2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）数据与数据结构-说课稿-5.2-迭代与递归

2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）数据与数据结构-说课稿-5.2-迭代与递归学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本章节内容为《2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）》中的“5.2迭代与递归”。主要包括迭代的概念、递归的概念、迭代与递归的关系以及递归的优缺点等内容。通过学习，使学生理解迭代与递归的基本原理，掌握递归的基本算法，并能够运用递归方法解决实际问题。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的计算思维和算法意识。学生将通过学习迭代与递归，掌握抽象问题算法设计的方法，提升逻辑推理和问题解决能力。同时，培养学生严谨的科学态度和团队协作精神，在算法设计和实践中体会信息技术学科的魅力，增强对计算科学的兴趣和责任感。学情分析本节课面向的是高中一年级的学生，他们在进入高中阶段之前已经具备了一定的计算机操作基础，但对于抽象的算法概念和递归等高级编程思想可能还比较陌生。以下是具体的学情分析：

1.学生层次：班级学生整体学习基础较好，但个体差异明显。部分学生可能对编程有一定兴趣，能够快速理解编程逻辑，而部分学生可能对编程较为抵触，理解能力较弱。

2.知识基础：学生在初中阶段已经接触过基本的计算机操作和简单的编程知识，如循环、条件语句等。然而，对于更高级的算法概念，如迭代与递归，他们的理解和掌握程度参差不齐。

3.能力方面：学生在逻辑思维和问题解决能力方面有一定的基础，但面对复杂的算法问题，可能存在一定的困惑。他们在编程实践中的动手能力有待提高。

4.素质方面：学生的自主学习能力和团队合作意识有待加强。在课堂讨论和小组合作中，部分学生可能表现出依赖性强、参与度低的现象。

5.行为习惯：学生在课堂上的学习态度普遍认真，但对于编程实验的耐心和细致程度有待提高。部分学生可能存在拖延、注意力不集中等问题。

6.对课程学习的影响：由于学生对迭代与递归的理解程度不一，可能会影响他们对后续课程内容的学习。因此，本节课的教学需要充分考虑学生的个体差异，采取分层教学策略，确保每个学生都能有所收获。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）》教材，以便查阅相关章节内容。

2.辅助材料：准备与迭代与递归相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以帮助学生直观理解抽象概念。

3.实验器材：准备计算机实验室，确保每台电脑安装有编程软件，如Python等，供学生进行实践操作。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行小组合作学习；在实验操作台布置足够的实验空间，确保学生实验时的安全与便捷。教学过程一、导入新课

（教师）同学们，大家好！今天我们来学习信息技术选择性必修1中的5.2节——迭代与递归。在开始之前，请大家回顾一下我们之前学过的循环结构，思考一下循环结构在解决实际问题中的应用。

（学生）老师，循环结构可以用来重复执行一段代码，解决一些需要重复操作的问题。

（教师）非常好，循环结构确实在解决重复性问题时非常有效。今天，我们将进一步探讨迭代和递归这两种思想，它们在计算机科学中有着广泛的应用。

二、新课讲授

1.迭代的概念

（教师）首先，我们来探讨迭代的概念。迭代是一种重复执行某段代码的过程，直到满足某个条件为止。同学们，你们能举一个生活中的例子来说明迭代吗？

（学生）比如，洗衣服的时候，我们需要反复揉搓、漂洗、拧干，直到衣服干净为止。

（教师）很好，这就是迭代的一个典型例子。在计算机科学中，迭代通常通过循环结构来实现。

2.递归的概念

（教师）接下来，我们来学习递归。递归是一种在函数内部调用自身的方法。同学们，你们能理解这个概念吗？

（学生）我有点不太明白，递归是函数自己调用自己吗？

（教师）是的，递归就是函数自己调用自己。我们可以通过一个简单的例子来理解递归。比如，计算一个数的阶乘。

（学生）哦，我明白了，比如计算5的阶乘，就是5乘以4的阶乘，4乘以3的阶乘，以此类推。

（教师）非常好，这就是递归的一个基本应用。递归的特点是简洁、直观，但同时也存在一些潜在的问题，比如栈溢出。

3.迭代与递归的关系

（教师）现在我们已经了解了迭代和递归的概念，接下来我们来探讨它们之间的关系。迭代和递归都是解决复杂问题的有效方法，它们之间既有联系又有区别。同学们，你们能发现它们之间的联系和区别吗？

（学生）联系是它们都可以用来解决复杂问题，区别是迭代是通过循环结构实现的，而递归是通过函数调用自身实现的。

（教师）非常正确，迭代和递归都是重要的算法思想，它们在解决实际问题中有着广泛的应用。

4.递归的优缺点

（教师）最后，我们来讨论递归的优缺点。递归的优点是简洁、直观，但它的缺点是可能会导致栈溢出，因为递归函数需要占用栈空间。同学们，你们认为在什么情况下应该使用递归，什么情况下应该避免使用递归呢？

（学生）我认为在解决一些可以直接分解为子问题的问题时，可以使用递归。而在处理大数据量或者对性能要求较高的问题时，应该避免使用递归。

（教师）非常好，同学们对递归的优缺点有了清晰的认识。在实际应用中，我们需要根据问题的特点选择合适的方法。

三、课堂练习

（教师）接下来，让我们通过一些练习来巩固今天所学的知识。请大家尝试用递归方法编写一个计算斐波那契数列的程序。

（学生）好的，老师。

（教师）请大家先独立思考，然后可以和同桌讨论一下你们的想法。

（学生）经过讨论，我明白了，我们可以通过递归函数来计算斐波那契数列。

（教师）很好，接下来请同学们展示你们的代码，我们可以一起分析并改进。

四、课堂小结

（教师）今天我们学习了迭代与递归的概念、关系以及递归的优缺点。迭代和递归都是解决复杂问题的有效方法，它们在计算机科学中有着广泛的应用。同学们，你们在学习过程中遇到了哪些问题？我们可以一起讨论解决。

