任务三 复杂计算 教学设计 -2023-2024学年桂科版初中信息技术八年级上册

任务三复杂计算教学设计-2023—2024学年桂科版初中信息技术八年级上册学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：任务三复杂计算

2.教学年级和班级：八年级（1）班

3.授课时间：2023年11月15日星期三上午第二节课

4.教学时数：1课时

亲爱的同学们，今天我们要一起探索信息技术中的“任务三：复杂计算”这一章节。在这节课中，我们将通过一系列有趣且富有挑战性的练习，深入了解复杂计算的魅力。让我们一起开启这段智慧的旅程吧！🚀🧠💻核心素养目标分析在本节课中，我们将培养学生的计算思维、信息意识、数字化学习与创新等核心素养。通过实际操作，学生将学会分析复杂计算问题，运用算法进行解决，提高问题解决能力。同时，培养学生信息技术的应用意识，激发创新思维，为未来的学习和生活打下坚实基础。教学难点与重点1.教学重点：

-重点一：掌握复杂计算的基本概念，理解其与简单计算的区别。

-重点二：学习并运用算法解决问题的步骤，包括问题分析、设计算法、编写程序和测试验证。

-重点三：熟悉并应用至少一种编程语言进行复杂计算程序的编写。

2.教学难点：

-难点一：复杂计算问题分析，如何将实际问题转化为计算机可以处理的算法步骤。

例如，在解决“计算1000以内的素数”问题时，学生需要理解素数的定义，并将其转化为程序中的循环和条件判断。

-难点二：算法设计，设计高效且正确的算法来解决问题。

例如，在“计算两个数的最大公约数”时，学生需要掌握辗转相除法，并能够设计出相应的算法流程。

-难点三：编程实现，将算法转化为具体的编程代码，并解决编程中的常见错误。

例如，在编写代码时，学生可能会遇到变量未定义、逻辑错误等问题，需要通过调试和优化代码来克服。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《初中信息技术》八年级上册教材。

2.辅助材料：准备与复杂计算相关的图片、图表、动画等多媒体资料，帮助学生直观理解算法过程。

3.实验器材：准备编程软件和计算机，确保学生能够进行实际编程操作。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行小组合作，并在操作台附近预留空间，以便学生进行实验操作。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-内容：首先，我会通过提问的方式引入新课：“同学们，你们在日常生活中遇到过需要解决复杂计算问题的情况吗？”

-然后，我会展示一些实际生活中的复杂计算案例，如计算购物折扣、解决数学竞赛问题等，引导学生思考如何用计算机来辅助解决这些问题。

-最后，我会简要介绍本节课的学习目标和内容，激发学生的学习兴趣。

2.新课讲授（用时15分钟）

-内容一：讲解复杂计算的基本概念，通过实例分析复杂计算与简单计算的区别，如计算1000以内的素数。

-内容二：介绍算法解决问题的步骤，包括问题分析、设计算法、编写程序和测试验证，并结合实例进行讲解。

-内容三：教授一种编程语言的基本语法和编程技巧，如Python，让学生能够编写简单的复杂计算程序。

3.实践活动（用时15分钟）

-内容一：让学生独立完成一个简单的复杂计算程序，如计算两个数的最大公约数，并在课堂上展示。

-内容二：分组进行编程练习，每组选择一个复杂计算问题，如计算斐波那契数列的前10项，并互相交流心得。

-内容三：组织学生进行编程比赛，鼓励他们运用所学知识解决实际问题，提高编程能力。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-方面一：讨论如何将实际问题转化为计算机可以处理的算法步骤。举例：讨论如何用编程计算班级同学的平均身高。

