高中信息技术_1.2 算法和算法的描述教学课件设计
高中信息技术《算法和算法的描述》优质课教学设计、教案
《算法和算法的描述》教学设计一、教材分析：本节课是高中信息技术选修模块一《算法与程序设计》第一章第二节的内容，主要是一些概念和理论，而算法的概念和理论都太抽象，讲起来非常的枯燥乏味，那么就要把这些抽象的东西变得通俗易懂，使学生能轻松而又愉快的接受并理解。
二、学生分析：在数学中已学过程序设计模块，对算法有一定的初步基础，学习了结构语言的三种结构，并能编写一些较简单的程序。
但是学生对结构的掌握并不是很熟练，他们对编程存在一定的畏惧情绪。
三、教学目标：1.知识技能：（1）理解算法的概念；（2）能初步利用算法解决简单的问题。
2.情感领域：培养学生的理论联系实际能力和动手操作能力。
3.能力发展：培养学生自我探索信息，高效获取信息、分析评价信息、处理运用信息、表达呈现信息的能力，通过作品的制作、反思和评价，进一步提高其信息素养。
引导学生对编程的兴趣，理解算法的概念和如何科学合理的选择和设计算法，激发学生的编程兴趣，为程序设计打好基础。
四、教学重点：1、算法的概念2、算法的特征五、教学难点：3、算法的描述六、教学手段：与学生进行互动探讨式教学,以趣味问题激发学生探索解决问题的兴趣，以故事事例引导学生一步步的思考，从而总结出算法的概念，以及如何设计和选择算法，充分调动学生的主观能动性和探究学习能力。
八、教学评价1、贯彻新课标的理念，利用问题导学法教学，整个教学思路清晰，教学设计环环相扣。
2、案例的设计结合教学内容与学生的实际，能够很好地引导学生对学生重点与难点的把握。
3、举例简单明了，容易理解，并能够达到预定的教学效果。
4、算法的描述作为本节课的难点内容，，学生基本能够掌握与消化。
九、教学反思1、本节课的教学设计充分考虑到学生在数学模块中对算法已进行了初步的学习，故对本节课的内容和数学模块中的算法进行了比较详细的研究，确定了本节的教学重点与难点，从这节课的教学过程来看，把握是比较到位的。
对于算法的选择，在数学中并没有过于深入的讲解，本节课通过问题三和问题四的设置，可以让学生对此有较深入的理解，从课堂效果上来看，基本达到预定目标。
高中信息技术必修课件算法及其描述
大数据处理与分析中的算法
MapReduce编程模型
用于大规模数据处理的编程模型，可实现数据的分布式计算和并行处理。
数据挖掘算法
包括关联规则挖掘、聚类分析、分类算法等，用于从海量数据中提取有用信息和知识。
统计分析算法
如回归分析、时间序列分析等，用于数据的统计分析和预测。
网络安全中的算法
加密算法
如RSA、AES等，用于保证数据传输和存储的安全性。
最长公共子序列
给定两个序列，求解它们 的最长公共子序列长度。
最优二叉搜索树
给定一组带权值的节点和 访问概率，构建一棵最优 二叉搜索树，使得搜索代 价最小。
04
算法设计与分析
算法设计的基本方法
递推法
从已知条件出发，逐步推导， 直到得出问题的解。
分治法
将问题分解成若干个子问题， 分别求解子问题，再将子问题 的解合并得到原问题的解。
哈希算法
如SHA-256、MD5等，用于数据完整性验证和数字签名。
防火墙技术中的算法
如包过滤算法、状态检测算法等，用于网络访问控制和安全防御 。
其他领域的应用案例
计算机图形学中的算法
如光线追踪算法、纹理映射算法等，用于实现逼真的三维图形效 果。
自然语言处理中的算法
如分词算法、词性标注算法、句法分析算法等，用于实现自然语言 的理解和生成。
02
时间复杂度的表示方法
通常用大O表示法表示算法的时间复杂度，如O(1)、O(n)、O(n^2)等
。
03
时间复杂度的比较
时间复杂度越小，算法执行速度越快。常见的时间复杂度有常数时间复
杂度O(1)、线性时间复杂度O(n)、平方时间复杂度O(n^2)、对数时间
高中信息技术《算法和算法的描述(2)》优质课教学设计、教案
《算法和算法的描述》教学设计一、教材分析：本节课是高中信息技术选修模块一《算法与程序设计》第一章第二节的内容，主要是一些概念和理论，而算法的概念和理论都太抽象，如果单纯靠老师讲解会来非常的枯燥乏味，那么如何把这些抽象的东西变得通俗易懂，如何更加贴近学生的生活，使学生能轻松而又愉快的接受并理解就成为这节课设计的一个重点。
