高中信息技术算法与程序设计分册4.2穷举法说课稿
广教版高中信息技术 算法与程序设计第四章第二节 《for循环语句的应用——用穷举法设计程序》说课课件
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Next cz Next by Next ax
教学过程
将穷举法设计程序能够合理的进行优化的重要性和必要性。
礼品问题
7
班里要举行班级聚会，要用600元班会费为50名同学
准备50份礼品进行抽奖。你要负责去购买礼品，选定了公
程序优化
仔(20元/个)、水杯(15元/个)和笔筒(10元/个)三类商品。 要求刚好用完600元买50件礼品（每种礼品至少一件），
Next a
教学过程
5
难点突破
防范黑客用穷举法破解密码的对策。 学生小组讨论，总结归纳。
右侧表格是用P4 3.0CPU本地穷举 破解密码的时间对照表，请从这些数据 中总结出穷举法破解密码所用时间与哪 些因素有关？为什么？
教学过程
5
教师对学生们的总结加以汇总完成了突破难点
难点突破
穷举法设计程序破解密码所用时间与两个因素有关:
’for-next循环:表示密码的十位a从0-9变化
For b =0 to 9 ’for-next循环:表示密码的个位b从0-9变化
If 10*a+b = mima then msgbox(“密码是”+cstr(a*10+b)) ’对于ab的每一种组合都要与随机产生的两位密码相比较
Next b Next a
For z = 1 to 48
If …… then…….
If ……then…….
Next z
Next z
Next c
Next c
Next x
Next x
For x = 1 to 28 For y =1 to 38 z=50-x-y If ……then…….
Next y Next x
《穷举法》教学设计
§4.2用穷举法设计程序一、教学目标课程标准规定本节内容主要在于穷举法与问题解决。
包括两个方面：1、理解穷举法的思路。
2、能够根据具体问题的要求，使用穷举法设计算法，编写程序求解问题。
二、学情分析本节内容的教学对象是高一或高二年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维、分析问题、表达思想等能力。
同时，通过前三个章节的学习与实践，学生已初步体验了穷举法的基本思想，经历了用计算机解决问题的过程与步骤，学会了对计算机程序进行调试，掌握了程序的三种基本结构等基础知识，为本节内容的学习提供了良好的基础。
三、教材分析1、本节主要内容介绍穷举法是程序设计中使用得最为普遍、大家必须熟练掌握和正确运用的一种算法。
它利用计算机运算速度快、精确度高的特点，对要解决问题的所有可能情况，一个不漏地进行检查，从中找出符合要求的答案。
用穷举算法解决问题，通常可以从以下两个方面进行分析：⑴确定范围：问题所涉及的情况有哪些，情况的种数可不可以确定。
⑵验证条件：分析出来的这些情况，需要满足什么条件，才成为问题的答案。
只要把这两个方面分析好了，问题自然会迎刃而解。
本节内容是广东教育出版社出版的普通高中信息技术（选修１）《算法与程序设计》教材第四章第２节的教学内容，包括有穷举法的基本思路，用穷举法求解问题，穷举法中穷举方案的选择等。
2、重点难点分析教学重点：⑴建立正确的数学模型，确定穷举方案。
⑵根据命题确定变量的取值范围。
⑶正确表达“符合条件”的判断。
教学难点：⑴恰当安排穷举的方式，使得算法的效率更高。
⑵如何评价各种穷举策略的优劣。
3、课时安排1课时。
四、教学环境多媒体网络教室、投影仪等。
五、教学过程六、学习评价在教学过程中，设置了学生自评、互评，教师点评等多种评价方式。
同时制订了评价信息反馈表，充分发挥了教学评价的作用。
穷举法设计程序(教学设计1)-2015-2016学年高一信息技术下册
⑻ 如果c≤9，那么让c增加1，返回步骤⑷
⑼ 如果b≤9，那么让b增加1，返回步骤⑶
⑽ 如果a≤9，那么让a增加1，返回步骤⑵
⑾ 结束
3.添加“玫瑰花数”菜单，编写程序。
4.调试程序
学生练习：1.添加“玫瑰花数 ” 菜单，输入运行程序观察结果并调试程序。
