都是可以执行的，或者都可以分解成计算 机可执行的基本操作。 确定性。确定性。算法的每个步骤都具有确定的含义，没有歧义。 除了上述的数值问题可以用算法来描述， 算法也可以描述很多的非数值 问题，比如：图书资料的检索，人名的排序等。 请同学们思考解决这些问题的算法步骤是什么？是否符合算法的五个 特征呢？ 8 分 钟 算法 的描 述 问题驱动，分析三种描述方
5、法问题驱动，分析三种描述方法 小明在去往地铁站时，在路口遇到了一个红绿灯。小明发现该红绿灯 上配有一个倒计时器，倒计时 15s 之后红灯变成了绿灯，如何将“倒计时 15 秒”的算法描述出来？ 提问：你能通过我们的语言描述出解决该问题的算法步骤吗？ 分析讲解该问题，说明如何用自然语言描述该算法。 将计数器 t 设为 15； 如果 t 大于等于 1，执行步骤，否则执行步骤； 显示 t，并保持显示 1 分钟，然后清除显示； 将 t 的值减 1，跳转至步骤 2。 倒计时结束。 说明自然语言描述算法的优缺点，引出用流程图来描述算法。 流程图是用图形表示算法的一种常用工具。用流程图描述的算法直观 易读，问
6、题解决的步骤清晰简洁，算法结构表达明确。 讲解流程图常用符号的作用。说明绘制流程图的方法。引导学生用流 程图描述倒计时 15 分钟的算法。 通过对上述流程图的分析，说明该流程是一种循环结构。引出算法有 三种基本控制结构，分别是顺序、选择、循环结构。 顺序结构。每一步骤按先后次序被执行，即先处理 S1，再处理后面的 S2 到 Sn，如下图顺序结构所示。 选择结构，又称分支结构。根据条件是否成立，选择执行不同的分支， 如下图选择结构所示，当条件 C 成立时（用 True 表示） ，执行处理 S1；当 条件不成立时（用 False 表示） ，执行处理 S2。 循环结构。当条件成立时，反复执行 S1，
7、一旦条件不成立就立即结束 循环，如下图循环结构所示。 说明除自然语言、流程图外，还可以用伪代码方式描述算法。用伪代 码描述算法就是采用一种类似于程序设计语言的代码来表示算法。 伪代码没 有固定的、严格的语法规则，只要定义合理，没有矛盾即可。 展示倒计时 15 分钟的伪代码描述，分析伪代码描述的优缺点。 最后总结说明算法的三种描述方法的特点及优缺点。 实践练习，巩固所学实践练习，巩固所学 某地有两种不同类型的出租车，其计费标准分别为：甲车 3 千米起步， 价格 10 元，3 千米以上（含 3 千米）每千米为 2 元；乙车 3 千米起步，价 格 8 元，3 千米以上（含 3 千米）每千米 2.2
8、元。 设计算法，在不同里程时给出最优资费的用车选择。选用一种描述方法 对该算法进行描述，并解释其中使用到的算法控制结构的类型。 练习讲解，分析算法的设计和算法的结构，以及如何用不同的方式描述 算法。 4 分 钟 算法 的 效率 对比分析，感受算法效率对比分析，感受算法效率 已知有 10 个一模一样的零件，其中 9 个零件的质量相同，只有一个质 量略轻，不符合规格要求。现在有一台天平，请设计算法找出该零件。 对比分析“一一比较法”和“二分法”的比较次数。 进一步提问：在问题规模扩大（零件个数增加）的时候，两种方法比 较次数的区别。由此，提出算法的效率。 说明不同算法解决问题的效率不同，设计算法时要考虑算法的效率。 2 分 钟 总结 梳理 小结小结 算法的定义：广义上讲，算法是解决一个特定问题而采取的确定的、 有限的步骤。 算法的特征：包括有输入（0 个或多个） 、有输出（1 个或多个） 、有穷 性、可行性、确定性。 算法的描述：可以用自然语言、流程图、伪代码来描述算法，每种方 法各有优缺点，需要我们对具体问题结合具体条件选择合适的描述方法。 算法的效率：解决同一问题可能有多种算法，需要考察不同算法的效 率，结合具体情况选择合适的算法。
