2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第三单元项目七《用计算机计算圆周率-设计简单数值数据算法》说课稿

2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第三单元项目七《用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》说课稿一、教材分析

《用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》是2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第三单元项目七的内容。本节课旨在让学生了解并掌握利用计算机设计简单数值数据算法的方法，通过计算圆周率这一经典问题，培养学生的算法思维和编程能力。本节课与课本紧密相关，通过实例讲解和动手实践，使学生能够更好地理解和运用所学知识。二、核心素养目标

1.信息意识：培养学生主动获取、处理和利用信息的能力，通过计算圆周率的过程，理解信息技术的应用价值。

2.计算思维：发展学生的算法思维，学会使用计算机编程解决问题，提升逻辑思维和创新能力。

3.信息伦理：强化学生在使用信息技术时的责任意识，遵守信息法律法规，尊重知识产权。三、学习者分析

1.学生已经掌握了计算机基础操作、简单的编程语言语法以及基本的数学知识，能够理解算法的基本概念。

2.学习兴趣：学生对计算机编程有较高的兴趣，喜欢探索新知识；学习能力：学生具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力；学习风格：学生偏好动手实践，对理论知识的接受需要结合实际操作。

3.学生可能在理解算法的严谨性上遇到困难，对于复杂算法的实现可能会感到挑战，同时，在编程实践中可能会遇到语法错误或逻辑错误，需要指导学生如何有效地调试和解决问题。四、教学资源

1.硬件资源：计算机实验室、多媒体教学设备

2.软件资源：编程软件（如Python、C++）、算法教学软件

3.课程平台：学校教学管理系统

4.信息化资源：在线编程平台、教学视频、电子教材

5.教学手段：小组讨论、项目式学习、互动式教学五、教学过程

**导入新课**

同学们好，今天我们将进入一个新的学习项目——《用计算机计算圆周率——设计简单数值数据算法》。在此之前，我们已经学习了一些基础的计算机操作和编程知识。那么，你们知道圆周率π是多少吗？它有什么特别之处呢？接下来，我们就来探究一下如何用计算机来计算这个神秘的数。

