4.3非數(shù)值計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年教科版（2019）高中信息技術(shù)必修1主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：非數(shù)值計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高一年級(jí)1班

3.授課時(shí)間：2023年11月15日第3節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，提高計(jì)算思維和問題解決能力。通過非數(shù)值計(jì)算的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基本的算法設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)邏輯推理和抽象思維能力。同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生信息技術(shù)與學(xué)科知識(shí)融合的應(yīng)用意識(shí)，提升信息技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

①理解非數(shù)值計(jì)算的概念及其在信息技術(shù)中的應(yīng)用場(chǎng)景。

②掌握算法的基本結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，并能將這些結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際問題解決。

③學(xué)會(huì)使用流程圖和偽代碼設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的算法，并能進(jìn)行邏輯推理和調(diào)試。

2.教學(xué)難點(diǎn)

①算法設(shè)計(jì)的邏輯性和抽象性對(duì)于學(xué)生來說較難理解，需要通過實(shí)例和類比幫助學(xué)生建立概念。

②將算法設(shè)計(jì)應(yīng)用于實(shí)際問題解決時(shí)，如何有效分解問題、選擇合適的算法結(jié)構(gòu)是一個(gè)難點(diǎn)。

③算法的調(diào)試和優(yōu)化需要學(xué)生具備一定的耐心和細(xì)致的觀察力，這一過程對(duì)學(xué)生來說具有一定的挑戰(zhàn)性。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有教科版（2019）高中信息技術(shù)必修1教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與算法設(shè)計(jì)相關(guān)的流程圖模板、實(shí)例分析視頻以及算法概念解釋圖表。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備白板、標(biāo)記筆、計(jì)算器等基本教學(xué)工具。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，并布置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保學(xué)生能夠舒適地進(jìn)行小組合作和實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課

1.教師活動(dòng)：首先，我會(huì)用PPT展示一些非數(shù)值計(jì)算的實(shí)例，如排序算法、搜索算法等，引導(dǎo)學(xué)生回顧已知的數(shù)值計(jì)算概念，并提問：“大家知道什么是數(shù)值計(jì)算嗎？那么，非數(shù)值計(jì)算又是怎樣的呢？”

2.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)教師提出的問題，思考并回答。

（二）新課講授

1.教師活動(dòng)：接著，我會(huì)詳細(xì)講解非數(shù)值計(jì)算的概念、特點(diǎn)和分類，強(qiáng)調(diào)其在信息技術(shù)中的應(yīng)用。

2.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生認(rèn)真聽講，做好筆記。

3.教師活動(dòng)：然后，我會(huì)講解算法的基本結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解。

4.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生跟隨教師的講解，理解算法的基本結(jié)構(gòu)。

5.教師活動(dòng)：接下來，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用流程圖和偽代碼設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的算法，并舉例說明。

6.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生嘗試用流程圖和偽代碼設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的算法，并互相討論。

7.教師活動(dòng)：隨后，我會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓他們將所學(xué)算法應(yīng)用于實(shí)際問題解決，如排序、搜索等。

8.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生在小組內(nèi)討論，嘗試將所學(xué)算法應(yīng)用于實(shí)際問題解決。

（三）鞏固練習(xí)

1.教師活動(dòng)：為了鞏固學(xué)生對(duì)非數(shù)值計(jì)算的理解，我會(huì)布置一些練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成。

2.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生認(rèn)真完成練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

（四）課堂小結(jié)

1.教師活動(dòng)：在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，我會(huì)總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，加深對(duì)非數(shù)值計(jì)算的理解。

（五）作業(yè)布置

1.教師活動(dòng)：布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：

a.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，鞏固算法設(shè)計(jì)方法；

b.嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的非數(shù)值計(jì)算算法，并用自己的語言解釋其原理；

c.查閱資料，了解非數(shù)值計(jì)算在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

2.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)教師布置的作業(yè)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

（六）課堂評(píng)價(jià)

1.教師活動(dòng)：在課程結(jié)束后，我會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況等。

2.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)教師的評(píng)價(jià)，反思自己的學(xué)習(xí)過程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-算法的歷史與發(fā)展：介紹算法的起源，從古代的算盤算法到現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)算法，展示算法在歷史長(zhǎng)河中的演變。

-算法分類與特點(diǎn)：詳細(xì)講解不同類型的算法，如貪心算法、分治算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等，以及它們的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

-算法效率分析：探討算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，以及如何評(píng)估和優(yōu)化算法的性能。

-算法在實(shí)際應(yīng)用中的案例：分析算法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀關(guān)于算法的經(jīng)典書籍，如《算法導(dǎo)論》等，以深入了解算法的原理和應(yīng)用。

-建議學(xué)生參加在線課程或工作坊，如Coursera、edX上的算法課程，以獲得更深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

-推薦學(xué)生使用編程工具和平臺(tái)，如LeetCode、Codeforces等，進(jìn)行算法練習(xí)和競(jìng)賽，提高算法設(shè)計(jì)能力。