（学生）我有一个问题，递归函数的递归深度有限，那么如何避免栈溢出呢？

（教师）这是一个很好的问题。在实际应用中，我们可以通过尾递归优化或者使用迭代来避免栈溢出。同时，了解递归的原理和限制也是非常重要的。

（教师）今天的课程就到这里，希望大家能够通过今天的课程，对迭代与递归有更深入的理解。课后请同学们完成课后作业，复习今天所学内容。下课！拓展与延伸1.拓展阅读材料

-《算法导论》：这本书是计算机科学领域的经典教材，其中详细介绍了递归算法、分治算法等复杂算法的设计和分析方法。学生可以通过阅读这本书，进一步了解递归算法的理论基础和应用场景。

-《算法的艺术》：这本书以通俗易懂的方式介绍了算法的基本概念和常见算法，包括递归算法。学生可以通过阅读这本书，加深对算法和递归的理解。

-《计算机程序的构造和解释》：这本书由著名的计算机科学家HaroldAbelson和GeraldJaySussman合著，通过递归函数的例子介绍了计算机程序的设计原理。学生可以通过阅读这本书，学习如何将递归思想应用于程序设计。

2.课后自主学习和探究

-学生可以尝试自己实现一些经典的递归算法，如快速排序、归并排序等，通过实践加深对递归算法的理解。

-鼓励学生探索递归算法在现实生活中的应用，例如，递归算法在图像处理、自然语言处理等领域的应用。

-学生可以尝试编写一个递归函数，用于计算一个数的n次幂，并分析递归和非递归实现方式的差异。

-通过在线编程平台（如LeetCode、Codeforces等），学生可以尝试解决一些与递归相关的编程题目，提高编程能力和问题解决能力。

-学生可以组织小组讨论，分享各自对递归算法的理解和在实际编程中的应用经验。

-鼓励学生阅读相关的研究论文，了解递归算法的最新研究成果和发展趋势。

3.知识点拓展

-探讨尾递归的概念和优化方法，了解尾递归优化在减少栈空间占用方面的作用。

-学习尾递归的数学证明，理解尾递归与普通递归的区别。

-研究递归算法在图论中的应用，如图的遍历、拓扑排序等。

-了解递归算法在动态规划中的运用，如计算最长公共子序列、最长公共子串等。

-学习递归算法在自然语言处理中的角色，如模式匹配、语法分析等。

-探讨递归算法在人工智能领域的应用，如搜索算法、推理算法等。内容逻辑关系①迭代的概念

-重点知识点：迭代是一种重复执行某段代码的过程。

-关键词：重复执行、代码段、条件判断。

-句子：迭代通过循环结构实现，直到满足某个条件为止。

②递归的概念

-重点知识点：递归是一种在函数内部调用自身的方法。

-关键词：函数调用、自身调用、递归深度。

-句子：递归函数通过不断分解问题，最终达到解决问题的目的。

③迭代与递归的关系

-重点知识点：迭代和递归都是解决复杂问题的有效方法。

-关键词：解决复杂问题、有效方法、循环结构、函数调用。

-句子：迭代和递归在解决问题的过程中既有联系又有区别。

④递归的优缺点

-重点知识点：递归的优点是简洁、直观，但可能存在栈溢出等问题。

-关键词：简洁、直观、栈溢出、性能问题。

-句子：递归在处理简单问题时表现良好，但在处理大数据量或对性能要求较高的问题时，可能需要考虑其他算法。教学反思与总结亲爱的同学们，这节课我们就结束了迭代与递归的学习。在这里，我想和大家分享一下我的教学反思和总结。

首先，我想说的是教学方法。在今天的课堂上，我尽量通过生活中的例子来帮助学生理解抽象的算法概念。比如，我用了洗衣服的例子来解释迭代的概念，用计算阶乘的例子来介绍递归。我觉得这样的教学方法比较贴近学生的实际生活，能够帮助他们更好地理解和记忆。

在策略上，我注意到同学们对于递归的理解可能有些困难，所以我特别花了些时间来讲解递归的概念和特点。我还通过比较迭代和递归的优缺点，让学生们能够更清晰地看到它们的应用场景。我觉得这样的对比教学对于学生来说是比较有帮助的。

在管理方面，我尽量保持课堂的活跃气氛，鼓励大家积极参与讨论。我发现，当同学们能够主动提出问题时，他们的学习兴趣和参与度都会有所提高。不过，我也发现了一些问题，比如部分同学在小组讨论时表现得比较被动，这可能是因为他们对自己的能力不太自信。

当然，教学过程中也存在一些不足。比如，对于一些理解能力较弱的同学，我在讲解递归时可能没有做到更加细致和耐心。另外，课堂管理方面，我需要更加关注每个学生的参与情况，确保每个人都能在课堂上有所收获。

针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.在讲解复杂概念时，我会更加注重从学生的角度出发，用更简单、更贴近实际生活的例子来帮助他们理解。

2.对于理解