枚举算法的程序实现冷永辉.doc

枚举算法的程序实现睢县回族高级中学 冷永辉一、教学目标1、知识与技能熟悉用枚举算法设计程序的基本思路；学会使用枚举算法解决现实生活、学习中所遇到的问题；了解枚举算法的局限性。2、过程与方法围绕帮助老师找回QQ密码这条主线，熟悉用枚举算法求解问题的基本过程，并把它运用到实际生活中去解决问题。学会选择适当的枚举方法多角度分析问题，解决问题。3、情感态度与价值观激发学生的学习热情，增强学生合作意识和创新意识。引导学生关注枚举算法在社会生活中的应用，并以此培养学生将算法思想运用到解决实际问题中去的能力。二、学情分析本课的教学内容是算法与程序设计第二章第1节。在前面第一章，学生已经学习了算法的概念、初步掌握了算法的表示方法、学会使用流程图或自然语言描述算法，理解了顺序、选择、循环三种执行的模式，他们已经具备了一定的编程基础，熟练掌握了程序的基本控制结构以及基本语句的应用，为本节内容的学习提供了良好的基础。三、教材分析1、本节主要内容介绍枚举算法是程序设计中使用最为普遍、学生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。用枚举算法解决问题，通常可以从确定范围、验证条件这两个方面进行分析，把这两个方面分析好了，问题自然会迎刃而解。2、重点难点分析教学重点：（1）、掌握枚举算法的基本思想。（2）、根据题目确定枚举范围以及验证条件。（3）、枚举算法的程序实现。教学难点：（1）、如何评价各种枚举策略的优劣。 （2）、算法的程序实现。四、教学设计理念采用了以学生的学习和发展为中心，基于建构主义理论的任务驱动、情境教学、游戏教学等教学方法，突出自主、合作、探究等学习方法；强调信息技术与生活实际的联系，培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等；设置多元化的评价方式，让学生掌握学习内容的同时，形成交流与评价的能力。主要教学方法：讲授法、演示法、任务驱动、游戏教学、情境教学等主要学习方法：小组协作学习、自主学习等五、教学策略以帮助老师找回QQ密码为主线，在教学过程中，围绕“情境导入回顾算法思想任务引领合作探究交流评价总结拓展”的教学流程来展开教学活动。六、教学环境多媒体网络教室、多媒体教学软件、VB6.0中文版、iis + access配置等。教学过程一、情境导入 （4分钟）由一句“打开电视看电影，启动电脑挂QQ”引入情境。老师展示事先写好的小软件，提示QQ密码为1个小于10的正整数，请学生上来破解；再次展示第二个小软件，提示密码为小于1000的正整数，请学生破解；通过找机房钥匙、找烂苹果的实例引出课题枚举算法的程序实现。 （让学生参与游戏，积极思考，在游戏以及思考日常生活的例子中体会枚举算法的基本思路）。(设计理念：以游戏教学、情境教学的教学方法，让学生参与到游戏中，更好的激发学生的学习兴趣，寓教于乐，有利于学生对枚举算法的理解。)二、回顾枚举算法的思想；提出探究任务 （11分钟）1、 回顾枚举算法思想：把问题所有可能的解，逐一罗列出来并加以验证，若是问题的真正解，予以采纳，否则就抛弃它。注意点：既不遗漏、也不重复关键点：（1）、确定范围：列举该问题所有可能的解（2）、验证条件：检验每个可能解是不是问题的真正解2、 提出问题,布置探究任务：涂抹数字推算（改编为QQ密码破解）作为驱动任务。学生：分析思考问题，并尝试用数学方法解决问题，随即发现这是一件困难的事情。教师：我们是否可以用枚举算法来解决。分析： 确定范围：2500625996验证条件：这个数是37或67的倍数。提出任务1：打开桌面上实战练习1文件夹， 打开“密码破解小软件.vbp”文件。要求：完成颜色为红色行的程序填空（注意：填空时请先删除红色的下划线！） 在这个任务中准备了两个不同程度的程序填空，以便于分层次教学。学生活动：完成程序并输出结果。（学生可以参考教师提供的学习辅助平台自主学习）教师活动：教师巡视、个别指导，观察、总结并及时记录学生在完成任务过程中出现的问题。在学生完成任务过程中，穿插解决一些在他们实际操作中碰到的一些重要问题。任务反馈：大部分学生会输出有42个满足要求的数。教师活动：请一个学生将能输出42个数的程序在教师机上完成，然后让学生分析这42个数有没有全部满足要求，经过分析会发现是个位数的问题，提出问题：如何修改程序可以将不满足要求的数去掉？学生活动：修改程序。教师活动：当有部分学生输出正确答案后，请一个能输出正确结果的学生分析如何修改，并到教师机上修改刚才错误的程序（算法1）； 请一个不同算法的同学来修改程序（算法2）；让他们分析各自算法的效率谁更高。然后教师小结，鼓励学生要善于发现问题、深入分析问题、积极解决问题；从不同角度分析问题可以得到不同效率的算法。学生活动：刚才没有完成或者有错误的同学将程序改正。