計算機解決問題的過程

【教材分析】

本節(jié)課“計算機解決問題的過程”是“算法與程序設計”模塊的第一節(jié)課，上好這節(jié)課是學生能否學好“算法與程序設計”這一模塊的關鍵。計算機解決問題是一個比較抽象的概念，學生理解起來比較困難，算法與程序設計更多是用來解決生活中的數(shù)學問題，如何從實際問題中建立數(shù)學模型至關重要。因此，本節(jié)從學生最熟悉的一元二次方程著手，讓學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，從而運用到計算機解決問題的過程，因為計算機解決問題都是模仿人解決問題的。本節(jié)課還涉及到讓學生理解算法與程序設計在計算機解決問題的過程中的重要地位和作用，也為后續(xù)課程的學習奠定基礎。

【學情分析】

通過《信息技術基礎》必修模塊第三章“信息的編程加工和智能化加工”的學習，學生初步了解到計算機信息加工的一般過程，尤其是第二節(jié)“信息的編程加工”的學習，學生已經(jīng)初步接觸到VB程序設計語言，初步感受到利用計算機解決問題的獨特魅力，對計算機程序、程序設計語言等有了一定的認識。并且在數(shù)學中已經(jīng)學習了算法，所以學生已有一定的基礎。

對于高中一年級的學生來說，他們的求知欲和動手能力都比較強，很想一展身手，體驗編程的樂趣，檢驗自己編寫的程序是否能夠運行出正確結果。強烈好奇心性驅使他們想進一步揭開計算機解決問題的神秘面紗。

【教學目標】

1.知識與技能：

（1）知道人類是如何分析問題、解決問題的。

（2）了解計算機解決問題的基本步驟。

（3）歸納人類解決問題和計算機解決問題的異同。

2.過程與方法：

（1）通過求解一元二次方程，分析判斷出人，計算機解決問題的方法和步驟，并學會舉一反三。

（2）通過小組討論，培養(yǎng)學生合作、交流和自主學習的能力。

3.情感態(tài)度價值觀：

通過對同一個問題的不同解法分析，培養(yǎng)學生在解決問題時不要盲目的動手操作，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)學生自主探究，合作交流，和語言表達等能力；在體驗編程帶來快樂的同時，讓學生正確理解計算機解決問題的基本過程，感受計算機解決問題對我們學習、生活帶來的諸多魅力，從而進一步培養(yǎng)學生正確的信息素養(yǎng)觀。

【重點難點】

重點：

用計算解決問題的過程中的分析問題、設計算法、和上機調試程序等步驟。

難點：

1.人類解決問題和計算機解決問題的異同。

2.用計算解決問題的過程中的分析問題、設計算法。

【教學策略】

本節(jié)課以求解一元二次方程數(shù)學競賽的形式導入課題，初步讓學生感受到利用計算機解決問題的優(yōu)越性。并以其中一個方程為例，先讓學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，進而把人解決問題的步驟運用到計算機解決問題的過程中去，學會知識的遷移。在利用計算機解一元二次方程的教學中，讓學生通過自主探究、親身體驗、合作交流等方式進一步加深理解用計算機解決問題的基本過程，突出強調了在利用計算機解決問題時建立數(shù)學模型的重要性，讓學生體驗到解決問題的關鍵是思想與算法。通過對比算法與程序設計語言，使學生充分理解算法對程序設計所具有的重要作用。

教學中運用了探究、講授、交流、合作學習、閱讀材料等多種教學活動的有機結合的教學方法。

【教學過程】

教學環(huán)節(jié)

教師行為

學生行為

設計意圖

課程導入

游戲互動：展示10道一元二次方程題，在1分鐘內看誰解的又對又快，并給予一定的獎勵。

演示一段求解一元二次方程的小程序，利用計算機解10道題需要多長時間。

提問：與老師解題的方法相比，是同學們解題的快呢還是老師老師的快呢？

追問：同學們想不想知道計算機是如何來解決一元二次方程的呢？

動手解方程

觀察

回答：老師

回答：想

培養(yǎng)學生動手能力，激發(fā)他們的學習興趣，并初步感受到計算機解決問題給我們學習帶來的快捷性和準確性。

充分調動學生學習的積極性

人是如何解決問題的要想弄清楚計算機是如何求解一元二次方程，首先老師想問一下同學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：任務驅動，求方程6x2+5x-50=0的解，寫出解題步驟。引導學生觀察各項系數(shù)之間的關系，確定用什么方法解決，從而寫出具體的步驟。

