1、1信息的编程加工教案主讲人：张开鹏 2014 年 10 月 20 日教学目标知识目标 让学生了解编程加工信息的内在机制； 使学生理解算法的概念，掌握算法的设计、选择及应用； 让学生了解并体验程序设计的主要过程。能力目标 培养学生自主学习、探究学习的能力，分析解决问题的能力以及逻辑思维的能力。情感态度目标 感受到程序设计的独特魅力。 激发学生对“算法与程序设计”的兴趣，为以后选修算法与程序设计打下良好的基础。教学设计分析学生分析学生是首次接触程序设计，算法是学生较难理解和掌握的内容，对学生要求不能过高，随着学习的深入，学生的理解会逐步加深，因此，教师应注意循序渐进，绝不可一蹴而就。教学内容分析地
2、位作用：本节内容是学生在学习了第一节信息加工概述后进行的学习，是对上一节的承接，主要通过对程序设计过程的体验让学生了解计算机加工信息的内在机制，知道利用计算机解决问题的步骤。教学重点：感悟信息编程加工的整个过程，了解利用计算机解决问题的方法和步骤。教学难点：如何用算法描述实际问题，用语言来实现算法。教学媒体分析 通过教材配套光盘中提供的 Flash 动画使学生加深对“冒泡算法”的理解。 通过学生对 “100 米决赛项目成绩排序程序”的运行，使学生能够大概了解某一段程序的作用。教学用时1 课时教学过程1、引入游戏，创设情境2教师：在课的开始我们先来做个游戏，我想请 8 位同学上来配合我一下来完成
3、这个游戏，谁愿意上来？学生（活动）：上来 8 位同学。教师：请 8 位同学一字排开，我们开始我们的游戏。我这里有 8 张卡片，上面标有数字，我给 8 位同学每人一张，哪位同学能够按 8 位同学手中拿的数字的大小，从小到大快速的给 8 位同学排个顺序。学生（思考回答）：学生（提问 1 位）：（按照数的从小到大说出顺序。 ）教师：大部分同学都能很快就看出顺序来排列好，你们在排序的时候是不是都先找出最大数或最小数，再找出第二大的数或第二小的数？学生（回答）：是的。教师：那你们是怎么把最大数、最小数找出来的？学生：要比较。教师：对，要相互比较，哪位同学能把你相互比较的方法和顺序说出来？学生（提问 1
4、位）：（把自己比较的方法和顺序说出来。 ）教师：这位同学把他比较方法说出来了，我再给大家说的清楚些，同学们看看行不行。第1 位同学和第 2 位同学比较，谁的大？学生（回答）：第 1 个大。教师：第 1 位同学的数大，交换一下位置。学生（活动）：（台上的学生交换位置）教师：第 2 位同学和第 3 位同学比较，谁的大？学生（回答）：第 3 个大。教师：第 3 个同学的数大，位置不变。第 3 个同学和第 4 个同学比较，谁的大？学生（回答）：第 3 个大。教师：第 3 位同学的数大，交换一下位置。学生（活动）：（台上的学生交换位置）教师：我们比较交换的方法是前 1 个数比后 1 个数大，就交换位置，
5、前 1 个数比后 1 个数小，就不交换，按照这种方法，继续比较交换。学生（活动）：（台上的学生交换位置）教师：通过比较交换，是不是最大的数找出来了？第 8 位同学手中拿的就是最大的数。剩下的这 7 位同学再按照这种方法是不是就可以找出他们中的最大数，也就是 8 个数中的第二大的数，依照这种方法循环多次，不就把他们的顺序排列好了吗。学生（活动）：（台上的学生按照顺序比较交换位置，完成排序。 ）设计意图本节教学内容较为枯燥，学生大多从没有接触过程序设计，对计算机中的数据处理过程很不理解，如果直接向学生提出算法的概念和冒泡排序法，大部分学生将无法接受，顾在本课的开始安排了一个小游戏，让学生参与进去，
