《編程解決問題》教學設計教材上海科技教育出版社課程《信息技術基礎（必修）》學年2023年~2023年上課時間2023年12月上課周數13周章節第3章信息的加工與表達的編程解決問題授課班級高一3班授課教師方從軍計劃學時1課時課標要求（1）了解利用信息技術獲取、加工、管理、表達與交流信息的基本工作原理。（2）能熟練運用信息技術，有計劃的合理的信息加工進行創造性探索或解決實際問題。教材分析1、本課教材選用上海科技出版社出版的《信息技術基礎》（必修）中的第三章第三節“編程解決問題和智能信息處理”中的第二小節“編程解決問題”。2、本小節內容是在在掌握信息獲取之后，處于信息的加工是一個非常重要的環節，其中信息的編程加工是信息加工的一種重要形式。了解計算機處理信息的一般過程或軟件分類的基礎上，作知識部分的提升。主要偏向于計算機技術的專業知識，編制相應的計算機程序來解決現成軟件不能解決的特殊問題。3、本小節內容教學的關鍵是讓學生感受計算機程序解決實際問題的獨特作用，體驗計算機編程的內在魅力，以激發學生努力學習新知識的興趣。并作為《算法與程序設計（選修）》的鋪墊，把握信息技術基礎模塊在介紹程序設計方面的“度”——既不能涉入過深，又要讓學生大致地知道這么一種解決問題的方法。學情分析我校高一年級學生通過前面用現成軟件進行信息處理加工、集成的訓練，并在本節中的第一小節作了計算機進行信息處理基本方法知識的分類和程序的概念的認識。雖然所教學生大部分來自農村，但信息技術的訓練上做得也得心應手，思維較活躍，也樂于接受新鮮事物。對編程涉及的一些數理邏輯基礎知識有一定了解。在教學設計中應該注意這一現象。但高一年級學生仍沒有任何編程語言基礎知識,對于程序代碼的認識與編寫也只能是了解與嘗試，重在了解編程加工的過程。由于以上原因，在教學設計中我準備采用教材上畫小球平拋運動軌跡（求和例題略講）的程序設計，通過學生了解有些需求利用現成的軟件難以滿足時，可以利用計算機程序開發軟件（也叫編程語言），自己編制程序解決問題引入課題，說明問題。引導學生畫平拋運動軌跡圖像的方法和流程的學習。教學目標知識與技能初步了解編程解決問題的理念。掌握利用計算機程序解決問題的步驟。3、能夠根據問題用流程圖表示算法并實施具體的編程操作。過程與方法1、嘗試運行程序，初步了解程序執行的主要過程。2、思考總結信息編程加工一般過程。情感態度與價值觀感受利用計算機程序加工信息的獨特魅力。教育遇到實際問題可以通過編程思路和設計進行解決。3、培養學生分析問題的能力。教學重點讓學生體驗通過編程實現計算機加工信息的整個過程，知道利用計算機加工信息的步驟和基本思想方法。教學難點理解人的思維在計算機中發揮的作用，理解用算法描述實際問題并進行編程的分析過程和程序的編寫教學方法1、教師設疑，學生自主、合作探究；2、教師引導，學生歸納總結；3、運用實例教學法，引導學生分析編程。課前準備教學用PPT和多媒體教室系統。教學過程教學階段教師活動學生活動及反應評價教學意圖導入課題[教師設問]回顧軟件的種類及相應軟件的信息處理功能（ppt展示）2、如何正確使用現成軟件（ppt展示）3、當人們處理信息的時候，有些需求利用現成的軟件難以滿足時，怎么辦？[教師講述]大家生活在現代社會中，現代的許多技術產品都要歸功于軟件的發展，如：娛樂的MP4，手中的PSP游戲機，以及在網絡世界中盡情的遨游等等，而軟件的重要基礎就是程序設計！”。實際上我們在面臨各種問題的時候，可以使用很多種程序設計語言來表述問題的解決過程。下面我們將用選用VB程序設計語言來解決一些實際的問題，這就是我們將要學習的《信息的編程加工》1、讓學生回答，并作引導。2、引導回答：（1）根據任務性質確定軟件類型；（2）了解軟件功能；（3）考慮軟硬件的兼容性。3、引導回答：自己編寫程序考慮到學生第一次接觸編程，不要提面向對象等專業性很強的特點，學生聽了反而糊涂意圖1：從所提問題進行引入，引發學生興趣，激發學生學習欲望。吸引住學生的注意力。意圖2：避免學生建立“編程=VB”的片面觀念，從而引入新知識的學習。