**第一环节：知识回顾**

1.首先，我想请大家回顾一下我们已经学过的内容。请问有谁能告诉我，什么是算法？

-学生回答后，我总结：算法是一系列解决问题的步骤。

2.那么，我们之前学过的编程语言中，有哪些基本结构？

-学生回答后，我强调：顺序结构、选择结构和循环结构是编程中的三大基本结构。

3.接下来，我想请大家尝试用Python或C++编写一个简单的程序，输出“Hello,World!”。

-学生编写程序，我在一旁指导。

**第二环节：探究圆周率的计算方法**

1.现在我们已经回顾了一些基础知识，那么我们来探讨一下如何用计算机计算圆周率。首先，我给大家介绍一种叫做“蒙特卡洛方法”的计算圆周率的算法。

-展示蒙特卡洛方法的原理和步骤。

2.现在，我想请大家分成小组，每组尝试使用蒙特卡洛方法来编写一个计算圆周率的程序。

-学生分组讨论，编写程序，我在一旁提供指导。

3.在编写程序的过程中，请大家注意以下几点：

-确保程序能够生成随机点并判断点是否在圆内；

-使用循环结构来重复实验多次，以得到更精确的圆周率值；

-注意调试程序，确保没有语法错误或逻辑错误。

4.编写完程序后，请各组展示你们的成果，并讨论一下在编写程序的过程中遇到了哪些问题，又是如何解决的。

-学生展示成果，分享经验。

**第三环节：深入理解算法**

1.接下来，我们来深入理解一下算法。请大家思考一下，蒙特卡洛方法是如何通过随机实验来计算圆周率的？

-学生思考后，我解释：蒙特卡洛方法利用随机抽样和统计概率的方法来估算圆周率的值。

2.现在，我想请大家尝试编写另一个算法，比如“莱布尼茨公式”，来计算圆周率。

-学生编写程序，我在一旁指导。

3.编写完程序后，请比较一下蒙特卡洛方法和莱布尼茨公式计算圆周率的精度和效率。

-学生展示成果，讨论两种方法的优缺点。

**第四环节：总结与拓展**

1.经过今天的学习，我们了解了如何用计算机计算圆周率，并且尝试了两种不同的算法。现在，我想请大家总结一下你们学到了什么。

-学生总结，我补充：我们学会了使用计算机编程来解决问题，并且了解了不同算法的特点和应用。

2.最后，我想给大家留一个拓展任务。请大家尝试编写一个程序，使用你们喜欢的算法来计算圆周率，并且尽可能提高计算的精度。

-学生接受任务，准备课后完成。

**结束课堂**

**课后作业**

1.编写一个程序，使用蒙特卡洛方法或莱布尼茨公式计算圆周率，并记录计算结果。

2.比较两种算法的精度和效率，分析各自的优势和局限性。

3.尝试寻找其他计算圆周率的算法，并简要介绍其原理。六、教学资源拓展

1.拓展资源

-数值算法简介：介绍数值算法的基本概念，包括蒙特卡洛方法、牛顿迭代法、高斯消元法等，以及它们在各个领域的应用。

-圆周率的数学意义：详细讲解圆周率π的数学定义、历史背景和它在数学、物理学、工程学等领域的重要性。

-计算机编程实践：提供一些经典的计算机编程练习题，如使用不同算法计算圆周率、处理数值数据等，以加深学生对编程语言和算法的理解。

-信息伦理案例分析：介绍一些与信息技术相关的伦理案例，如知识产权侵犯、隐私泄露等，引导学生思考在信息技术应用中应遵守的伦理规范。

2.拓展建议

-深入学习数值算法：鼓励学生通过图书馆、在线课程等途径，进一步学习数值算法的理论和实践，了解不同算法的原理和应用场景。

-编程实践与应用：建议学生尝试使用不同的编程语言和工具，实现多种算法来计算圆周率，并比较它们的计算速度和精度。

-参与在线编程社区：鼓励学生加入在线编程社区，如GitHub、StackOverflow等，与其他编程爱好者交流心得，解决编程中遇到的问题。

-阅读相关书籍与论文：推荐学生阅读有关数值算法、计算机编程和信息伦理的书籍和学术论文，以拓宽知识视野。

-参加信息技术竞赛：鼓励学生参加各类信息技术竞赛，如编程比赛、算法挑战赛等，以实践所学知识，提升解决实际问题的能力。

-关注信息伦理动态：引导学生关注信息伦理领域的最新动态，如数据隐私保护、网络安全等，提高信息伦理意识。七、反思改进措施

（一）教学特色创新

1.引入实际案例：在教学过程中，我尝试引入了现实生活中的案例，比如蒙特卡洛方法在金融风险评估中的应用，这样可以帮助学生更好地理解算法的实际意义。

2.互动式教学：我采用了互动式教学，鼓励学生提问和参与讨论，通过小组合作完成编程任务，提高了学生的参与度和积极性。

3.创新教学评价：我改变了传统的笔试评价方式，加入了编程实践和项目报告的评价，更加注重学生的实际操作能力和创新能力的培养。

（二）存在主要问题

1.教学深度与广度的平衡：在追求教学深度的同时，我意识到可能忽视了部分学生的接受能力，导致部分学生感到吃力。

2.教学资源分配：在教学资源的分配上，我发现有些学生可能需要更多的个别指导，而我在课堂上的时间分配不够合理。

3.教学反馈与评价：我意识到在课后，缺乏有效的反馈机制来了解学生对课堂内容的掌握情况，以及他们对教学的满意度。

（三）改进措施

1.调整教学节奏：针对教学深度与广度的平衡问题，我计划在未来的教学中适当调整教学节奏，确保所有学生都能跟上课程的进度，同时对于理解能力较强的学生，提供额外的挑战性任务。

2.优化资源分配：为了更好地满足学生的个别需求，我打算在课堂上设置更多的互动环节，鼓励学生提出问题，并在课后提供额外的辅导时间，以便学生能够得到足够的个别指导。

3.建立反馈机制：我将建立更加系统的教学反馈机制，通过定期的问卷调查、学生访谈等方式，收集学生对教学内容的理解和反馈，以便及时调整教学策略，提高教学质量。同时，我也会鼓励学生提供反馈，让他们参与到教学改进的过程中来。八、内容逻辑关系

①重点知识点

-圆周率的定义与历史

-蒙特卡洛方法的基本原理

-莱布尼茨公式