請一兩位同學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是什么題型、設計解題的基本步驟、解題得出結果）

提問：為什么剛才兩位同學會采取不同的解題方法呢？

總結同學們解題的一般過程：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、經(jīng)驗進行判斷、推理，嘗試按照一定的方法和步驟解決問題。

提問：那么利用計算機來解決問題，它的過程又是怎樣的呢？

回想剛才解題的過程

再次開始動手求解該方程

闡述自己的解題思路解題方法和步驟

思考

培養(yǎng)學生探究和口頭表達能力。同時讓學生在對比兩位同學不同的解題方法，明確，對同一個問題，由于分析的不同直接導致了解決過程的不同，直至解決效果的不同，培養(yǎng)學生在解決問題中應該仔細分析問題，以便在解決問題的過程中應尋找最優(yōu)方法。

引出本課的重點問題

——用計算機解決問題過程。

計算機又名“電腦”，可見計算機解決問題時都是模仿人解決問題的。

計算機解決問題的一般過程

任務一：分組討論：如何利用計算機求解方程6x2+5x-50=0的解。并寫出具體的解題步驟和方法。

引導學生回顧舊知識，注意知識的遷移。

（巡視、發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，并進行個別指導）

總結學生解決問題的過程，展示出解決問題的正確步驟。

演示計算機解方程的步驟

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，同學們已經(jīng)編寫出了算法，那么計算機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？

引出程序設計語言的概念：泛指一切用于書寫計算機程序的語言。

演示將算法一步一步轉換成計算機讀得懂的程序設計語言。強調算法和程序設計語言之間的區(qū)別，以及在計算機解決問題中的重要作用。

介紹VB程序設計界面，演示計算機解方程6x2+5x-50=0的完整程序。

任務二：同學們上機體驗計算機解方程的過程，并試著修改a、b、c的值，進一步體驗計算機解題的快捷性和準確性。

個別指導，發(fā)現(xiàn)存在的問題。

請同學們談談，你在使用計算機解方程的時候有什么收獲。

引導學生總結計算機解決問題的過程：

提問：是不是計算機解決每個問題都是按照這個步驟來完成的呢？比如利用excel處理我們班的期末考試成績，我也是再利用計算機解決問題，但是我們在使用excel的過程中就沒有設計算法，編寫程序，運行程序，這個問題我們又如何解釋呢？

學生開始討論，并試著寫出算法

對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

明白要使計算機解決問題，還必須將算法編寫成程序語言，但是學生對程序語言還不是很清楚，究竟什么樣子就是計算機能讀得懂的語言呢。

對程序設計語言有了一定的認識后，非常想動手體驗計算機解決的過程。

體驗完整的計算機解6x2+5x-50=0的程序。

試著修改abc的值，感受計算機解方程的過程。在遇到問題時可以向周圍的同學討論，也可以參考老師發(fā)給的閱讀材料。

學生自言其說。

回顧剛才利用計算機解題的過程。

思考

聯(lián)系數(shù)學上學的算法的概念，培養(yǎng)學生知識的遷移能力

培養(yǎng)學生的自主探究能力，引導學生思考，發(fā)現(xiàn)問題，并試圖解決問題

引導學生思考，回顧已有的知識，將數(shù)學上學的算法聯(lián)系起來。學會知識的遷移

明確計算機解決問題中，算法和程序設計語言的重要性，以及它們之間的區(qū)別。

培養(yǎng)學生自主學習和探究學習的能力，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

培養(yǎng)學生歸納總結的能力

引導學生發(fā)現(xiàn)問題，自主解決問題。

課堂小結

引導學生對比人、機解決問題的過程，總結二者解決問題的區(qū)別和聯(lián)系。

學生思考后回答

培養(yǎng)學生歸納總結的能力

思維拓展

著名的“韓信點兵”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？

請同學們列出解決這道題的方法和步驟，并嘗試編寫計算機解決問題的程序語言。

學生思考

教師繼續(xù)提出問題，讓學生學生產(chǎn)生繼續(xù)探究、學習的愿望，也為后即學習做鋪墊。

在利用計算機解決問題一般過程中：要讓學生分析解，得出解題的數(shù)學表達式（學數(shù)模型）再變?yōu)橛嬎銠C能解決的表達式，設計代碼（這步可以老師自已完成），只運行程序得出結果就可以，不必去解說VB軟件。