二、学生分析：学生第一节课进行了程序设计的体验尝试，每个同学再帮助文件的引导下完成了一个“简易计算器”的制作，经历了计算机解决问题的一般过程，但是对于如何进行程序设计还是非常陌生的。
同时学生已有的相关经验事：在数学中已学过程序设计模块，对算法有一定的初步基础。
但是对于计算机程序中的算法还是非常陌生的，是零基础的。
三、学习目标：• 1.找出牧羊人过河问题的两种解决方法在游戏中验证，尝试用自己话说出自己对算法的理解和算法的五大特征。
• 2.尝试用自然语言、流程图描述求解ax+b=0 的过程，对比分析说出各自优点和不足。
• 3.结合“猜数字”游戏，理解并应用算法优化找到“猜价格”电视节目的解决方案。
四、教学重点：1、算法的概念2、算法的描述3、算法的设计五、教学难点：如何将枯燥抽象的算法的概念让学生真正“看得见摸得着“的实际问题，如何变抽象的问题为具体可执行的问题。
六、教学手段：与学生进行互动探讨式教学,以趣味智力题激发学生探索解决问题的兴趣，以故事事例和具体的程序运行对比，引导学生一步步的思考，从而总结出算法的概念，理解算法的特征，并能以此解决实际问题，通过解决ax+b=0 这个问题算法的描述，最后通过解决“猜价格“实际问题结合设计游戏程序引导学生如何设计和选择算法，充分调动学生的主观能动性和探究学习能力。
七、教学过程：教师针对问题一的过河方案，提出以下问题：问题1：这个方案总共有多少步？问题2：刚才同学们把第二步和第三步可以改变先后顺序，其它顺序还能不能颠倒，比如说：第一步先过狼？问题3：通过以上例子，我们能不能总结出什么是算法？问题4：你是怎样记录或者描述你的解决方法的？【游戏验证】，小组讨论这个问题的解决方法，大家得出解决方案后提供“农夫过河问题“游戏，让同学嗯真正体验验证该方案是否能够成功【算法的特征】给出学生算法的特征，引领同学们结合实例进行思考理解输入：有个（通过过河问题思考得出答案）输出：有个（举例求圆形面积周长得出结论）有穷性：一个算法在执行有穷步之后必须结束。
高一信息技术必修课件算法及其描述
汇报人：XX
20XX-01-25
目录
CONTENTS
• 算法概述 • 算法的描述方法 • 常见算法举例 • 算法的评价指标 • 算法在实际问题中的应用 • 算法学习的方法与技巧
01 算法概述
算法的定义与特性
算法的定义
算法是一系列解决问题的清晰指令，代表着用系统的方 法描述解决问题的策略机制。
掌握常见算法的设计思想，如 贪心算法、动态规划、分治算 法等，理解它们的核心思想和 适用场景。
通过分析经典算法案例，深入 理解算法思想在实际问题中的 应用。
掌握基本数据结构
熟悉常见的数据结构，如数组、 链表、栈、队列、树、图等，理
解它们的特点和使用场景。
掌握数据结构的基本操作和实现 原理，如插入、删除、查找等操 作的时间复杂度和空间复杂度分
算法的分类
01
02
03
按照应用领域分类
可以分为数值计算算法和 非数值计算算法两大类。
按照设计方法分类
可以分为枚举算法、解析 法、查表法、递归法、递 推法、迭代法、模拟法、 分治法和贪心法等。
按照问题求解分类
可以分为精确算法和近似 算法两大类。
算法的重要性
• 算法是计算机科学的基础：计算机科学本质上是研究算法的学科，通过设计和 分析算法，可以深入了解计算机的工作原理和性能极限。
有穷性
算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
确切性
算法的每一步骤必须有确切的定义。
输入项
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情 况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。
输出项
一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后 的结果。没有输出的算法是毫无意义的。
1.2 算法和算法的描述[粤教版]
![1.2 算法和算法的描述[粤教版]](https://img.taocdn.com/s3/m/e50fa7c28bd63186bcebbcd7.png)
