浙教版 (2019)必修1 数据与计算2.1 算法的概念及描述教案

这是一份浙教版 (2019)必修1 数据与计算2.1 算法的概念及描述教案，共5页。教案主要包含了主题介绍，算法的概念，任务一：农夫过河问题，其他类型的算法，任务二：地理坐标计算等内容，欢迎下载使用。

教学目标
教学目标：
理解算法的概念及特征；
通过分析问题，体会算法的思想，提高思维能力；
提高分析和解决问题的能力，培养严谨的思维习惯。
核心素养目标：
信息意识：培养学生根据解决问题的需要获取、加工、表达、交流信息的自觉性。
计算思维：学生根据抽象问题特征，建立结构模型，对数据进行分析和组织，体会算法的思想，理解算法在解决问题中的作用。
数字化实践：能够用自然语言描述解决具体问题的算法，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。
信息社会责任：关注信息技术革命所带来的环境问题和人文问题；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
教学内容分析
这部分内容是浙教版教材必修一《数据与计算》第二章的第一节。将介绍算法的概念、特征及要素。这是程序设计的基础，也是计算机科学的核心内容之一。学生学习程序设计，不仅要学会利用程序设计实现算法，还应了解如何设计算法来求解问题。学生应充分理解和掌握本节课的内容，为后续程序设计的学习打下坚实基础。
教学重难点
教学重点：
体会算法思想，描述算法的特征。
教学难点：
能够用自然语言表达一些具体的解决问题的算法。
学习者特征分析
心理特征：
本节课的授课对象是高一的学生，已经具备良好的抽象逻辑推理能力和高度的语言概括能力，能够从具体问题中提炼出重要思想。
认知水平：
学生在以前的学习和生活中已经认识过大量的算法实例，本节课就是在此基础上使学生进一步理解和提炼算法的定义，体会算法的思想。
教学策略选择与设计
本节课采用基于课堂的讲授式教学模式，通过农夫过河问题进行情境导入，任务式驱动激发学生的学习兴趣。学生通过对具体案例的感知和体会，激活思维，挖掘潜能。通过真实案例分析，让学生体验算法的执行过程，加深对算法的理解。
教学环境及资源准备
教学环境：微格教室
资源准备：
PPT、电脑
视频
教学过程
教学环节
教学过程
学生活动
设计意图
知识讲解（2min）
【主题介绍】
本节课的主题是算法的概念及描述。说到算法，大家首先一定会想到计算机中各类复杂的程序的吧！其实算法不仅仅存在于科技世界，今天就让我们来初探一下算法的奥秘。
【算法的概念】
在计算机科学领域内，“算法”指的是用计算机解决问题的步骤，是为了解决问题而需要让计算机有序执行的、无歧义的、有限步骤的集合。
广义地讲，“算法”指的是解决问题或完成任务的一系列步骤。
总结：其实，算法早就在数千年前就诞生并存在我们生活的每个角落，当我们需要完成一件事的时候，幕后总有算法悄悄地一步步的指引我们去完成。
了解算法的概念，理解算法是解决问题的具体方法和步骤；
认真听讲，思考和体会算法的含义。
通过对算法概念的讲解，让学生对算法的定义有一个大致的了解，以便后续理解一些实际案例。
案例分析—任务一（4min）
【任务一：农夫过河问题】
农夫要带一条狼、一头羊和一篮蔬菜过河，但小船每次只能带一样东西，且农夫不在场时，狼会吃羊，羊会吃蔬菜。问农夫如何能安全地带这三样东西过河？
提问：给大家两分钟的时间思考一下这个问题，在纸上写出农夫过河的步骤。有没有同学愿意回答老师这个问题？
解答：有的同学是不是发现正确的过河方法不止一种？让我们来看一下其中的一种过河方法。
先带羊过河，自己回来→再带狼过河，把羊带回来→带蔬菜过河，自己回来→把羊带过河
分析：我们可以看到上面的四个步骤就是解决农夫过河问题的具体方法和步骤，所以我们就可以把它看做是解决这一问题的算法。大家看，算法其实并不一定要用到数学公式或者物理规律，只要我们找到了解决问题的方法和步骤，我们就找到了算法。
【其他类型的算法】
洗手步骤：正确的洗手步骤也可以被称为一种算法。
洗手掌→洗背侧指缝→洗掌侧指缝→洗指背→洗拇指→洗指尖→洗手腕手臂
分析：这七个步骤就可以看做是规范化洗手的一种算法。所以大家看，在日常生活中我们也经常要用到算法解决问题，只是一般不叫做算法，比如乐谱是指挥乐队演奏的算法，菜谱是厨师做菜的算法等。
总结：随着计算机的出现和现代信息技术的发展，算法与人类社会的关系又进入了一个新的层面。人们可以将算法编写成程序提交给计算机执行，利用计算机的高速自动化计算能力迅速获得结果。现在我们已经可以利用人脸匹配算法来解锁手机，或是通过路面识别算法辅助汽车完成自动驾驶。随着科技的发展，计算机的处理能力在不断增强，这也使算法能够更好的服务并改善人们的生活。
思考分析农夫过河问题，并给出答案。
通过洗手步骤、乐谱等生活中的实例理解其他类型的算法。
掌握算法的概念。
通过农夫过河问题引导学生思考分析解决问题的步骤。通过洗手步骤、菜谱、乐谱等生活中的例子帮助学生理解广义的算法定义。
实例探究—任务二
（4min）
【任务二：地理坐标计算】
人们现在在出行时，经常会用手机上的地图APP来进行定位，同学们不妨想一想自己的地理坐标位置是怎么计算出来的呢？定位算法又是什么样的呢？
提问：给大家几分钟的思考时间，可以前后左右的同学一起讨论一下。有没有同学愿意跟老师分享你的想法？
视频解析：让我们来看一段我国北斗卫星导航的科普视频。
通过刚才的视频，是不是觉得这些计算机中的算法也并不是遥不可及了吧？
思考分析如何去计算导航定位时自己的地理坐标位置？
观看北斗卫星导航的科普视频，思考计算机中的算法。
通过思考导航定位时地理坐标位置如何进行计算的问题，让学生对计算机中的算法有一个大致的了解。
教学流程图
板书设计