-方面二：分析算法设计中的关键点，如优化算法以提高效率。举例：讨论如何优化计算1000以内素数的算法。

-方面三：分享编程过程中的经验和遇到的问题，如调试代码、处理错误等。举例：分享在编写计算最大公约数程序时遇到的困难及解决方法。

5.总结回顾（用时5分钟）

-内容：对本节课所学内容进行总结，强调复杂计算的基本概念、算法解决问题的步骤以及编程技巧。

-举例：回顾本节课的重点内容，如复杂计算与简单计算的区别、算法设计步骤、编程语言的基本语法等。

-强调本节课的重难点，如复杂计算问题分析、算法设计、编程实现等，并鼓励学生在课后继续练习和巩固所学知识。教学资源拓展1.拓展资源：

-复杂计算的应用领域：介绍复杂计算在数学、物理、工程、金融等领域的应用，如加密技术、天气预报、优化算法等。

-编程语言的演变：概述编程语言的发展历程，从早期的高级语言到现代的脚本语言，以及各种编程语言的特点和适用场景。

-算法理论：简要介绍算法的基本概念，如算法的复杂度、稳定性、效率等，以及常见算法的分类和特点。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：推荐学生阅读《算法导论》、《编程之美》等书籍，以深入了解算法和编程知识。

-观看在线教程：引导学生观看Coursera、edX等在线教育平台上的算法和编程课程，拓宽知识面。

-参与编程竞赛：鼓励学生参加编程竞赛，如ACM国际大学生程序设计竞赛、GoogleCodeJam等，提高编程技能和团队合作能力。

-加入编程社区：推荐学生加入GitHub、StackOverflow等编程社区，与其他程序员交流学习经验，解决编程问题。

-实践项目开发：鼓励学生参与实际项目开发，如开发小游戏、网站等，将所学知识应用于实际场景，提高实践能力。

-学习人工智能和大数据：随着科技的发展，人工智能和大数据成为热门领域。学生可以学习相关知识，了解其在复杂计算中的应用。

-探索开源项目：鼓励学生参与开源项目，如Linux内核、Apache软件基金会等，了解开源文化，提高代码阅读和贡献能力。板书设计①复杂计算概述

-复杂计算的定义

-复杂计算与简单计算的区别

-复杂计算的应用领域

②算法解决问题的步骤

-问题分析

-设计算法

-编写程序

-测试验证

③编程语言基础

-编程语言的种类

-常用编程语言的语法特点

-编程语言的优缺点

④算法理论

-算法的复杂度

-算法的稳定性

-算法的效率

⑤实践活动指导

-实践活动目的

-实践活动步骤

-实践活动注意事项课后作业为了巩固学生对“复杂计算”这一章节的理解，以下是一份课后作业，包括多个题型，旨在帮助学生深化对算法设计、编程实现和问题解决能力的掌握。

1.编程练习：编写一个Python程序，计算并打印出100以内的所有素数。

-答案：```python

defis_prime(num):

ifnum<=1:

returnFalse

foriinrange(2,int(num**0.5)+1):

ifnum%i==0:

returnFalse

returnTrue

foriinrange(1,101):

ifis_prime(i):

print(i)

```

2.算法优化：对于一个排序算法，分析其时间复杂度和空间复杂度，并提出优化建议。

-答案：以冒泡排序为例，时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。优化建议可以是使用快速排序，其平均时间复杂度为O(nlogn)。

3.问题解决：设计一个算法，用于找出一个数字序列中的最大值和最小值。

-答案：```python

deffind_max_min(numbers):

max_val=min_val=numbers[0]

fornuminnumbers:

ifnum>max_val:

max_val=num

elifnum<min_val:

min_val=num

returnmax_val,min_val

numbers=[3,5,7,2,9,1]

print(find_max_min(numbers))#输出:(9,1)

```

4.实践应用：编写一个程序，模拟计算购物车的总价格，包括商品价格和折扣。

-答案：```python

defcalculate_total(prices,discounts):

total=0

forprice,discountinzip(prices,discounts):

total+=price*(1-discount)

returntotal

prices=[19.99,5.99,9.99]

discounts=[0.1,0.2,0.0]

print(calculate_total(prices,discounts))#输出:31.57

```

5.编程挑战：设计一个程序，实现一个简单的待办事项列表，包括添加、删除和显示待办事项的功能。

-答案：```python

todo_list=[]

defadd_task(task):

todo_list.append(task)

defremove_task(task):

todo_list.remove(task)

defdisplay_tasks():

fortaskintodo_list:

print