1、2015 年人教版必修三教案姓 名: 沈金鹏 学 号: 134080303院 、 系: 数学学院 专 业: 数学与应用数学2015 年 1 月 22 日第一章算法初步一、课标要求:1、本章的课标要求包括算法的含义、程序框图、基本算法语句,通过阅读中国古代教学中的算法案例,体会中国古代数学世界数学发展的贡献。2、算法就是解决问题的步骤,算法也是数学及其应用的重要组成部分,是计算机科学的基础,利用计算机解决问需要算法,在日常生活中做任何事情也都有算法,当然我们更关心的是计算机的算法,计算机可以解决多类信息处理问题,但人们必须事先用计算机熟悉的语言,也就是计算能够理解的语言(即程序设计语言)来详细描
2、述解决问题的步骤,即首先设计程序,对稍复杂一些的问题,直接写出解决该问题的程序是困难的,因此,我们要首先研究解决问题的算法,再把算法转化为程序,所以算法设计是使用计算机解决具体问题的一个极为重要的环节。3、通过对解决具体问题的过程与步骤的分析(如二元一次方程组的求解等问题) ,体会算法的思想,了解算法的含义。理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构。理解并掌握几种基本的算法语句输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句。进一步体会算法的基本思想。4、本章的重点是体会算法的思想,了解算法的含义,通过模仿、操作、探索,经过通过设计程序框图解决问题的过程。点是在具体问题的解
3、决过程中,理解三种基本逻辑结构,经历将具体问题的程序框图转化为程序语句的过程,理解几种基本的算法语句。二、编写意图与特色:算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展,算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。需要特别指出的是,中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想。在本模块中,学生将在义务教育阶段初步感受算法思想的基础上,结合对具体数学实例的分析,体验程序框图在解决问题中的作用;通过模仿、操作、探索,学习设计程序框图表达解决问题的过程;体会算法的基本思想以及算法的重要性和有效性,发
4、展有条理的思考与表达的能力,提高逻辑思维能力。1、结合熟悉的算法,把握算法的基本思想,学会用自然语言来描述算法。2、通过模仿、操作和探索,经历设计程序流程图表达解决问题的过程。在具体问题的解决过程中理解程序流程图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构。3、通过实际问题的学习,了解构造算法的基本程序。4、经历将具体问题的程序流程图转化为程序语句的过程,理解几种基本算法语句输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句,体会算法的基本思想。5、需要注意的问题1) 从熟知的问题出发,体会算法的程序化思想,而不是简单呈现一些算法。2) 变量和赋值是算法学习的重点之一,因为设置恰当的变量,学
5、习给变量赋值,是构造算法的关键,应作为学习的重点。3) 不必刻意追求最优的算法,把握算法的基本结构和程序化思想才是我们的重点。4) 本章所指的算法基本上是能在计算机上实现的算法。三、教学内容及课时安排:1.1 算法与程序框图 (约 2 课时)1.2 基本算法语句 (约 3 课时)1.3 算法案例 (约 5 课时)复习与小结 (约 2 课时)四、评价建议1重视对学生数学学习过程的评价关注学生在数学语言的学习过程中,是否对用集合语言描述数学和现实生活中的问题充满兴趣;在学习过程中,能否体会集合语言准确、简洁的特征;是否能积极、主动地发展自己运用数学语言进行交流的能力。2正确评价学生的数学基础知识和
6、基本技能关注学生在本章(节)及今后学习中,让学生集中学习算法的初步知识,主要包括算法的基本结构、基本语句、基本思想等。算法思想将贯穿高中数学课程的相关部分,在其他相关部分还将进一步学习算法111 算法的概念一、教学目标:1、知识与技能:(1)了解算法的含义,体会算法的思想。(2)能够用自然语言叙述算法。 (3)掌握正确的算法应满足的要求。 (4)会写出解线性方程(组)的算法。 (5)会写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。 (6)会应用Scilab 求解方程组。2、过程与方法:通过求解二元一次方程组,体会解方程的一般性步骤,从而得到一个解二元一次方程组的步骤,这些步骤就是算法,不同的问题有不