给出伪代码描述，学生用自然语言及流程图描述
设：MAX为评委给出的最高分；MIN为评委给出的最底分；N为评委给 出的分数个数；X为评委给出的分数；S为评委分数总和。 用伪代码描述如下： N=1 S=0 输入第一个评委给出的分数→X S=S+X MAX=X MIN=X N=N+1 IF N>10 THEN 输出 （S-MAX-MIN）/8；结束 ELSE 输入下一个评委给出的分数→X S=S+X IF X>MAX THEN MAX=X IF X<MIN THEN MIN=X END IF 返回”N=N+1”这一步
关于“算法”的概念
算法是解决问题方法的精确描述。 在编程领域，算法可以进一步定义为“算法就 是用计算机求解某一问题的方法，是能被机械 地执行的动作或指令的有穷集合。”
关于算法的特征
作为一个算法应该具有以下5个特征： 1. 0个或多个输入：一个算法应具有0个或多个 输入数据，0个是指在算法中已指定了初始 值。 2. 至少1个输出：一个算法至少要有一个输出 数据，以告知人们算法运行的结果。若没有 任何输出，则这一算法不具备意义、不具有 价值。 3. 有穷性（有限性）：一个算法必须在经过有 限个步骤之后正常结束。
优点：符合人们日常的表达习惯，容易理解。 缺点：书写较烦、容易出现歧义，对复杂的问 题难以表达准确，不能被计算机直接识别和执 行。
用流程图描述算法
流程图，也称为程序框图，它由一系列的流程 符号组成，是算法的一种图形化表示方法。
常见的流程符号
图形符号 符号名称
起止框
功能
表示算法的开始或结束 表示输入输出操作 表示处理或运算的功能 用来根据给定的条件是否满足决定 执行两条路径中的某一路径 表示程序执行的路径，箭头代表方 向
算法和算法的描述_教学设计
——辗转相除法。
例如：设给定的两个正整数为m和n，求它们的最大公约数的步骤为：（1）以m除以n，令所得的余数为r。
（2）若r=0，则输出结果n，算法结束；否则，继续步骤（3）。
（3）令m=n，n=r，并返回步骤（1）继续进行。
实践1：求两个正整数112和64的最大公约数。
实践2（可选）：求两个正整数112和64的最小公倍数。
师生总结算法的特征，教师简要举例说明。
特征：输入、确定性、有穷性、输出、能行性（可行性、有效性）余为48；（2）64除以48，余为16；（3）48除以16，余为0；答案：112和64的最大公约数为16。
学有余力的学生可尝试写出实践2的算法。
Moodle上提交。
解算法的特征。
3、算法的描述。
（1）问：在游戏和辗转相除法中，我们是用什么来描述算法的？那么还有没有其它方式呢？除了自然语言，还有流程图、伪代码等。
例如辗转相除法用流程图和伪代码描述如下：①流程图描述的辗转相除法（教师简单说明流程图的基本图形及其功能）：②伪代码描述的辗转相除法（教师简要说明伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法的工具。
对学生学习不作要求）：INPUT m,nr= m mod nDo While r≠0m=nn=rr=m mod nLoopPrint n（2）讨论交流比较三种描述算法的方式的优势和不足（伪代码不做要求）。
算法描述方式优势不足自然语言流程图伪代码学生回答：文字，……（教师引导出自然语言）。
各组就求两个整数的最大公约数的辗转相除法的三种描述方式进行讨论，比较各自的优势和不足，填写表格，进行交流。
Moodle上提交。
结合辗转相除法的不同描述方式进行讲解，学生在比较中体会算法描述的过程，掌握本节重点。
学生通过对三种方式的比较，总结出各自的优势与不足之处，进一步加深对本节重点知识的认识。
考虑到学生的认知水平，伪代码不做要求，鼓励学有余力的学生了解。
操作实践1、写出求一个数的绝对值的算法。
广东教育出版社高中信息技术选修1 第一章第二节《算法和算法的描述》 优质课说课课件
课程内容： ➢ 算法的概念 ➢ 算法的描述：自然语言描述、流程图描述、
伪代码 ➢ 分析不同描述方法，对比优势和不足
将生活中的真实案例，用算法来思考，从
教材：广东教育出版社
信息技术（选修1）算法与程序设计 而解决。
PART TWO 学情分析
学情分析