6、创设课堂教学情境，激发学生学习兴趣，提高学生学习的主动性，同时为他们下面理解算法的概念和冒泡排序算法做好铺垫。本节课是讲信息的编程加工，要讲程序设计的过程，算法的概念，也就是解决问题的方法和步骤，要把解决问题的方法和步骤描述出来。在对 8 个数进行排序时，学生很快就能排列好，但你让他把方法和步骤很清楚的说出来，学生却说不太清楚，其实他们在排序的时候，大脑都是有这个过程的，只不过没有很明显的表现出来，被跳跃了过去，教师就要帮助学生把这个过程挖掘出来，教师要一步步的引导：排列大小就要先找出最大的，怎么找最大，就要相互比较，比较不能无序的比，要按照一定的顺序， （学生在比较时，往往都是无序的，要让他
7、有序化） ，找出最大的，再找第 2 大的，依次循环就完成排序了。这个方法和步骤一定要讲清，为下面讲授算法设计做好铺垫。32、提出假设，引入概念教师：怎么样，这种排序的方法行不行？学生（回答）：行。教师：这是 8 个数排序，如果是 1000 个数，用这种方法行不行？学生（回答）：行。教师：对，不管多少个数都是可以的。同学们试想一下，如果真是 1000 个数，这样比较来比较去，交换来交换去，是不是要花费很长的时间才能排列好？学生（回答）：是。教师：那要怎么办呢？我们要把这种重复性的工作交给谁去做？帮助我们完成排序。学生（回答）：计算机。教师：对，用计算机，我们要发挥计算机高速自动运算的功能，利用计
8、算机进行信息加工。那计算机真的就这么厉害，只要把数告诉它，它就能把这些数排列好了吗？学生（回答）：不能。教师：对，目前的计算机还做不到这一点。计算机还要依靠人，我们必须把解决问题的方法和步骤告诉计算机，让计算机按照我们的指令去工作，也就是说要进行程序设计，让计算机按照我们设计好的程序去工作。在程序设计里我们把解决问题的方法和步骤就称之为算法。教师（活动）：（投影展示算法的概念。 ）教师：刚才我们对 8 位同学排序的方法和步骤就是一种算法，我们称之为冒泡排序算法。设计意图通过假设，创设条件，使学生明确利用计算机进行信息加工的必要性，充分发挥计算机的特点和优势帮助我们解决问题。学生刚接触计算机时，
9、由于不了解计算机，往往会产生一种错误认识，以为只要把问题原封不动的交给计算机，计算机就会自动得出结果或结论，这种错误认识在学生中是很常见的，要让学生明确，计算机并不能代替人做所有事情，现在使用的计算机还只能按照人们事先给定的步骤工作。因此，拿到一个问题后，首先要搞清楚做什么，再设计好一步一步怎么做，也就是设计解决这个问题的算法，最后选择一种合适的计算机语言编写程序，使计算机工作，得到正确的结果。所以，解决任何问题，都必须设计算法、编写程序。3、演示动画，总结步骤教师：为了更好的让同学们理解冒泡排序算法，我们来看一个演示冒泡排序算法的 flash 动画。在看 flash 动画的时候，同学们注意总
10、结一下冒泡排序算法有哪三个基本步骤？教师（活动）：播放冒泡排序算法的 flash 动画。学生（活动）：观看冒泡排序算法的 flash 动画。教师：哪位同学能总结一下冒泡排序算法的三个基本步骤。学生（提问 1 位）：（学生回答出自己总结的冒泡排序算法的三个基本步骤。 ）教师（活动）：通过投影展示总结冒泡排序算法的三个基本步骤。 （1）两两数比较并进行交换；（2）每一趟冒出本趟的最大值；（3）通过多趟完成排序。设计意图前面通过游戏引入了冒泡排序算法，学生通过游戏已经感受了冒泡排序的过程，但还不够深入，教材配套的多媒体光盘中有一个演示冒泡排序过程的 flash 动画，很形象，演示给学生看可以加深学生
