資源簡介

(共24張PPT)
體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程
粵教版《數(shù)據(jù)與計(jì)算》
第三單元第一節(jié)
【情境導(dǎo)入】
周末快到了，王驍一家準(zhǔn)備去踏青，王驍用60元準(zhǔn)備去購買10瓶飲料，王驍準(zhǔn)備至少選3種。請問有哪些購買方案？
8元 5元 3元 6元
一、分析問題
購買4種飲料 購買3種飲料
答題
選購方案
數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換
是否可以用數(shù)學(xué)方法將該問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)求解a，b，c，d的解的問題？
設(shè)購買數(shù)量
a b c d
數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換
購買4種飲料 購買3種飲料
答題
8a+5b+3c+6d=60 a+b+c+d=10
8a+5b+3c=60
a+b+c=10
8a+5b+6d=60 a+b+d=10
8a+3c+6d=60 a+c+d=10
5b+3c+6d=60 b+c+d=10
確定取值范圍
購買數(shù)量 取值范圍
a
b
c
d
1<=a<=7
1<=b<=12
1<=c<=20
1<=d<=10
二、人工解決問題的過程
1.總共需要計(jì)算多少種可能的取值情況？
2.滿足條件的數(shù)量取值情況是否可能不唯一？
7*12*10=840種
遍歷所有可能
可能
問題求解
選定方案
遍歷a，b，d，找出所有可能的取值情況：
活動1 計(jì)算購買方案
問題求解
選定方案
遍歷a，b，d，找出所有可能的取值情況：
3.計(jì)算取值情況？
耗時(shí)長、易出錯(cuò)、找不全
活動1 計(jì)算購買方案
三、計(jì)算機(jī)解決問題的過程
1<=a<=7
是
否
開始
結(jié)束
1<=b<=12
否
1<=d<=10
否
是
a+b+d=10
8a+5b+6d=60
是
是
否
輸出a,b,d
算法——解決問題的方法和步驟
1.分析問題
2.設(shè)計(jì)算法
設(shè)計(jì)算法
活動2 編寫、調(diào)試運(yùn)行程序
3.調(diào)試
2.運(yùn)行海歸編輯器軟件，修改python
點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，直接運(yùn)行
代碼出錯(cuò)的情況下修改代碼的過程。
1.編寫程序
請根據(jù)學(xué)習(xí)材料，完善程序內(nèi)容。
活動2 編寫、調(diào)試運(yùn)行程序
（1）用60元購買蘇打水，礦泉水，果汁三種飲料合計(jì)10瓶有（ ）種搭配方案：
活動2 編寫、調(diào)試運(yùn)行程序
修改程序，解決以下問題：
（2）用60元購買蘋果醋，蘇打水，礦泉水，果汁4種飲料合計(jì)10瓶有（ ）種搭配方案：
歸納新知
計(jì)算機(jī)解決問題的過程：
分析問題
設(shè)計(jì)算法
編寫程序
調(diào)試運(yùn)行
四、拓展鞏固
《誰是小偷？》
警察局抓了a,b,c,d四名偷竊嫌疑犯，其中有一個(gè)人是小偷。審問中:
a說:“我不是小偷。
b說:“c是小偷。
c說:“小偷肯定是d”
d說: “c冤枉人。“
現(xiàn)在已經(jīng)知道四人中三人說的是真話，一人說的假話。
到底誰是小偷
《誰是小偷？》
分析后，運(yùn)行程序，驗(yàn)證猜想結(jié)果。
1.分析問題
四個(gè)人分別為1，2，3，4，假設(shè):用變量X存放小偷的編號，則X的取值范圍從1取到4。四個(gè)人所說的話就可以分別寫成:
a:“我不具小偷“ x!=1
b:“c是小偷。” x=3
c:“小偷肯定是d。 x=4
d:“c冤枉人。” x!=4
《誰是小偷？》
分析后，運(yùn)行程序，驗(yàn)證猜想結(jié)果。
2.設(shè)計(jì)算法
限制條件:表示“四個(gè)人中三人說的是真話，一人說的是假話”
構(gòu)建數(shù)學(xué)模型:(×≠1)+(x= 3) +(x =4) +(x ≠4)是否等于3
3.編寫程序
說明:在Pyhton中,True值為1 False值為0
for i in range(1,5):
if ((i !=1)+ (i== 3)+(i==4)+(i !=4))==3:
print("小偷的編號是",i)
鞏固提升
1、下列哪一個(gè)環(huán)節(jié)不屬于計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程？（ ）
A、設(shè)計(jì)算法 B、分析問題 C、手工計(jì)算 D、調(diào)試運(yùn)行
C
鞏固提升
2. （判斷題）用計(jì)算機(jī)解決問題只能夠通過使用現(xiàn)有的軟件和程序去完成。（ ）
X
鞏固提升
3.（判斷題）計(jì)算機(jī)程序是使用專門的計(jì)算機(jī)程序語言進(jìn)行編寫的（ ）
V
課堂小結(jié)《3.1 體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程》自學(xué)習(xí)材料
