粤教版 高一信息技术必修一 教学设计：4.1 编制计算机程序解决问题

粤教版高一信息技术必修一教学设计：4.1编制计算机程序解决问题课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：粤教版高一信息技术必修一教学设计：4.1编制计算机程序解决问题

2.教学年级和班级：高一信息技术班

3.授课时间：2023年10月25日星期三第2节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新等信息技术核心素养。学生将通过编程实践，提高问题解决能力，学会用算法描述问题，体验编程解决问题的乐趣，培养逻辑思维和团队协作精神，为后续信息技术学习和应用打下坚实基础。三、教学难点与重点1.教学重点：

-重点掌握使用流程图或伪代码描述算法的方法。

-理解程序的基本结构，包括输入、处理和输出。

-能够根据问题需求，设计简单算法，并能够将其转换为可执行的程序代码。

2.教学难点：

-难点一：算法设计的逻辑性和步骤清晰度。

学生需要理解算法的逻辑顺序，学会从实际问题中提取关键步骤，并在流程图中正确体现。

举例：设计一个计算两个数最大公约数的算法，难点在于正确分解质因数并找到公共部分。

-难点二：从算法到程序代码的转换。

学生往往难以将抽象的算法步骤转化为具体的编程语言代码。

举例：将算法步骤转换为Python代码，难点在于语法和函数的运用。

-难点三：调试和优化程序。

学生在学习过程中可能会遇到程序运行错误，需要学会分析错误原因并进行修正。

举例：编写一个排序程序，难点在于找出程序中的逻辑错误并优化性能。

-难点四：团队协作和沟通。

在小组编程活动中，学生需要学会有效沟通，协同解决问题。

举例：分组完成一个项目，难点在于团队成员之间如何分配任务和协调进度。四、教学资源-软硬件资源：计算机实验室，安装有编程软件（如PythonIDLE、VisualStudioCode等）的计算机，编程教材。

-课程平台：学校内部网络教学平台，用于发布教学资料和作业。

-信息化资源：在线编程教程、编程社区论坛、编程教学视频。

-教学手段：多媒体教学设备（投影仪、电子白板），编程软件演示，小组合作学习材料。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕“编制计算机程序解决问题”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“如何将实际问题转化为程序流程图？”和“编程中常见的错误类型有哪些？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解程序设计的基本概念和流程图绘制。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解程序设计的基本概念，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示一个简单的编程案例，引出“编制计算机程序解决问题”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解程序设计的步骤，包括问题分析、算法设计、流程图绘制和代码编写。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习问题，讨论如何将实际问题转化为程序。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验将实际问题转化为程序的过程。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解程序设计的步骤。

实践活动法：设计小组讨论，让学生在实践中掌握程序设计的基本技能。

作用与目的：

帮助学生深入理解程序设计的步骤，掌握将实际问题转化为程序的方法。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置一个实际问题的编程任务，要求学生设计程序并解决问题。

提供拓展资源：提供一些编程学习网站和书籍，供学生课后进一步学习。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的编程任务，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的程序设计知识，通过实际编程任务提高技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-编程基础教材：《Python编程：从入门到实践》

-算法与数据结构入门：《算法图解》

-计算机程序设计基础：《计算机程序设计艺术》

-编程实例教程：《Python实战：从入门到精通》

-编程学习网站：提供编程学习资源，如菜鸟教程、极客学院等。

-编程社区论坛：如StackOverflow、CSDN等，供学生交流和学习。

2.拓展建议：

-基础知识拓展：

-学习Python语言的基本语法和常用数据类型，如数字、字符串、列表、字典等。

-掌握Python的基本控制结构，包括条件语句、循环语句和异常处理。

-理解函数的定义和使用，包括参数传递、返回值和递归调用。

-算法与数据结构：

-学习基本的排序算法，如冒泡排序、选择排序和插入排序。

-掌握基本的数据结构，如数组、链表、栈、队列和树。

-理解算法的复杂度分析，包括时间复杂度和空间复杂度。

-编程实践：

-完成教材中的编程练习题，巩固所学知识。

-参与在线编程竞赛，如LeetCode、Codeforces等，提高编程能力。

-参与开源项目，学习团队合作和项目管理。

-项目实践：

-设计并实现一个简单的图形界面程序，如计算器、记事本等。

-开发一个小型的Web应用，如博客、在线商城等。

-尝试使用人工智能技术，如机器学习、深度学习等，解决实际问题。

-创新与挑战：

-参加科技创新比赛，如全国青少年科技创新大赛等。

-尝试解决实际问题，如开发一个智能助手、智能家居等。

-学习前沿技术，如区块链、物联网等，拓宽知识视野。

-交流与合作：

-加入编程社区，与同行交流学习经验。

-参加编程讲座和研讨会，了解行业动态。

-组建学习小组，共同学习、共同进步。七、课后作业1.编程练习：编写一个Python程序，实现计算两个整数之间所有偶数的和。

```python

#答案示例

defsum_even_numbers(start,end):

sum=0

fornumberinrange(start,end+1):

ifnumber%2==0:

sum+=number

returnsum

#调用函数并打印结果

print(sum_even_numbers(1,10))

```

2.流程图绘制：根据以下问题设计一个流程图，并说明每个步骤。

问题：编写一个程序，输入三个整数，输出它们中的最大值。

```python

#答案示例（流程图描述）

开始

输入a,b,c

如果a>b，则

如果a>c，则

输出a

否则

输出c

否则，如果b>c，则

输出b

否则

输出c

结束