2.完成“玫瑰花数”的学生，完成拓展练习。
End If
Next y
Next x
4.调试程序
学生练习：添加“百钱买百鸡 ”菜单，输入运行程序，观察结果并调试程序。
小结：循环的嵌套（多重循环）
学生练习：添加“多重循环”菜单，输入运行程序观察结果体会循环的次数。
For x= 0 To 2
For y = 0 To 3
Print x, y
Next y
1.分析问题：
设公鸡数为x，母鸡数为y，小鸡数为z，则有方程：
•x+y+z=100
•5x+3y+z/3=100
公鸡可能的数目：0-20；母鸡可能的数目：0-33；小鸡可能的数目：0-100
2.算法设计
① x=0
② y=0
③ z = 100 - x – y
④ 判断5 * x + 3 * y + z / 3 = 100成立，则打印x,y,z
1.初步理解穷举算法的概念。
2.初步学会使用循环嵌套语句，实现穷举算法的基本规则。
3.认识到使用穷举算法解决问题的意义。
重点：
分析、实现穷举算法的循环嵌套的设计
难点：
分析、确定循环变量
教学方法：讲解法、分析归纳、学生活动任务驱动、探究式教学法等。
高中信息技术选修：算法与程序设计-用穷举法求解问题的实践-省赛一等奖
2、对于多种解决问题的方案，学会评价它们的好坏。
教学重点和难点分析（一）教学重点：建立正确的数学模型，确定穷举方案；根据命题确定自变量的取值范围。
（二）教学难点：如何确定穷举方案并评价各种穷举方案的优劣。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图案列引入1、WiFi密码这样设置，最容易被大家破解我们的网络除了一些企业，我们家里自用的wifi，由于大家的安全意识欠缺，密码设置的依然是简单粗暴。
这样的密码很容易被隔壁老王猜中或者被黑客破解！甚至遭到攻击！2、暴力穷举密码破解技术中最基本的就是暴力破解，也叫密码穷举。
如果黑客事先知道了账户号码，如邮件帐号、QQ用户帐号、网上银行账号等，而用户的密码又设置的十分简单，比如用简单的数字组合，黑客使用暴力破解工具很快就可以破解出密码来。
举例自己家里无线网的情况，有时也会出现卡顿或掉线，思考会不会是密码被破解了。
WIFI是现在娱乐生活工作离不开的工具，引起学生共鸣，提高学生对本节内容的学习兴趣并引起思考。
案列剖析1、密码破解小程序演示运行密码破解小程序，尝试手动破解密码、自动破解两位密码和自动破解三位密码这种功能小程序的应用，极大提高同学学习兴趣和积极性。
2、思考破解的原理引出穷举的概念思考为何能够破解，它的原理是什么体会穷举的执行过程3、小程序核心代码理解①For循环语句回顾：For 循环变量=初值to 终值Step 步长循环体Next 循环变量②2位和3密码破解代码分析带同学一起分析2位密码破解程序3位密码破解程序填空，请同学思考并回答回顾for循环语句的执行过程，理解2位密码程序结合2位密码破解程序，思考这段程序的代码考虑学生层次，这里有必要带同学再回顾一下for语句的执行过程，以便于小程序核心代码的理解通过思考，理解穷举范围的选取和穷举结束4、思考提高密码安全性①增加密码长度②增加密码复杂性填空思考如何让密码不容易破解条件的设置提高密码安全设置的意识和能力穷举法案例实战及提高1、现有面值为1元、2元和5元的钞票（假设各钞票的数量足够多），从这些钞票中取出30张使总面值为100元，问有多少种取法输出每种取法中各种面额钞票的张数。
粤教版高中信息技术选修1教案-4.2.2用穷举法求解问题的实践
《穷举法求解问题的实践》教学设计一、教材分析本节选自广东教育出版社出版的普通高中信息技术选修1《算法与程序设计》4.2.2穷举法求解问题的实践。
前一个课时已经初步接触了穷举法的概念，本节课可以作为穷举法的第二节课，也可以独立作为穷举法的学习。
穷举法在实践中属于比较常见的一种算法，经典例子有百鸡百钱、鸡兔同笼等。
对于教材，我进行了一些处理再加工，使得本节课用到的三个例子由易到难，逐层深入，符合学生的认知特点。
二、学情分析通过高二上学期对前面的章节的学习，学生已经掌握了程序的基本语法、程序三种基本结构、解析法，有了一定的用编程解决问题的能力，但是怎么样把实际生活中的问题转化为计算机程序解决这一个过程对于学生而言是个难点。