-建議學(xué)生參與開源項(xiàng)目，如GitHub上的算法項(xiàng)目，通過實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐來提升算法解決問題的能力。

-鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注算法領(lǐng)域的最新研究動(dòng)態(tài)，如參加學(xué)術(shù)會(huì)議、閱讀相關(guān)論文，以保持對(duì)算法領(lǐng)域的敏感度。

-建議學(xué)生嘗試將算法應(yīng)用于自己的日常生活，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的個(gè)人財(cái)務(wù)管理程序，以加深對(duì)算法實(shí)際應(yīng)用的理解。

-推薦學(xué)生閱讀關(guān)于算法教育的文章和書籍，了解算法教育的發(fā)展趨勢(shì)和教學(xué)方法。

-建議學(xué)生與同學(xué)或老師進(jìn)行討論，分享自己的算法學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗(yàn)，共同提高。板書設(shè)計(jì)1.本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

①非數(shù)值計(jì)算的概念

②算法的基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)

③流程圖和偽代碼的設(shè)計(jì)方法

④算法的調(diào)試與優(yōu)化

2.關(guān)鍵詞：

①非數(shù)值計(jì)算

②算法

③流程圖

④偽代碼

⑤調(diào)試

⑥優(yōu)化

3.重點(diǎn)句子：

①非數(shù)值計(jì)算是處理非數(shù)值數(shù)據(jù)的算法。

②算法是解決問題的一系列步驟。

③流程圖是算法的圖形表示。

④偽代碼是一種非正式的編程語言，用于描述算法。

⑤調(diào)試是找出并修正程序中的錯(cuò)誤。

⑥優(yōu)化是提高算法性能的過程。典型例題講解1.例題一：

**題目**：編寫一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)將一個(gè)整數(shù)數(shù)組從小到大排序。

**解答**：

```

算法：冒泡排序

輸入：整數(shù)數(shù)組arr，數(shù)組長(zhǎng)度n

輸出：排序后的數(shù)組arr

1.初始化一個(gè)布爾變量flag為true

2.當(dāng)flag為true時(shí)，執(zhí)行以下步驟：

a.將flag設(shè)置為false

b.遍歷數(shù)組，比較相鄰元素的大小，如果前一個(gè)元素大于后一個(gè)元素，則交換它們的位置

c.如果沒有發(fā)生交換，則將flag設(shè)置為true，結(jié)束循環(huán)

3.返回排序后的數(shù)組arr

```

**答案**：冒泡排序算法的實(shí)現(xiàn)如上所示。

2.例題二：

**題目**：編寫一個(gè)算法，找出數(shù)組中的最大值。

**解答**：

```

算法：查找最大值

輸入：整數(shù)數(shù)組arr，數(shù)組長(zhǎng)度n

輸出：最大值max

1.初始化最大值max為數(shù)組的第一個(gè)元素arr[0]

2.遍歷數(shù)組，從第二個(gè)元素arr[1]開始，比較每個(gè)元素與max的大小

3.如果當(dāng)前元素大于max，則更新max為當(dāng)前元素

4.遍歷結(jié)束后，max即為最大值

5.返回最大值max

```

**答案**：最大值max的查找如上所示。

3.例題三：

**題目**：編寫一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)的加法，不使用加法運(yùn)算符。

**解答**：

```

算法：無符號(hào)整數(shù)加法

輸入：整數(shù)a和b

輸出：a和b的和

1.初始化一個(gè)變量carry為0，用于存儲(chǔ)進(jìn)位

2.當(dāng)b不為0時(shí)，執(zhí)行以下步驟：

a.計(jì)算a和b的按位異或運(yùn)算，得到和sum

b.計(jì)算a和b的按位與運(yùn)算，然后左移一位，得到進(jìn)位carry

c.將sum賦值給a，將carry賦值給b

3.返回變量a，即為a和b的和

```

**答案**：無符號(hào)整數(shù)加法如上所示。

4.例題四：

**題目**：編寫一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)的減法，不使用減法運(yùn)算符。

**解答**：

```

算法：無符號(hào)整數(shù)減法

輸入：整數(shù)a和b

輸出：a減去b的結(jié)果

1.初始化一個(gè)變量borrow為0，用于存儲(chǔ)借位

2.當(dāng)b不為0時(shí)，執(zhí)行以下步驟：

a.計(jì)算a和b的按位異或運(yùn)算，得到差diff

b.計(jì)算a和b的按位與運(yùn)算，然后左移一位，得到借位borrow

c.如果borrow不為0，則從diff中減去borrow

3.返回變量diff，即為a減去b的結(jié)果

```

**答案**：無符號(hào)整數(shù)減法如上所示。

5.例題五：

**題目**：編寫一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)的乘法，不使用乘法運(yùn)算符。

**解答**：

```

算法：無符號(hào)整數(shù)乘法

輸入：整數(shù)a和b

輸出：a和b的積

1.初始化一個(gè)變量result為0，用于存儲(chǔ)乘積

2.遍歷整數(shù)b的每一位，對(duì)于每一位，執(zhí)行以下步驟：

a.如果當(dāng)前位為1，則將a乘以2的當(dāng)前位次冪，并加到result上

b.將a左移一位

3.返回變量result，即為a和b的積