11、对冒泡排序算法的理解，效果很好，并在此基础上让学生总结冒泡排序算法的三个基本步骤，使学生对冒泡排序算法的思维从形象化到抽象化，再上一个层次。4、选择语言，实现算法教师：现在我们有了解决问题的方法和步骤，也就是有了算法，如何让计算机按照我4们的方法和步骤去工作呢？就要把这个方法和步骤告诉计算机，就要用计算机能读懂的语言把它描述出来，也就是要选择一种计算机编程语言来编写程序。教师：计算机语言，就好比我们人有了一个思想，要想把它描述出来人就要用人的语言，计算机就要用计算机的语言。程序设计的基本步骤就是要先设计好算法，然后再选择一种计算机语言来编写程序，计算机语言有很多种，大家听说过的有什么？学生回答
12、：Basic、教师：对，有 Pascal、C 语言、Basic 等，就象是同一个思想，我们可以用汉语来描述，也可以用英语来描述，同一种算法，我们可以用不同的计算机语言来编写。语言只是工具，算法才是程序设计的灵魂。设计意图让学生明确，要想让计算机按照你设计的算法，必须用计算机语言来编写程序。学生在刚开始学习程序设计时，往往把注意力集中到语言的语法规则和语句上，而忽视算法，教师通过计算机语言和人类语言这样一个比拟，使学生很容易就理解了什么是算法、什么是语言、以及它们之间的关系，使学生清楚语言只是工具，算法才是程序设计的灵魂，只要算法正确，就可以用任何一种语言编写程序。5、结合实例，观察代码教师：现
13、在我们来看一个用 VB 语言来编写的一个排序程序，它用的就是冒泡排序算法。教师（活动）：演示运动会 100m 决赛成绩排序程序，说明哪里是程序界面、哪里是程序代码、程序如何运行。教师：书上第 45 页有这个程序的代码，请同学看一下。看的过程注意思考分别由哪段代码描述了刚才我们总结的冒泡排序算法的三个基本步骤？注意看单引号后面的汉字，那是注释语句，帮助你理解代码的作用。学生（活动）：（看书。 ）教师：通过看书，大家对代码有了一定的了解，哪位同学能说一下冒泡排序算法的三个基本步骤各是由哪段代码来实现的？学生（提问 1 位）：（学生回答。 ）教师（活动）：（结合学生的回答，投影展示说明分别由哪段代码
14、描述了冒泡排序算法的三个基本步骤。 ）教师：现在大家对算法、代码都有了了解，我们现在的排序方法是先找出最大数，如果要先找出最小数，在程序编写上要如何修改呢？学生（提问 1 位）：（学生回答）教师：只要把这里的大于号改为小于号就可以了。设计意图让学生看一个已编好的程序的程序代码，让学生对程序的编写有一个感官印象，用代码描述出算法，知道哪一段代码是干什么的就达到要求了。通过思考先找出最小数的排序，进一步明确用语言来实现算法。 6、运行调试，体验过程教师：现在大家自己运行一下这个程序，体验一下，程序在 D 盘运动会 100m 决赛成绩排序文件夹中。学生（活动）：（运行程序。 ）教师：是不是都出现这种
15、情形了，提示“下标越界” ，这说明程序的编写有问题，就象我们做事一样，不太容易一次就成功，编写程序也不可能一次就成功，它是一个艰苦的过程，要反复的修改调试，才可能编写出一个正确完善的程序。我们点击调试按钮，是不是就出现这个画面了，上面有一段黄色区域，错误就在这里，有错误，计算机就要给你些颜色看看。错误在哪里呢，只要把这里的 7 改成 6 就可以了。为什么要改为 6 呢，这节课大家不一定要理解，我们只要体验一下调试的过程就可以了。下面大家继续调试。5学生（活动）：（调试程序。 ）设计意图教师给学生一个已经编写好的程序，让学生运行，但有意给了一个有错误的程序，让学生体验调试的过程，使学生对程序设计过程的体验更完整。7、回顾总结，课后思考教师：今天我们学习了算法的概念，体验了程序设计的过程，我们一起来总结一下。教师（活动）：投影展示程序设计的一般步骤：1、需求分析（要计算机做什么）2、设计算法（解决问题的方法和步骤）3、编写程序（把算法体现在程序之中）4、上机调试与维护。教师：如果大家对算法和程序设计感兴趣，想更深入的学习，下学期可以选修算法与程序设计这门课。课后大家可以思考一下这个问题：除冒泡排序算法外，还有什么算法可以实现排序？