```

3.算法分析：分析以下算法的时间复杂度和空间复杂度，并解释原因。

算法：对数组进行排序，使用冒泡排序算法。

```python

#答案示例

defbubble_sort(arr):

n=len(arr)

foriinrange(n):

forjinrange(0,n-i-1):

ifarr[j]>arr[j+1]:

arr[j],arr[j+1]=arr[j+1],arr[j]

时间复杂度：O(n^2)

空间复杂度：O(1)

解释：因为每个元素都需要与其他元素进行比较，所以时间复杂度为O(n^2)。算法只使用了常数个额外空间，所以空间复杂度为O(1)。

```

4.代码调试：以下代码存在错误，请找出错误并修复它。

```python

#错误代码

defcalculate_area(radius):

return3.14*radius^2

#调用函数并打印结果

print(calculate_area(5))

```

```python

#修复后的代码

defcalculate_area(radius):

return3.14*radius**2

#调用函数并打印结果

print(calculate_area(5))

```

5.编程挑战：编写一个程序，使用循环结构计算并输出从1到100的所有整数之和。

```python

#答案示例

sum=0

foriinrange(1,101):

sum+=i

print(sum)

```八、教学反思与总结今天这节课，我带大家学习了“编制计算机程序解决问题”这一内容，总体来说，我感觉收获颇丰。下面，我就从教学反思和教学总结两个方面来谈谈我的体会。

首先，在教学过程中，我尝试了多种教学方法。比如，在课前，我通过在线平台和微信群发布了预习资料，让学生提前了解程序设计的基本概念，这样他们在课堂上能够更快地跟上进度。我还设计了预习问题，引导他们自主思考，这有助于培养他们的自主学习能力。

在课堂上，我采用了讲授法和实践活动法相结合的方式。我详细讲解了程序设计的步骤，并结合实例帮助学生理解。我还设计了小组讨论和角色扮演等活动，让学生在实践中掌握程序设计的基本技能。通过这些活动，我发现学生们参与度很高，课堂气氛也比较活跃。

当然，在教学过程中，我也发现了一些问题。比如，有些学生对于算法设计的逻辑性和步骤清晰度掌握得不够好，他们在将实际问题转化为程序流程图时显得有些吃力。针对这个问题，我打算在接下来的教学中，更加注重算法设计的讲解，帮助学生建立清晰的逻辑思维。

在教学总结方面，我认为这节课的效果还是不错的。从学生的反馈来看，他们对程序设计有了更深入的理解，掌握了基本的编程技能。在情感态度方面，学生们对编程产生了浓厚的兴趣，愿意主动学习和探索。

当然，也存在一些不足之处。比如，我在讲解过程中可能过于注重理论，而忽视了实践环节的指导。在接下来的教学中，我会更加注重理论与实践的结合，让学生在实践中学习，提高他们的动手能力。

此外，我还发现部分学生在团队合作和沟通方面存在困难。在小组讨论和角色扮演活动中，有些学生不太愿意发表自己的意见，或者不能很好地倾听他人的观点。针对这个问题，我会在今后的教学中，更加注重培养学生的团队协作能力和沟通技巧。

1.加强算法设计的讲解，帮助学生建立清晰的逻辑思维。

2.注重理论与实践的结合，增加实践环节的指导，提高学生的动手能力。

3.强化团队协作和沟通技巧的培养，让学生在活动中学会合作和交流。

4.利用在线平台和多媒体资源，丰富教学内容，提高学生的学习兴趣。

5.定期进行教学反思，不断调整和优化教学策略。

我相信，通过不断努力和改进，我能够更好地完成教学任务，帮助学生们在信息技术领域取得更大的进步。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生们在课堂上的表现整体积极，大部分同学能够认真听讲，积极参与课堂活动。在讲解程序设计的基本概念时，学生们能够跟随老师的思路，对算法设计的逻辑性和步骤清晰度有了一定的认识。在实践环节，学生们能够按照要求完成编程练习，尽管有些学生在算法转换和代码编写上遇到了困难，但通过同学间的互助和老师的指导，他们最终都能够克服这些难题。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，学生们表现出良好的团队合作精神。每个小组都能够围绕讨论主题进行深入探讨，并提出自己的观点和解决方案。特别是在设计流程图和编写程序的过程中，学生们能够相互借鉴，共同进步。例如，一个小组在讨论如何将一个简单的计算问题转化为程序时，其他小组提供了不同的思路和优化建议，最终形成了更为完善的解决方案。

3.随堂测试：

通过随堂测试，我发现学生对程序设计的基本概念和流程图绘制有了较好的掌握。测试题目包括判断题、选择题和简答题，学生们在回答问题时能够准确地描述算法步骤，并能够将实际问题转化为程序流程图。不过，在测试中也发现了一些问题，比如部分学生在描述算法时不够具体，以及在编写程序时存在语法错误。

4.课后作业完成情况：

课后作业的完成情况总体良好，大部分学生能够按时提交作业，并且作业质量较高。在作业中，学生们能够运用所学知识解决实际问题，如计算两个数之间的偶数和、设计简单的计算器程序等。但也有些学生对于编程练习的理解不够深入，需要进一步指导。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，我鼓励学生们在今后的学习中继续保