7、同的算法。由于思考问题的角度不同,同一个问题也可能有多个算法,能模仿求解二元一次方程组的步骤,写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。3、情感态度与价值观:通过本节的学习,使我们对计算机的算法语言有一个基本的了解,明确算法的要求,认识到计算机是人类征服自然的一各有力工具,进一步提高探索、认识世界的能力。二、重点与难点:重点:算法的含义、解二元一次方程组和判断一个数为质数的算法设计。难点:把自然语言转化为算法语言。三、学法与教学用具:学法:1、写出的算法,必须能解决一类问题(如:判断一个整数 n(n1)是否为质数;求任意一个方程的近似解;),并且能够重复使用。2、要使算法尽量简单、步骤尽量少。3
8、、要保证算法正确,且计算机能够执行,如:让计算机计算 12345 是可以做到的,但让计算机去执行“倒一杯水” “替我理发”等则是做不到的。教学用具:电脑,计算器,图形计算器四、教学设想:1、 创设情境:算法作为一个名词,在中学教科书中并没有出现过,我们在基础教育阶段还没有接触算法概念。但是我们却从小学就开始接触算法,熟悉许多问题的算法。如,做四则运算要先乘除后加减,从里往外脱括弧,竖式笔算等都是算法,至于乘法口诀、珠算口诀更是算法的具体体现。我们知道解一元二次方程的算法,求解一元一次不等式、一元二次不等式的算法,解线性方程组的算法,求两个数的最大公因数的算法等。因此,算法其实是重要的数学对象。
9、2、 探索研究算法(algorithm)一词源于算术(algorism),即算术方法,是指一个由已知推求未知的运算过程。后来,人们把它推广到一般,把进行某一工作的方法和步骤称为算法。广义地说,算法就是做某一件事的步骤或程序。菜谱是做菜肴的算法,洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法,歌谱是一首歌曲的算法。在数学中,主要研究计算机能实现的算法,即按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的解决问题的程序。比如解方程的算法、函数求值的算法、作图的算法,等等。3、 例题分析:例 1 任意给定一个大于 1 的整数 n,试设计一个程序或步骤对 n 是否为质数 1做出判定。算法分析:根据质数的定义,很容易设计出下
10、面的步骤:第一步:判断 n 是否等于 2,若 n=2,则 n 是质数;若n2,则执行第二步。第二步:依次从 2 至(n-1)检验是不是 n 的因数,即整除 n 的数,若有这样的数,则 n 不是质数;若没有这样的数,则 n 是质数。这是判断一个大于 1 的整数 n 是否为质数的最基本算法。例 2 用二分法设计一个求议程 x22=0 的近似根的算法。算法分析:回顾二分法解方程的过程,并假设所求近似根与准确解的差的绝对值不超过 0.005,则不难设计出以下步骤:第一步:令 f(x)=x22。因为 f(1)0,所以设x1=1,x 2=2。第二步:令 m=(x1+x2)/2,判断 f(m)是否为 0,若
11、则,则m 为所长;若否,则继续判断 f(x1)f(m)大于 0 还是小于0。第三步:若 f(x1)f(m)0,则令 x1=m;否则,令x2=m。第四步:判断|x 1x2|max, 则 max=b.S3 如果 Cmax, 则 max=c.S4 max 就是 a,b,c 中的最大值。综合应用题例 5 写出求 1+2+3+4+5+6 的一个算法。分析:可以按逐一相加的程序进行,也可以利用公式1+2+n= 进行,也可以根据加法运算律简化运算过2)1(程。解:算法 1:S1:计算 1+2 得到 3;S2:将第一步中的运算结果 3 与 3 相加得到 6;S3:将第二步中的运算结果 6 与 4 相加得到 1
12、0;S4:将第三步中的运算结果 10 与 5 相加得到 15;S5:将第四步中的运算结果 15 与 6 相加得到 21。算法 2:S1:取 n=6;S2:计算 ;)1(nS3:输出运算结果。算法 3:S1:将原式变形为(1+6)+(2+5)+(3+4)=37;S2:计算 37;S3:输出运算结果。小结:算法 1 是最原始的方法,最为繁琐,步骤较多,当加数较大时,比如 1+2+3+10000,再用这种方法是行不通的;算法 2 与算法 3 都是比较简单的算法,但比较而言,算法 2 最为简单,且易于在计算机上执行操作。学生做一做 求 1357911 的值,写出其算法。老师评一评 算法 1;第一步,先求 13,得到结果 3;第二步,将第一步所得结果 3 再乘以 5,得到结果 15;第三步,再将 15 乘以 7,得到结果 105;第四步,再将 105 乘以 9,得到 945;第五步,再将 945 乘以 11,得到 10395,即是最后结果。算法 2:用 P 表示被乘数,i 表示乘数。S1 使 P=1。S2 使 i=3S3 使 P=PiS4 使 i=i+2
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