三、教学目标1．了解穷举法的基本概念和穷举法解决问题的基本过程。
2．学会用穷举法编程解决实际问题，能够根据具体问题分析建立数学模型，编写程序求解问题3．通过经历穷举法解决问题的过程提高学生的计算思维能力，通过案例的分析引导学生关注信息社会责任。
四、教学重难点教学重点1、建立正确的数学模型，确定穷举方案。
2、根据命题确定穷举变量的取值范围，正确表达“符合条件”的判断。
教学难点：1、合理选择穷举方案2、算法和程序代码之间的转化五、教学策略根据我校学生的特点，我选择了一个尝试密码开宝箱的例子引入，首先让一个学生自己来演示尝试暴力破解这个密码。
这样，学生马上就能体会到什么叫穷举。
通过问题为刚才操作的同学尝试的过程，是不是有一个范围，引入穷举的范围，从简单破解2位数，到学生无法简单破解5位数的密码，自然引出这样单一的重复的过程可以由计算机来解决。
了解了暴力破解的原理，我们也就了解了穷举法的原理、特点。
通过实践活动一，让每个学生全员参与运行2位数密码破解和5位数密码破解的两个小程序，同时观察破解的时间长短和什么有关，老师再分析核心代码，进一步了解破解的原理，消除对新知识的恐惧感。
了解原理后，我使用两个实践活动问题，让学生练习，以便理解、运用穷举法。
4.2.1用穷举法求解问题的基本过程
• ⑤判断是否满足同时 x*5+y*3+z/3=100和x+y+z=100，否 回到④;
• ⑥输出x,y,z的值;
• ⑦z是否超出范围，否回到④;
• ⑧y是否超出范围，否回到③;
• ⑨x是否超出范围，否回到②;
• ⑩结束;
Dim x as integer Dim y as integer Dim z as inetger For x= to step
穷举法也称为枚举法。这种算法是把问题涉及的可能情况一一罗 列，并且根据题目的条件和实际背景逐个作出判断，从中挑选出符合 条件的解答。
• 1、问题解的可能搜索的范围： 用循环或循环嵌套结构实现
• 2、写出符合问题解的条件。 • 3、能使程序优化的语句，以便缩小搜索范围，
减少程序运行时间。
dim x as integer x的取值范围为0～20
print; “公鸡数”;x, print; “母鸡数”;y, print; “小鸡数”;z, print End if
next z next y Next x
计算机的特点之一就是运算速度快、善于重复做一件事情，“穷举法” 正是基于这一特点的最古老的算法。它一般是一时找不到解决问题的更好 的途径，即从数学上找不到求解的公式或者规则时，根据问题中的“约束 条件”，将解的所有可能情况一一列举出来，然后再逐一验证是否符合整 个问题的求解要求，从而得到问题的所有解
过程与方法 （1）能够根据具体问题的要求，使用穷举法设计算法，编写程序求解问题； （2）初步掌握程序调试、运行的方法；
情感态度与价值观 （1）经历用计算机解决问题的过程，体验成功的快乐； （2）在老师的指导下，与同学共同探究问题，让学生体验自主学习、协作学习 的乐趣。
4-2节 用穷举法设计程序
一、教学目标1、知识与技能(1)．认识程序调试的意义。
(2)．基于计算机解决问题的调整，穷举法是计算机求解问题的基本算法。
(3)．穷举法也是人们常用的解决问题的方法，计算机的出现大大提升了这种方法的意义。
(4)．掌握用穷举法设计程序的基本思路。
(5)．通过调试不同的例程，掌握穷举法穷举技巧(变量安排、穷举方案的确定)。
(6)．计算机只是人类的工具，穷举方案的确定得靠人脑来完成，但穷举过程的实施计算机却比人脑有效。
(7)．通过深入研究穷举的技巧，积累程序设计的经验，提升自己设计程序求解问题的能力。
(8)．对于多种解决问题的方案，学会评价它们的好坏。
2、方法与过程本节以“百钱买百鸡问题”入手，由浅入深讲解了穷举算法的思路。
并通过钞票币值问题、电子邮箱密码问题的求解，介绍了如何恰当地安排穷举算法中的多个变量，如何设计穷举方案，使得穷举过程更加合理更有效率，举出了求一个5位密码问题的3种穷举方案，通过讨论、对比、总结，熟练掌握穷举算法的求解问题方法。