数学思维
计算思维
学情分析
缺乏提取与思考
系统知识不完整
• 监控分析
学
教
课前
课中
学生主体 教师主导
• 呈现问题 导入新课 • 任务实践 明了方法 • 合作探究 解决问题 • 总结拓展 探索提升
呈现问题导入新课
任务实践明了方法
生活问题
炒菜机器人是怎样 进行食物的加工呢？
数学思维
小组讨论思想
计算思维
主要流程
01 教材分析 02 学情分析 03 教学目标 04 教学过程
PART ONE 教材分析
教材分析
本节内容：选自第一章《揭开计算机解决问题的神 秘面纱》第二节内容《算法和算法的描述》
算法是程序设计的灵魂，没有算法，程序
将不复存在。理解算法的概念、掌握算法的描
述是学会程序设计的重要基础。
算法和算法的描述是高中信息技术课程中
计算思维模块，本节旨在使学生体验算法思想
，了解算法在解决问题过程中的地位和作用；
教材：广东教育出版社
能从简单问题出发，设计解决问题的算法，从
信息技术（选修1）算法与程序设计 而帮助学生锻炼思考问题的逻辑能力。
教材分析
本节内容：选自第一章《揭开计算机解决问题的神 秘面纱》第二节内容《算法和算法的描述》
数学思维
• 建立关联
• 适当讲解
• 类比学习
算法和算法的描述PPT演示课件
例:求200-500能被5整除的所有正整数。
（1）分析问题。
设能被5整除的数为I,令I=200,201,202，……，500， 如果I是能被5整除的数，则输出I；否则，检查下一个I，直 到I=500为止。
（2）设计算法
①令I=200;
②如果I能被5整除，则输出I;
③I=I+1;
④如果I<=500，则返回第②；
要求：现在请同学们设计个方案，把3样 东西安然无恙的度过河
3
新课导入
步骤1：人和羊过河，人返回，留下羊 步骤2：人和狼过河，人和羊返回，留下狼 步骤3： 人和菜过河，人返回，留下菜 步骤4： 人和羊过河
4
一、算法
1、算法的概念 算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义
明确的规则。通俗地说，算法就是求解某一问题的方法， 是能被机械地执行的动作或指令的集合。
n = 5147480
r = m Mod n
i=m
Do While r <> 0 m=n n=r r = m Mod n
Do While m Mod i <> 0 Or n Mod i <> 0
i=i-1
Loop
15
小结
一、算法的概念 二、算法的描述
1，用自然语言描述 2，用流程图描述
16
⑤结束。
8
二、算法的描述
1、用自然语言描述算法
优点：描述的算法通俗易懂。
用自然语言 描述算法
自然语言具有歧义性，容易导致算法执行的不确定性。
自然语言描述的算法太长。 缺点：
当算法中循环和分支较多时，很难清晰地表示出来。
自然语言表示的算法不便翻译成计算机程序设计语言。
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说不会做，我也是哭了~~~~
➢ S1：输入a，b的值，确定方程；
自 然
➢ S2：若a=0，b≠0，方程无解，结束；
语 ➢ S3：若a=0，b=0，x为任意值，结束；
言 ➢ S4：若a不等于0，移项得 ax=-b则x=-
回顾
我们上节课通过“简单计算器”的例子 探讨了计算机解决问题的步骤，你们还记得 计算机解决问题的步骤吗？
计算机解决问题的步骤
具
分
设
编
调
得
体
析
计
写
试
出
问
问
算
程
程
答
题
题
法
序
序
案
程序的灵魂 ——算法与算法的描述
LOGO
学习目标
• 1.找出牧羊人过河问题的两种解决方法在游 戏中验证，尝试用自己话说出自己对算法的理解 和算法的五大特征。 • 2.尝试用自然语言、流程图描述求解ax+b=0 的过程，对比分析说出各自优点和不足。 • 3.结合“猜数字”游戏，理解并应用算法优 化找到“猜价格”电视节目的解决方案。
结束
往壶里加水
加热 否
水是否开 是
停止加热
图形
名称 起始/结束 输入/输出 处理 判定 流程线 连接点
功能 表示算法的开始或结束 表示算法中变量的输入或输出 表示算法中变量的计算或赋值 表示算法中的判断 表示算法中的流向 表示算法流向出口或入口连接点