體驗活動學習新知體驗活動學習新知體驗活動學習新知體驗信息的編程加工的整個過程（ppt展示）[教師講述]1、編程加工：利用某種計算機語言，對解決問題的方法和步驟進行描述，然后通過調試和修改得到可實現加工目標的程序，最終解決問題。（ppt展示）編程解決問題的一般過程包括：分析問題、設計算法、編寫程序、調試運行等。（具體講解詳見ppt）具體以例題1來進行講解這四個步驟（例2略）。2、展示例題1：物理老師想編寫一個描述小球做平拋運動的軌跡的程序（小球運行時間限定在1-100秒）。（ppt展示）3、下面我們一起通過物理平拋運動問題的程序來了解信息編程加工的一般步驟：一、需求分析：確定要解決的問題，即要計算機“做什么”，是利用計算機解決問題過程中最基礎、最重要的工作。需求分析中大體要明確以下三點：明確問題的要求：畫小球平拋運動軌跡圖像分析已知的信息：g=；t的初值為1；隱藏已知量v（鍵盤輸入）確定輸出的內容：小球平拋的運動軌跡圖像分析、回答問題，弄清用計算機解決畫小球運動軌跡問題的要求、已知條件和輸出結果分別是什么借助高一學生正在學習物理知識的背景，畫學生熟悉的小球平拋運動的軌跡圖像入手，能喚起學生求知欲望，產生學習興趣。二、算法分析和設計1、明確了需求，接下來，就是算法設計。那么什么是算法呢？在計算機的世界里面，我們把解決問題的方法和步驟叫算法，算法不僅是指計算的方法，而且還包含從何處著手、解題步驟以及結果處理等全過程。算法設計是整個編程的核心。學生找到解決問題的方法。小球在第一秒后運動時的橫縱坐標計算出來并用畫圓圈的方式代替；小球第二秒后運動的橫縱坐標計算出來同樣用畫圓圈的方式代替，后面的時間都進行累加，直到時間t>100就結束程序意圖1：通過分析，理解算法的概念。2、根據學生的歸納總結物理畫小球平拋運動軌跡圖像的方法和步驟，來引入的描述方法，算法可以使用自然語言、偽代碼、流程圖等多種不同的方法來描述。實例算法的描述方法自然語言描述法偽代碼描述法流流程圖描述法畫小球平拋運動軌跡1）作直角坐標系、標明長度單位2）根據已知條件求橫縱坐標值，并描點。3）連接點，成像。1）用圖像指令定義坐標系。2）用圖像指令畫坐標橫縱坐標值并描點。3）循環求小球每秒后的坐標點，用圖像指令畫點。PPT展示學生回想總結出物理畫小球平拋運動軌跡圖像的方法和步驟：1）作直角坐標系、標明長度單位2）根據已知條件求橫縱坐標值并描點3）連接點，成像。參看教科書，師生一起完成流程圖描述法（ppt）意圖:通過熟悉的例子，讓學生體驗算法的設計，用其畫小球平拋運動軌跡圖像的方法、步驟體現的物理思維，已類比出計算機程序設計。讓學生理解怎樣用算法描述實際問題、理解人的思維在計算機中發揮的作用，初步突破教學的難點。三、編程實現把人們設計的算法轉換成計算機能夠識別的代碼，下面是編程實現的基本過程；（1）語言選擇，目前我們選擇VB。（2）界面設計。（3）編寫代碼：分析源代碼，了解編程加工的內在機制，懂得計算機程序設計的基本流程。首先運行小球平拋運動軌跡軟件，并把小程序提供給學生們，讓其觀看界面的設計和程序的代碼，并引導讀懂該程序。觀看學生對目前提供的程序的理解，并作要求修改程序。體驗計算機程序的設計運行。意圖:教師操作演示；讓學生明白計算機只是按程序所規定的內容和步驟來解決實際問題，按照人類預先設計好解決問題的方法，本身并沒有思維，計算機程序是一組操作指令或語句序列，就是計算機能夠聽懂的“話”。——這其實就是編程加工信息的內容四、調試運行通過學生的體驗活動，提出修改程序過程中大家出現的問題，并作反復的修改，反復的實際運行，排除程序中的錯誤，測試其是否能達到預期的效果。總結提升：計算機編程可以幫助我們解決很多的問題：不但能解決畫小球平拋運動軌跡圖像這樣的小問題，還能解決更大更復雜的問題，如office就是用VB開發出來的，更深刻的感受程序解決問題的魅力。認識到計算機解決問題和人解決問題一樣需要有清晰的解題步驟，而對于計算機而言，這種解題步驟就稱為算法，算法是可用多種程序設計語言實現的。計算機編程解決問題的過程：分析問題分析問題設