計(jì)算機(jī)解決問題的過程
【教材分析】
本節(jié)課“計(jì)算機(jī)解決問題的過程”是“算法與程序設(shè)計(jì)”模塊的第一節(jié)課，上好這節(jié)課是學(xué)生能否學(xué)好“算法與程序設(shè)計(jì)”這一模塊的關(guān)鍵。計(jì)算機(jī)解決問題是一個(gè)比較抽象的概念，學(xué)生理解起來比較困難，算法與程序設(shè)計(jì)更多是用來解決生活中的數(shù)學(xué)問題，如何從實(shí)際問題中建立數(shù)學(xué)模型至關(guān)重要。因此，本節(jié)從學(xué)生最熟悉的一元二次方程著手，讓學(xué)生嘗試尋找不同的解決方法，并試圖從人解決問題的過程中提煉、概括出人解決問題的一般步驟，從而運(yùn)用到計(jì)算機(jī)解決問題的過程，因?yàn)橛?jì)算機(jī)解決問題都是模仿人解決問題的。本節(jié)課還涉及到讓學(xué)生理解算法與程序設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)解決問題的過程中的重要地位和作用，也為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)情分析】
通過《信息技術(shù)基礎(chǔ)》必修模塊第三章“信息的編程加工和智能化加工”的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步了解到計(jì)算機(jī)信息加工的一般過程，尤其是第二節(jié)“信息的編程加工”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步接觸到VB程序設(shè)計(jì)語言，初步感受到利用計(jì)算機(jī)解決問題的獨(dú)特魅力，對(duì)計(jì)算機(jī)程序、程序設(shè)計(jì)語言等有了一定的認(rèn)識(shí)。并且在數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了算法，所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ)。
對(duì)于高中一年級(jí)的學(xué)生來說，他們的求知欲和動(dòng)手能力都比較強(qiáng)，很想一展身手，體驗(yàn)編程的樂趣，檢驗(yàn)自己編寫的程序是否能夠運(yùn)行出正確結(jié)果。強(qiáng)烈好奇心性驅(qū)使他們想進(jìn)一步揭開計(jì)算機(jī)解決問題的神秘面紗。
【教學(xué)目標(biāo)】
1. 知識(shí)與技能：
（1）知道人類是如何分析問題、解決問題的。
（2）了解計(jì)算機(jī)解決問題的基本步驟。
（3）歸納人類解決問題和計(jì)算機(jī)解決問題的異同。
2. 過程與方法：
（1）通過求解一元二次方程，分析判斷出人，計(jì)算機(jī)解決問題的方法和步驟，并學(xué)會(huì)舉一反三。
（2）通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生合作、交流和自主學(xué)習(xí)的能力。
3. 情感態(tài)度價(jià)值觀：
通過對(duì)同一個(gè)問題的不同解法分析，培養(yǎng)學(xué)生在解決問題時(shí)不要盲目的動(dòng)手操作，而是先經(jīng)過分析，理清問題的來龍去脈，明確的解決方法以后才開始著手解決。在小組討論的過程中，培養(yǎng)學(xué)生自主探究，合作交流，和語言表達(dá)等能力；在體驗(yàn)編程帶來快樂的同時(shí)，讓學(xué)生正確理解計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程，感受計(jì)算機(jī)解決問題對(duì)我們學(xué)習(xí)、生活帶來的諸多魅力，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生正確的信息素養(yǎng)觀。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：
用計(jì)算解決問題的過程中的分析問題、設(shè)計(jì)算法、和上機(jī)調(diào)試程序等步驟。
難點(diǎn)：
1. 人類解決問題和計(jì)算機(jī)解決問題的異同。
2. 用計(jì)算解決問題的過程中的分析問題、設(shè)計(jì)算法。
【教學(xué)策略】
本節(jié)課以求解一元二次方程數(shù)學(xué)競賽的形式導(dǎo)入課題，初步讓學(xué)生感受到利用計(jì)算機(jī)解決問題的優(yōu)越性。并以其中一個(gè)方程為例，先讓學(xué)生回顧自己是如何解決這道題的，概括出自己解決問題的一般步驟，進(jìn)而把人解決問題的步驟運(yùn)用到計(jì)算機(jī)解決問題的過程中去，學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移。在利用計(jì)算機(jī)解一元二次方程的教學(xué)中，讓學(xué)生通過自主探究、親身體驗(yàn)、合作交流等方式進(jìn)一步加深理解用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程，突出強(qiáng)調(diào)了在利用計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)建立數(shù)學(xué)模型的重要性，讓學(xué)生體驗(yàn)到解決問題的關(guān)鍵是思想與算法。通過對(duì)比算法與程序設(shè)計(jì)語言，使學(xué)生充分理解算法對(duì)程序設(shè)計(jì)所具有的重要作用。
教學(xué)中運(yùn)用了探究、講授、交流、合作學(xué)習(xí)、閱讀材料等多種教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方法。
【教學(xué)過程】