```

**答案**：無符號(hào)整數(shù)乘法如上所示。教學(xué)反思教學(xué)反思

今天這節(jié)課，我教的是非數(shù)值計(jì)算。這節(jié)課對(duì)我來說，既是一次挑戰(zhàn)，也是一次收獲。

首先，我覺得我在課堂上的教學(xué)節(jié)奏把握得還可以。我盡量讓每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都有所涉及，同時(shí)也給了學(xué)生足夠的時(shí)間去理解和消化。比如，在講解算法的基本結(jié)構(gòu)時(shí)，我先用PPT展示了一些常見的算法結(jié)構(gòu)圖，讓學(xué)生有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。然后，我再結(jié)合實(shí)例，詳細(xì)講解了每種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。我發(fā)現(xiàn)，這樣的教學(xué)方法效果不錯(cuò)，學(xué)生們聽起來也比較容易理解。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足。比如，在講解算法的調(diào)試與優(yōu)化時(shí)，由于這部分內(nèi)容比較抽象，有些學(xué)生可能不太容易理解。我在這里采取的方法是，先讓學(xué)生通過實(shí)際操作來體驗(yàn)調(diào)試過程，然后再結(jié)合理論進(jìn)行講解。但是，由于時(shí)間有限，我可能沒有給學(xué)生足夠的時(shí)間去完全理解這部分內(nèi)容。這讓我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我需要更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)際操作中掌握知識(shí)。

另外，我在課堂上也發(fā)現(xiàn)了一些學(xué)生參與度不高的情況。這可能是因?yàn)槲覍?duì)課堂互動(dòng)的引導(dǎo)還不夠。在今后的教學(xué)中，我會(huì)更加注重課堂互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論，提出問題，這樣可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣，也能讓我更好地了解他們的學(xué)習(xí)情況。

在評(píng)價(jià)學(xué)生方面，我也覺得需要改進(jìn)。我通常會(huì)在課后布置一些作業(yè)，讓學(xué)生去鞏固所學(xué)知識(shí)。但是，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生完成作業(yè)的態(tài)度不夠認(rèn)真，這讓我感到有些無奈。我想，我可能需要更加靈活地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，比如通過課堂表現(xiàn)、小組討論、項(xiàng)目實(shí)踐等多種方式來評(píng)價(jià)。

此外，我還想提到的是，這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容對(duì)于一些學(xué)生來說可能有些難度。我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我需要更加關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同層次的學(xué)生制定不同的教學(xué)策略。對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，我可以適當(dāng)提高教學(xué)難度，鼓勵(lì)他們進(jìn)行更深入的探究；對(duì)于基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，我可以適當(dāng)降低難度，幫助他們逐步建立起信心。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生們?cè)谡n堂上的表現(xiàn)總體積極，對(duì)于非數(shù)值計(jì)算的概念和算法的基本結(jié)構(gòu)有了一定的理解。大部分學(xué)生能夠跟隨教師的講解，并在課堂上進(jìn)行簡(jiǎn)單的算法設(shè)計(jì)。然而，部分學(xué)生在算法的調(diào)試和優(yōu)化方面顯得有些吃力，需要更多的實(shí)踐和指導(dǎo)。

2.小組討論成果展示：

在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠積極參與，提出自己的觀點(diǎn)和想法。通過小組合作，學(xué)生們能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。在展示成果時(shí)，學(xué)生們能夠清晰地表達(dá)自己的算法設(shè)計(jì)思路，但部分小組在時(shí)間管理和成果展示的條理性上還有待提高。

3.隨堂測(cè)試：

隨堂測(cè)試顯示，學(xué)生對(duì)非數(shù)值計(jì)算的基本概念和算法結(jié)構(gòu)有一定的掌握，但實(shí)際應(yīng)用能力還有待加強(qiáng)。例如，在排序算法的應(yīng)用題中，部分學(xué)生能夠正確選擇合適的算法，但在調(diào)試和優(yōu)化算法時(shí)遇到了困難。這表明，學(xué)生在算法的實(shí)際應(yīng)用方面需要更多的練習(xí)和指導(dǎo)。

4.學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：

學(xué)生們對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了自評(píng)，大部分學(xué)生認(rèn)為自己在理解算法基本結(jié)構(gòu)方面有所提高，但在算法調(diào)試和優(yōu)化方面還有待加強(qiáng)。在互評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠客觀地評(píng)價(jià)同伴的表現(xiàn)，并提出改進(jìn)建議。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

針對(duì)課堂表現(xiàn)，教師評(píng)價(jià)與反饋如下：

-對(duì)于積極參與課堂討論和展示的學(xué)生，給予肯定和鼓勵(lì)，同時(shí)指