（设计理念：设计一题多解的任务，方法有难有易，使不同层次的学生均学有所得；通过学习平台，学生自主学习；培养学生将算法思想运用到解决实际问题中去的能力，并初步形成严谨的逻辑思维习惯；培养学生善于发现问题、深入分析问题、积极解决问题的能力以及从不同角度分析问题的能力，锻炼学生的发散性思维。）三、任务引领、合作探究 （16分钟）布置探究任务：找出前100个正整数中的所有A类数并求出和教师引导学生分析：是否可以用枚举算法来解决。分析： 确定范围：1-100验证条件：二进制的表示中1的个数多于0的个数。将验证条件细化讨论：a、一个正整数如何转换为二进制数b、如何统计二进制数中1和0的个数学生活动： 讨论以上两个问题。教师布置任务：打开桌面上实战练习2文件夹， 打开“A类数.vbp”文件。要求：完成颜色为红色行的程序填空（注意：填空时请先删除红色的下划线！）在这个任务中还是准备了两个不同程度的程序填空，以便于分层次教学。学生活动：完成程序并输出结果；学生可以参考教师提供的学习辅助平台自主学习。教师活动：教师巡视、个别指导，观察、总结并及时记录学生在完成任务过程中出现的问题。在学生完成任务过程中，穿插解决一些在他们实际操作中碰到的一些重要问题。任务反馈：部分同学的答案是2673，而有些同学的答案是53。教师活动：引导学生分析正确答案应该是2673还是53？为什么？错哪？怎么改？请一个做出答案2673的同学完成程序并分析哪里错会导致答案为53。学生活动：刚才没有完成或者有错误的同学将程序改正。已完成的同学做拓展任务：将原题中的前100个正整数改为前100个奇数。（设计理念：通过师生之间，生生之间的协作、交流，培养学生的合作意识、互助精神、人际沟通能力; 培养学生善于发现问题、深入分析问题、积极解决问题的能力以及从不同角度分析问题的能力；增强学生合作意识、创新意识。）四、思维拓展 （5分钟）1、提出问题：a、存折或信用卡在柜员机上取钱时，为什么系统要限制输入密码的次数？ b、密码日记本、密码旅行箱的安全性？c、QQ密码如何设置才安全？教师活动：引导学生了解枚举算法在破解密码方面的使用原理。讲述信息技术可能带来的不安全因素，要求学生自觉遵守网络道德与法规。2、 播放密码破解小视频，加深学生了解枚举算法在破解密码方面的使用原理，同时也起到放松的作用。（设计理念：将课堂知识提升到实际生活中，让学生了解信息技术可能带来的不安全因素，自觉养成健康使用信息技术的习惯；通过破解密码的介绍，使学生自觉养成保护密码的良好习惯，树立信息安全意识。）五、归纳总结、布置课后练习(2分钟)1、通过演示文稿总结：（1）、探讨枚举算法的程序实现：确定范围：列举该问题所有可能的解 （循环语句）验证条件：检验每个可能解是不是问题的真正解 （条件语句）（2）、程序实现的过程中总结出的经验： 善于发现问题、深入分析问题、积极解决问题；从不同角度分析问题可以得到不同效率的算法学生活动：回忆课堂学习过程，提高对枚举算法的认识，并将所学知识应用到解决实际问题中去。2、布置课后练习 （1）如果一个正整数等于组成该数的各个数字的立方和，则称该数为水仙花数。 例如：407=43+03+73，407是一个水仙花数。试编写程序求出100999之间的所有水仙花数的程序。（2）现有3张扑克牌，牌面数字都在10以内。把这3张牌洗好后，分别发给杰伦、学友、霆锋3人。每个人把自己牌的数字记下后，再重新洗牌、发牌、记数，这样反复几次后，3人各自记录的数字的和顺次为13，15，23。问：这3张牌的数字分别是多少？（设计理念：通过知识总结，帮助学生将知识系统化，便于学生理解记忆。通过知识的延伸，促使学生将知识内化，并进行能力迁移，进一步提高学生解决问题的能力。通过练习，使学生体验枚举算法在解决现实生活问题中的作用及意义。）六、自我评价（2分钟）让学生打开学习辅助系统中的课堂自我评价栏目进行自评。学生活动：自评教师活动：展示学生自评结果。（设计理念：通过评价，引导学生自我反思，加深对所学知识的认识与理解）教学设计说明：“枚举算法的程序实现” 普通高中课程标准实验教科书选修课教材算法与程序设计第二章第一节内容，在第一章中对枚举算法的思想已经介绍过，所以这节内容的重点是算法的程序实现。编写程序对于大部分学生来说都是枯燥乏味的，为了提高学生的学习兴趣，我从学生比较喜欢的QQ入手，以帮助老师找回QQ密码为主线展开教学。情境引入贴近生活，以此激发学生的学习热情。在进行任务设计时，紧紧贴近主线，以生活中的应用案例作为任务主题，让学生在解决实际问题中获取知识，发现规律，体验学习的成就感。在教学过程中，围绕“情境导入回顾算法思想任务引领合作探究交流评价总结拓展”的流程来展开教学活动。通过两个不同的任务，让学生在完成的过程中不断发现问题，引导学生分析问题，鼓励学生用所学的知识方便地解决问题。随着问题的拓展，学