我来找找算法
• 尝试用自然语言和流程图描述求解ax+b=0 的过程
老师很吃惊，高斯解释道：因为1＋100＝101，2＋99＝101，3＋98 ＝101，……，49＋52＝101，50＋51＝101，而像这样的等于101的组合 一共有50组，所以答案很快就可以求出：101×50＝5050
两种算法，两种效率！！！！！！
优化算法，让我们的射世界更加美好！
现实中的问题
央视2套购物街节目中，有一个环节是猜价格得物品的游戏 规则：主持人要求参与者快速猜出物品的价格，主持人 出示某件物品，参与者每次估算出一个价格， 主持人只能回答高了还是低了或者正确。 规定时间或次数内猜对的选手将直接获得该物品。
算法
算法的概念
通俗：算法就是解决问题的方法和步骤
数学：算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的的一组定义
明确的规则。
程序：算法就是用计算机求解某一问题的方法，是能被机械地
执行的动作或指令的有穷集合。
每一个能能被解决的问题，其中都包含着算法
算法
计算方法
算法是程序设计的“灵魂”
算法+数据结构=程序
尼克劳斯·沃思 （Pascal之父） 算法独立于任何具体的程序设计语言，
b/a，结束。
自然语言描述与流程图描述的比较
自然语言描述 流程图描述 直观清晰 确定性 繁琐程度 是否容易修改 通俗易懂
高斯是德国著名的大科学家，他最出名的故事就是在他10岁时，小 学老师出了一道算术难题：计算1＋2＋3＋……＋100＝？
这下可难倒了刚学数学的小朋友们，他们按照题目的要求，正把数 字一个一个地相加．可这时，却传来了高斯的声音：“老师，我已经算 好了！”
一个算法可以用多种程序设计语言来实现。
算法的特征
• 输入： 有___个 • 输出： 有___个 • 有穷性：一个算法在执行有穷步之后必须结束。也就是说，
一个算法包含的步骤是有限的。 • 确定性：算法的每一步必须要确切的定义，不能有歧义性。 • 可行性：运算中的算法和操作上都是能够精确地进行，能
够按照执行得出正确的结果。
算法的特征
有穷性 确定性 可行性
①给s赋值为1 ②将s的值增加1 ③重复步骤② ①L=10 ②输出L/自然数
①x= -2 ②计算x的平方根 这是一个非常好说话的人
算法的描述方法
算法的描述
用自然语言描述算法 用流程图描述算法 用伪代码描述算法
算法的描述方法
自然语言描述
用自然语言表达算法，就是把算法的各个步 骤，依次用人们熟悉的自然语言表示出来。
流程图描述
流程图，也称为程序框图，它是算法的一种图 形化表示方法。
伪代码描述
伪代码是介于自然语言和计算机程序语言之 间的一种算法描述。
自然语言：先带羊过去，自己回来，再把白菜带过去，带 羊回来，接着带儿狼过去，自己回来，最后带羊过去！这 样就全部过去了！！
开始 输入R S=3.14*R*R 输出S
算法的描述与设计
农夫过河问题
有一个牧羊人带着一头羊,一只狼和一颗 大白菜准备过河,他找到一只很小的船,每次只 能带一样东西过去,可是如果让狼与羊单独在一 起,狼会吃羊,让羊与白菜单独在一起,羊会吃白 菜，牧羊人应如何过河？
要求：现在请同学们来设计一个方案,把3 样东西安然无恙的带过河。
思考
1 这个方案总共有多少步？ 2 同学们农夫过河问题解决了，那到底什么是算法？ 3 哪几步顺序可以颠倒？ 4 你是怎样记录或者描述你的解决方法的？
b/a，结束。
用流程图描述解方程ax+b=0
算法的开始或结束
流
输入或输出信息
程
条件判断
图
描述解方程ax+b=0算法的两种方法
➢ S1：输入a，b的值，
确定方程；
自
流 ➢ S2：若a=0，b≠0，方
然
程无解，结束；
程
语
图 ➢ S3：若a=0，b=0，x为
任意值，结束；
言
➢ S4：若a不等于0，移
项得 ax=-b则x=-
快到碗里来
思考解决方法，在程序中测试， 分享你们组的想法，帮助决问题的方法和步骤
特征：有输入 确定性 有穷性 有输出 可行性
用自然语言描述算法
小
算法的描述
用流程图描述算法
结
用伪代码描述算法
一个问题，可能有多种算法 ，应该通过分 析、比较、挑选一种最优的算法。让优秀的算法 帮助我们更好更快的解决问题。