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教學(xué)環(huán)節(jié)
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教師行為
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學(xué)生行為
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設(shè)計(jì)意圖
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課程導(dǎo)入
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游戲互動(dòng)：展示10道一元二次方程題，在1分鐘內(nèi)看誰解的又對(duì)又快，并給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)。
演示一段求解一元二次方程的小程序，利用計(jì)算機(jī)解10道題需要多長時(shí)間。
提問：與老師解題的方法相比，是同學(xué)們解題的快呢還是老師老師的快呢？
追問：同學(xué)們想不想知道計(jì)算機(jī)是如何來解決一元二次方程的呢？
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動(dòng)手解方程
觀察
回答：老師
回答：想
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培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，并初步感受到計(jì)算機(jī)解決問題給我們學(xué)習(xí)帶來的快捷性和準(zhǔn)確性。
充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
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人是如何解決問題的
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要想弄清楚計(jì)算機(jī)是如何求解一元二次方程，首先老師想問一下同學(xué)們是如何解一元二次方程的呢？比如方程：6x2+5x-50=0
環(huán)節(jié)一：任務(wù)驅(qū)動(dòng)，求方程6x2+5x-50=0的解，寫出解題步驟。引導(dǎo)學(xué)生觀察各項(xiàng)系數(shù)之間的關(guān)系，確定用什么方法解決，從而寫出具體的步驟。
請(qǐng)一兩位同學(xué)講解一下你從接到這題到完成解題都做了哪些工作？（了解題意、分析題涉及到哪些知識(shí)是什么題型、設(shè)計(jì)解題的基本步驟、解題得出結(jié)果）
提問：為什么剛才兩位同學(xué)會(huì)采取不同的解題方法呢？
總結(jié)同學(xué)們解題的一般過程：首先觀察、分析問題，收集必要的信息，然后根據(jù)已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷、推理，嘗試按照一定的方法和步驟解決問題。
提問：那么利用計(jì)算機(jī)來解決問題，它的過程又是怎樣的呢？
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回想剛才解題的過程
再次開始動(dòng)手求解該方程
闡述自己的解題思路解題方法和步驟
思考
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培養(yǎng)學(xué)生探究和口頭表達(dá)能力。同時(shí)讓學(xué)生在對(duì)比兩位同學(xué)不同的解題方法，明確，對(duì)同一個(gè)問題，由于分析的不同直接導(dǎo)致了解決過程的不同，直至解決效果的不同，培養(yǎng)學(xué)生在解決問題中應(yīng)該仔細(xì)分析問題，以便在解決問題的過程中應(yīng)尋找最優(yōu)方法。
引出本課的重點(diǎn)問題 ——用計(jì)算機(jī)解決問題過程。
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計(jì)算機(jī)又名“電腦”，可見計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)都是模仿人解決問題的。
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計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程
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任務(wù)一：分組討論：如何利用計(jì)算機(jī)求解方程6x2+5x-50=0的解。并寫出具體的解題步驟和方法。
引導(dǎo)學(xué)生回顧舊知識(shí)，注意知識(shí)的遷移。
（巡視、發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，并進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)）
總結(jié)學(xué)生解決問題的過程，展示出解決問題的正確步驟。
演示計(jì)算機(jī)解方程的步驟
引出算法的概念：解決問題的方法和步驟。
問：通過上面的分析，同學(xué)們已經(jīng)編寫出了算法，那么計(jì)算機(jī)是不是就能理解人類的思想，按照算法一步一步的執(zhí)行下去了呢？
引出程序設(shè)計(jì)語言的概念：泛指一切用于書寫計(jì)算機(jī)程序的語言。
演示將算法一步一步轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)讀得懂的程序設(shè)計(jì)語言。強(qiáng)調(diào)算法和程序設(shè)計(jì)語言之間的區(qū)別，以及在計(jì)算機(jī)解決問題中的重要作用。