課題 3.1 體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程
探索新知 體驗(yàn)用計(jì)算機(jī)編程來解決這個(gè)問題
實(shí)踐體驗(yàn) 根據(jù)教師的演示，與同學(xué)互助合作，嘗試打開“飲料購買.py”程序代碼文件，并作適當(dāng)修改，讓程序能夠正確運(yùn)行，觀察程序執(zhí)行結(jié)果，得出計(jì)算答案。
可參考以下流程進(jìn)行修改并運(yùn)行：打開“飲料購買.py”；（1）雙擊；點(diǎn)擊“下一步”，“我知道了”，“開始創(chuàng)作”進(jìn)入編程界面。打開“飲料購買.py”找到第5行代碼，在“==”前面輸入方程計(jì)算式8*a+5*b+6*d（注意計(jì)算機(jī)代碼中，乘號不能省略，要寫作*號）；小心不要刪除if后面的空格。點(diǎn)擊窗口下方“運(yùn)行”按鈕啟動調(diào)試。觀察窗口下方的調(diào)試輸出區(qū)結(jié)果，若未輸出并在代碼部分被標(biāo)紅，表示代碼有誤。查看程序運(yùn)行結(jié)果。
修改程序，解決問題 修改程序代碼，找出用60元購買蘋果醋，蘇打水，礦泉水，果汁4種飲料（合計(jì)10瓶）有多少種搭配方案。
1、解除第4行的限制：刪除#號修改第5行if后面的兩個(gè)條件，即構(gòu)造新的a,b,c,d的計(jì)算式*注意中英文符號3、運(yùn)行程序，查看結(jié)果。（在下方）4、若程序報(bào)錯(cuò)，則繼續(xù)調(diào)試程序。
拓展鞏固 警察局抓了a,b,c,d四名偷竊嫌疑犯，其中有一個(gè)人是小偷。審問中:a說:“我不是小偷。b說:“c是小偷。c說:“小偷肯定是d”d說: “c冤枉人。“現(xiàn)在已經(jīng)知道四人中三人說的是真話，一人說的假話。到底誰是小偷 1.分析問題將a,b,c,d四個(gè)人進(jìn)行編號，號碼分別為1，2，3，4，假設(shè):用變量X存放小偷的編號，則X的取值范圍從1取到4那么，四個(gè)人所說的話就可以分別寫成:a說的話:“我不具小偷“ x!=1b說的話:“c是小偷。” x=3c說的話:“小偷肯定是d。 x=4d說的話:“c冤枉人。” x!=4
2.設(shè)計(jì)算法限制條件:在x的枚舉過程中當(dāng)這四個(gè)邏輯式的值相加等于3時(shí)，即表示“四個(gè)人中三人說的是真話，一人說的是假話”構(gòu)建數(shù)學(xué)模型:(×≠1)+(x= 3) +(x =4) +(x ≠4)是否等于3依次假設(shè)每一名嫌疑犯為小偷，代入問題系統(tǒng)，逐個(gè)判斷是否只有一句假話，三句真話。
3.編寫程序說明:在Pyhton中,True值為1 False值為0for i in range(1,5):if ((i !=1)+ (i== 3)+(i==4)+(i !=4))==3:print("小偷的編號是",i)
4.調(diào)試運(yùn)行，驗(yàn)證猜想 小偷是：《體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程》教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程
使用教材 高中信息技術(shù) 《數(shù)據(jù)與計(jì)算》廣東教育出版社2019版
學(xué)段 高一 課時(shí) 1課時(shí)
課程定位 本課是高中信息技術(shù)必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第三章《算法基礎(chǔ)》的第一節(jié)，同時(shí)也是高中階段學(xué)生開始學(xué)習(xí)算法與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容的開篇課程，本課主要設(shè)計(jì)意圖在于通過引導(dǎo)學(xué)生實(shí)際體驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)編程解決實(shí)際問題的過程，來感受使用計(jì)算機(jī)解決問題相較于人工計(jì)算的優(yōu)越性，并在此過程中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用計(jì)算思維的相關(guān)方法，體驗(yàn)從數(shù)學(xué)角度對問題進(jìn)行分解和分析，設(shè)計(jì)可行的計(jì)算方法，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)來完成問題解決，以此培養(yǎng)學(xué)生的信息意識和計(jì)算思維。同時(shí)，學(xué)習(xí)運(yùn)用Python的數(shù)字化學(xué)習(xí)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程也能提高學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣。