教学案例在最后部分安排了一个用于交流的问题，介绍了在穷举算法中，变量安排和穷举方案的确定是密切相关的如何安排，求解问题将会有许多方案，而不同的方案可能导致解决的效率有巨大的差异。
组织这些活动，在编程实践之后，对各种方案进行对比试验，加深穷举算法的理解。
3、情感态度和价值观通过本节内容的学习，学生对设计算法求解问题有了进一步的认识，对设计算法的步骤更加熟练，思考问题更加严密和有条理，程序编制和调试更有经验。
本节的学习对算法知识的积累，对继续学习的激发有更加强烈的愿望，培养学生的爱国主义精神。
二、重点难点1、教学重点(1)建立正确的数学模型，确定穷举方案。
(2)根据命题确定可解空间（即变量的取值范围）。
(3)正确表达“符合条件”的判断。
2、教学难点(1)如何确定穷举方案。
(2)如何评价各种穷举方案的优劣。
三、教学环境1、教材处理教材选自《广东省普通高中信息技术选修一：算法与程序设计》第四章第二节，本节由一个植树数量的IQ题人手，引入穷举算法的思路。
《用穷举法设计程序》说课教案
八、教学过程
八、教学过程
三、穷举法的概念 总结穷举法的概念，并结合例子讲解 1、概念：有点像数学上说的“完全归纳法”, 即遍 历出所有可能的情况，逐个判断哪些是符合问题所 要求的条件，从而得到问题的解答，穷举法实际上 是一种效率不是很高搜索
八、教学过程
2、案例：
12月13日凌晨3：13，丹姆斯顿大街上的卡尔一家发生了命案，卡尔 先生一家人无一幸免。警局接到报案后立即派人赶往现场，经过现场勘 察、取样，确定为有人蓄意谋杀……经过多方取证，最后嫌疑犯锁定在 卡尔先生的四名同事身上，经审讯得来的口供，警方确定四人中有一名 嫌疑犯在说谎，而说谎的这个人就是杀害卡尔一家的凶手。四名嫌疑人 （用甲、乙、丙、丁表示）的口供如下，请你判断找出，谁在说谎？ 警官问：“12月13日下午15：00至16：00谁离开过办公室？”甲说： “不是我”，乙说：“是丙”，丙说：“是丁”，丁说：“不是我”。 小组讨论，说出到底谁在说谎。并说明你是怎么判断的。 设计意图：教师总结便于学生对概念进行准确定位，通过举例子，分配 小组任务，以便学生更易理解概念，积极参与到课堂活动中，同时培养 学生的合作意识和竞争意识。
设计意图：归纳总结穷举法解决问题的关键，让学生全面了 解穷举法解决问题的一般步骤，以便学生用穷举法编写程序。
八、教学过程
六、小组活动，解密，先给学生分析一下，让学生 小组讨论，给出本组的解决方案，最后给予评价总 结，给出部分代码，让学生填空
张怡有一个E－MAIL邮箱的密码是一个5位数。但因为有 一段比较长的日子没有打开这个邮箱了，小张把这个密码给 忘了。不过张怡自己是8月1日出生，而她妈妈的生日则是9 月1日，她特别喜欢把同时是81和91的倍数用作密码。张怡 还记得这个密码的中间一位(百位数)是l。你能设计一个程序 帮她找回这个密码吗？
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高中信息技术算法与程序设计分册4.2穷举法说课稿
【一】说教材
1、教材的地位与作用
首先，本章内容是在前面两章关于编程的差不多结构的基础上，关于实际生活中有代表性的某一类问题的具体算法的介绍，在本章第一节介绍了解析法之后，关于实际生活中列举类问题运用解析法不是太合适，因此引入第二种代表性的算法穷举法的介绍。
穷举法是算法中比较常见，日常运用特别特别多的一种。
经典问题有鸡兔同笼、百鸡百钱等。
在课本和等级考试中都作为一个重要的部分出现。
2、教学目标：
基于对教材的理解和分析，结合学生的实际，我从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面制定了本课的教学目标。
知识与技能：使学生了解什么是穷举法及其特点，以及用穷举法设计算法的差不多过程；能够依照具体问题的要求，使用穷举法设计算法。
过程和方法：运用观看、发明、归纳、应用的方法，进展学生的归纳思维；培养学生独立探究与自主发明的学习能力。
情感态度与价值观：使学生了解算法和程序设计在计算机解决问题过程中的重要性；体验将算法转变为程序的过程，享受计算机解决问题的欢乐。