介紹VB程序設(shè)計(jì)界面，演示計(jì)算機(jī)解方程6x2+5x-50=0的完整程序。
任務(wù)二：同學(xué)們上機(jī)體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解方程的過程，并試著修改a、b、c的值，進(jìn)一步體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解題的快捷性和準(zhǔn)確性。
個(gè)別指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)存在的問題。
請(qǐng)同學(xué)們談?wù)劊阍谑褂糜?jì)算機(jī)解方程的時(shí)候有什么收獲。
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)計(jì)算機(jī)解決問題的過程：
提問：是不是計(jì)算機(jī)解決每個(gè)問題都是按照這個(gè)步驟來完成的呢？比如利用excel處理我們班的期末考試成績，我也是再利用計(jì)算機(jī)解決問題，但是我們?cè)谑褂?span lang=EN-US>excel的過程中就沒有設(shè)計(jì)算法，編寫程序，運(yùn)行程序，這個(gè)問題我們又如何解釋呢？
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學(xué)生開始討論，并試著寫出算法
對(duì)比自己的解題步驟與老師的有什么不同
觀察
思考
回答：是/不是
明白要使計(jì)算機(jī)解決問題，還必須將算法編寫成程序語言，但是學(xué)生對(duì)程序語言還不是很清楚，究竟什么樣子就是計(jì)算機(jī)能讀得懂的語言呢。
對(duì)程序設(shè)計(jì)語言有了一定的認(rèn)識(shí)后，非常想動(dòng)手體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決的過程。
體驗(yàn)完整的計(jì)算機(jī)解6x2+5x-50=0的程序。
試著修改abc的值，感受計(jì)算機(jī)解方程的過程。在遇到問題時(shí)可以向周圍的同學(xué)討論，也可以參考老師發(fā)給的閱讀材料。
學(xué)生自言其說。
回顧剛才利用計(jì)算機(jī)解題的過程。
思考
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聯(lián)系數(shù)學(xué)上學(xué)的算法的概念，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移能力
培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，引導(dǎo)學(xué)生思考，發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決問題
引導(dǎo)學(xué)生思考，回顧已有的知識(shí)，將數(shù)學(xué)上學(xué)的算法聯(lián)系起來。學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移
明確計(jì)算機(jī)解決問題中，算法和程序設(shè)計(jì)語言的重要性，以及它們之間的區(qū)別。
培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力
引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，自主解決問題。
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課堂小結(jié)
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引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比人、機(jī)解決問題的過程，總結(jié)二者解決問題的區(qū)別和聯(lián)系。
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學(xué)生思考后回答
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培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力
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思維拓展
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著名的“韓信點(diǎn)兵”問題，今有物不知其數(shù)，三三數(shù)之余二，五五數(shù)之余三，七七數(shù)之余二，問物幾何？
請(qǐng)同學(xué)們列出解決這道題的方法和步驟，并嘗試編寫計(jì)算機(jī)解決問題的程序語言。
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學(xué)生思考
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教師繼續(xù)提出問題，讓學(xué)生學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)探究、學(xué)習(xí)的愿望，也為后即學(xué)習(xí)做鋪墊。
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在利用計(jì)算機(jī)解決問題一般過程中：要讓學(xué)生分析解，得出解題的數(shù)學(xué)表達(dá)式（學(xué)數(shù)模型）再變?yōu)橛?jì)算機(jī)能解決的表達(dá)式，設(shè)計(jì)代碼（這步可以老師自已完成），只運(yùn)行程序得出結(jié)果就可以，不必去解說VB軟件。
