教科版 (2019)必修1 数据与计算4.1 算法及其特征精品第1课时教案

这是一份教科版 (2019)必修1 数据与计算4.1 算法及其特征精品第1课时教案，共5页。教案主要包含了#打开备份文件等内容，欢迎下载使用。
















课题
必修1 4.1 算法及特征 第1课时
单元
4
学科
信息技术
年级
高一
学习


目标
通过有趣的实际问题，熟悉算法的概念，了解算法的要素和重要特征，学会根据实际问题选择恰当的方式来描述算法；通过问题求解，掌握用编程语言实现简单算法。
重点
能够分析问题，设计解决问题的算法，并用恰当的方法描述算法；


了解枚举法的含义，并能使用枚举法解决相关问题。
难点
能够设计出解决问题的算法；能够用枚举法解决相关问题。
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
导入





5分钟
叶达报名参加学校软件开发社团时。面试中有一道IQ题：


有四个装了药丸的罐子，每个药丸都有一定的重量，其中有一个药罐被污染了。每片被污染的药丸比污染前增重1克。只允许称量一次，判断出哪个罐子的药被污染了。


（同座位讨论该问题的解决步骤）



学生思考讨论学校软件开发社团的一道面试题。讨论问题的解决步骤。
通过问题的方式引入本节课的教学，让学生根据具体问题思考算法的设计。
教师：
在生活中有很多类似的问题，解决这些问题需要一定的方法，这种解决的方法实际上就是算法。
学生回忆算法的概念。
让学生回顾算法的概念。
教师：
方法：考虑药丸的质量变化，如果药丸被污染，则增重_____克，否则增重_____克。


从任一药瓶中提取n颗药丸，如果增重n克，则_________；如果没有增重，则______


从第一盒中取出1颗，第二盒中取出2 颗，第三盒中取出3颗，从第四盒中取出4颗（共10颗）。如果增重________克，则________号药瓶被污染。



学生考虑一颗药丸污染后的质量变化。


然后从每个药瓶中取出不同数量药丸的质量变化。
引导学生考虑一颗药丸污染后的质量变化。


和从每个药瓶中取出不同数量药丸的质量变化。从具体的分析中找出问题的解决步骤。
教师：
考虑1颗药丸的质量变化，如果药丸被污染，则增重 1 克，否则增重0 克。


从任一药瓶中提取n颗药丸，如果被污染，则 增重n克 ；否则增重 0 克



分析一颗药丸和n颗药丸，如果被污染的质量变化。
引导学生思考，从一颗药丸和n颗药丸被污染后的质量变化。
教师：
从第一盒中取出1颗，第二盒中取出2 颗，第三盒中取出3颗，从第四盒中取出4颗（共10颗）。如果增重________克，则________号药瓶被污染。


输入：？


计算：？


输出：？
从不同药瓶中取出不同颗数的药丸，思考输入，计算和输出。
引导学生思考算法的基本步骤，输入，计算和输出。
程序源代码
d=int(input(“请输入第颗药丸的标准重量：”))


w=int(input(“y请输入药丸称得的重量：”))


x=v-10*d


print(“被污染的药瓶序号是：”，x)


input(“运行完毕，请按回车键退出…”)
设计和学习程序源代码。
引导学生设计和学习程序源代码。


并在电脑上运行。
总结
计算机解决问题的过程：


1、分析问题


2、设计算法


3、编写程序


4、运行验证
学生和老师一块总结计算机解决问题的过程。
让学生明白计算机解决问题的过程。
活动2
巧用运算，寻找误删的ID号


学校历届校友的海量数据存储在校网络中心服务器中（共10000条，无重复数据），某管理员因为误操作删除了一位校友的ID号（8位整数）信息，恰好在备份数据库中保存了一份所有人员ID号的文件（无重复数据，无序）。怎样快速找出被误删的ID号以便恢复数据？


请同座位同学讨论，用自然语言描述问题求解的算法。
通过学校校友数据，寻找误删的id号。


学生先思考讨论，先用自然语言描述算法。
实例引入，激发兴趣。先让学生用自然语言描述算法，循序渐进的往前走。
教师
方法一： 取出网络中心服务器ID列表中第一条数据；和备份服务器中的ID列表逐条进行对比，如果能够找到相同的ID号，则完成目标，否则取出网络中心服务器ID列表中下一条数据继续比对。


按照该算法解决问题需要10000*10000，1亿次。


方法二：（提示：可以利用异或运算）


异或应用于逻辑运算，其运算法则为：0^0=0，1^0=1，0^1=1，1^1=0。


由于两个相同数异或结果为0，而任何数异或0的结果等于数据本身。因此，可以把两文件中所有ID号直接进行异或，只出现一次的数据就能被找出，并且最后出现的异或结果就是这个数。


（学生可能会提出将中心服务器的ID号全部加起来，然后减去备份服务器的ID号，得到的数就是被删除的ID号，可以让学生比较它和异或的方法）
思考方法一，采用逐条对比的方法。


思考利用异或运算的方法，找出丢失的id号。
引导学生思考同一个问题，不同的解决办法。并比较其效率的高低。
程序代码：
sum1=0 #设置初始值


sum2=0 #设置初始值


f1=pen(r"cpy.txt") #打开备份文件


li=f1.readlines() #读取每行数据


fr line in li:


sum1=sum1+int(line) #将读取的数据做和运算


f1.clse() #关闭备份文件


f2=pen(r"truble.txt") #打开故障文件


li=f2.readlines() #读取每行数据


fr line in li:


sum2=sum2+int(line) #将读取的数据做和运算


f2.clse() #关闭故障文件


print("被删除的ID号是:",sum1-sum2) #输出被删除的ID号


input("运行完毕，请按回车键退出...")
学生设计和学习解决问题的程序源代码，并在电脑中运行。
让学生学习程序设计，学习Pythn语言。
设计学生思考
根据解决“被删除的ID号”算法中的一些规律，思考算法应该具有哪些特征。


算法的特征：0个或多个输入项；1个或多个输出项；算法的确定性


（确定的执行结果或者运算的确定性）；算法的有穷性；算法的可行性。
思考算法的特征，包括算法有穷性，可行性。
引导学生掌握算法的特征。
课堂小结


2 分钟
老师带领着学生一起回顾本节课的知识。






和老师回顾总结本节课所学内容。
通过回顾本节课所学，加深对知识的掌握。