3、本课重点：用穷举算法解决问题的一般步骤；能依照具体问题的要求，提高运用穷举算法解决问题的能力。
难点：通过观看、类比多种方式培养学生归纳思维。
【二】说学情
第一，高二学生对世界的认识正处于由感性到理性，由具体到抽象的认识。
学生已掌握VB编程的差不多知识，并理解掌握解析法解决问题。
学生关于列举类的问题用解析法来实现感到困惑，有学习穷举算法的需求。
第二，选择《算法与程序设计》这本教材，关于我校相当一部分学生来说，依旧比较难和枯燥的，要想充分调动学生学习的积极性和主动性，必须选择合适的教学方法。
【三】说教法
成功的教学不是强制，而是激发学生的学习兴趣。
课本在介绍穷举法时用的例子是一个相对复杂的演讲竞赛分组的问题。
我个人认为，那个问题不太适合我们的学生，一是学生不是特别感兴趣，二是比较复杂。
依照我校学生的特点，本课采纳小组内合作的形式，降低了问题解决的难度，学生在教师的指导下带着任务通过小组合作、实际操作、探究学习等方式，逐
步完成任务，增强了凝聚力。
在讲解问题的过程中我借鉴了数学课的教法：从简单问题详细剖析，推出
一般情况，得到结论〔算法理论〕，再从理论推展开去，再解决其他问题。
【四】教学过程
在教学中，围绕教学的重点和难点，调动学生的主观能动性，引导学生层层深入，依照本课时特有的内容，我设计了如下的教学过程：
观看一发明一归纳一应用
我使用水仙花数问题这一例题让学生观看-发明-归纳。
通过那个问题，由简单到复杂，学生便可差不多掌握穷举法的应用。
然后及时让学生归纳总结穷举法解决问题的步骤并再接再厉利用假设干问题进行思维的深化与巩固。
学生的头脑不是一个需要填满的容器，而是一个需要燃烧的火把。
通过对比、分析、归纳，引导学生的思维活动向纵深进展，由表及里，培养学生良好的思维适应。
1、观看
学生阅读以下程序，分析程序的执行过程，说出程序的功能，此程序代码如下：Fori=1O0to999
a=int(i／1O0)
b=int(i／10)mod10
C=Imod10
Ifa5+b5+c5=ithen
Printi
Endif
Nexti
教师：首先问大伙，在第一次循环的时候，循环变量i值是多少？学生回答：100 那变量a的值是多少？学生回答：1
变量b的值是多少？学生回答：0
变量c的值是多少？学生回答：0
满不满足条件？有输出吗？
那第二次循环的时候，循环变量i值是多少？学生回答：101
那变量a的值是多少？学生回答：1
变量b的值是多少？学生回答：0
变量c的值是多少？学生回答：1
满不满足条件？有输出吗？
提问：
生活中你遇到过用穷举法解决的问题吗？让学生加深理解穷举的思想。
(2)发明
教师引导：①通过分析程序的执行过程，可看出变量a存放的是什么？学生：一个三位的自然数百位上的数字。
变量b存放的是？学生：是其十位上的数字，变量C存放的是？学生：是其个位上的数字；②一个三位的自然数，假设满足百位
的立方、十位的立方与个位的立方之和等于它本身，就输出；③此程序的功能是输出100～999之间的水仙花数。
教师总结：此程序的最大特点是列出了所有可能的对象，然后逐一判断是否满足给定的条件，从而求出问题的解。
当穷举完所有对象，问题将最终得以解决。
我们把这种算法称之为穷举法。
这节课我们学习用穷举法解决问题。
穷举法的定义：穷举法也叫枚举法，它是将求解对象一一列举出来，然后逐一加以分析、处理，并验证结果是否满足给定的条件，穷举完所有对象，问题将最终得以解决。
教师提问：生活中你遇到穷举法解决的问题吗？
教师引导：关于此题，某同学给出了另一种解法，请判断他的程序代码是否正确? Fora=1tO9
Forb=OtO9
Forc=OtO9
Ifa^3+b^3+c^3=a*1OO+1O*b+cthen
Printa*10O+b*1O+c
Endif
NextC
Nextb
Nexta
学生发明：第二种方法依旧采纳的是穷举算法。
在第一个程序中，循环的次数是900次，每次循环要执行四条语句。
而在第二个程序中，循环的次数是9XlOX10=900次，但每次循环只执行一条语句，因此第二个程序的执行效率高。
(3)归纳。
教师活动：通过“输出水仙花数”这一例子，能归纳出用穷举法解决问题的步骤吗?
学生归纳：①确定穷举对象及搜索范围：用循环或循环嵌套实现；②写出符合问题解的条件：用IF语句实现；③尽可能缩小搜索范围，减少程序运行时间，提高程序的执行效率。
(4)应用。
教师活动：现在我们反回头来看刚开始时让大伙思考的那道找回QQ密码的题，在编程实现之前，我们先来分析回答以下几个和此题相关的问题：①穷举的对象是什么?其搜索的范围是什么?②符合问题解的条件是什么?③你有方法减小搜索范围，提高程序的执行效率吗?
学生活动：①穷举的对象是密码，其搜索的范围是67008～67998；②符合问题解的条件是：此数既能被78整c除，也能被67整除。
学生活动：在用自然语言描述其算法后，编程实现，关心某同学找回QQ密码。
师生互动：在编程过程中，你遇到哪些困难?你是如何解决的?
设计意图：从一个学生熟悉的例子着手，让学生在观看中发明，在发明中质疑，在质疑中归纳，在归纳中解决问题。
学生增长知识的过程是轻松愉快的。
对比归纳，深化思维
判断以下两题能否用穷举算法解决，什么原因?通过分析，你能归纳出哪些能用穷举法解决，哪些不能用穷举法解决?
①在一个直角三角形中，三条边a、b、C的长度都为整数，且一条直角边a的长度已确定，斜边C的长度不能超过某数I，找出满足条件的所有直角三角形。
②使用一根长度为L厘米的铁丝，制作一个面积为S的矩形框，要求，计算出满足这种条件的矩形的高h和宽w。
学生归纳：通过两题的对比分析，穷举算法适用的条件是：有明显的穷举范围且求解对象应该是有限的；能够按某种规那么列举对象；有穷举规那么；一时找不出解决问题的更好途径时。
通过对比归纳，学生不但巩固了穷举法的解题方法，而且深化了思维，学会对题目进行深入分析。
⏹总结：本课一是让学生理解穷举的思想，二是利用观、发明、归纳、应用一系列程
序，目的是让学生得出穷举的解题步骤：即三步走：
⏹①确定问题解搜索范围：用循环或循环嵌套实现；
⏹②写出符合问题解的条件：用IF语句实现；
⏹③尽可能缩小搜索范围，减少程序运行时间，提高程序的执行效率。
让学生看见穷举题目就会反射性地用三步解决它。
【五】说反思
回忆整个授课过程，我有如下感触:首先本课从一个熟悉的例子着手，让学生在观看中发明，在发明中质疑，在质疑中归纳，在归纳中解决问题。
学生增长知识的过程是轻松愉快的。
其次，在评价和展示学生成果时，应特别注意学生不同的编程思路，着重对其进行分析，找出优缺点。
第三，学生的头脑不是一个需要填满的容器，而是一个需要燃烧的火把。
通过对比、分析，归纳，引导学生的思维活动向纵深进展，由表及里，能够培养学生良好的思维适应。