教學(xué)目標(biāo) 體會人工解決問題與計(jì)算機(jī)解決問題的不同特點(diǎn)。（信息意識） 通過親歷項(xiàng)目“利用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算商品購買方案”問題的解決過程，經(jīng)歷計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程。（計(jì)算思維） 通過經(jīng)歷項(xiàng)目問題分析、建立數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)解決方案、實(shí)現(xiàn)計(jì)算的過程，能初步規(guī)劃項(xiàng)目解決方案。（計(jì)算思維） 認(rèn)識Python語言，了解計(jì)算機(jī)程序的主要功能，能夠修改簡單的程序代碼，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的魅力。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）
教學(xué)重點(diǎn) 1、運(yùn)用計(jì)算思維對具體問題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)解決方案 2、計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程
教學(xué)難點(diǎn) 1、運(yùn)用計(jì)算思維對具體問題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)解決方案 2、計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程
學(xué)情分析 高中一年級學(xué)生已經(jīng)初步具備了邏輯思維能力，對代數(shù)和方程等數(shù)學(xué)思想有了一定的理解，但對于使用計(jì)算機(jī)實(shí)際處理計(jì)算問題的過程與方法，以及數(shù)學(xué)方法在解決實(shí)際問題中的運(yùn)用還比較陌生，故此，我選擇采用研究“商品購買方案”的問題來代替教材提供的項(xiàng)目范例，相較教材范例，前者更容易讓學(xué)生理解，并且可以快速轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的三元一次方程形式，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化這一計(jì)算思維方法的作用。
教學(xué)方法 講授法、演示法、小組合作學(xué)習(xí)法
教學(xué)環(huán)境 計(jì)算機(jī)教室、海龜編輯器、Python編譯運(yùn)行環(huán)境
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)意圖
創(chuàng)設(shè)情境，提出問題 周末快到了，王驍一家準(zhǔn)備去踏青，王驍用60元準(zhǔn)備去購買10瓶飲料，王驍準(zhǔn)備至少選3種。王驍來到商店，看到飲料單價(jià)如下：蘋果醋8元，蘇打水5元，礦泉水3元，果汁6元，請問有哪些購買方案？ 參與情景，進(jìn)行思考 通過情景再現(xiàn)，讓學(xué)生切實(shí)感受身邊的問題，并引出對問題進(jìn)行數(shù)學(xué)角度的需求分析。
二、分析問題 我們?nèi)绻僭O(shè)蘋果醋數(shù)量為a，蘇打水的購買數(shù)量為b，礦泉水的購買數(shù)量為c，果汁的購買數(shù)量為d，是否可以用數(shù)學(xué)方法將該問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)求解a，b，c，d的解的問題？ 教師提出4個(gè)問題給學(xué)生進(jìn)行小組合作交流來回答（以電子學(xué)案為基礎(chǔ)）： 設(shè)計(jì)可能的購買方案 蘋果醋，蘇打水，礦泉水，果汁 蘋果醋，蘇打水，礦泉水 蘋果醋，蘇打水，果汁 蘋果醋，礦泉水，果汁 蘇打水，礦泉水，果汁 列出含a，b，c，d的方程 學(xué)生可列出方程 （8a+5b+3c+6d=60 a+b+c+d=10） （8a+5b+3c=60 a+b+c=10） （8a+5b+6d=60 a+b+d=10） （8a+3c+6d=60 a+c+d=10） （5b+3c+6d=60 b+c+d=10） 該方程中a，b，c，d的取值范圍分別是多少？ （討論時(shí)引導(dǎo)學(xué)生以極限取值法來獲得b,c,d的取值） 取值范圍為： 1<=a<=7;1<=b<=12;1<=c<=20; 1<=d<=10 求解該方程的步驟是什么？ 小組合作，交流討論，得出結(jié)論 通過引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程的求解，感受計(jì)算思維方法在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用。
三、體驗(yàn)人工解決問題的過程 （選定購買組合為: 蘋果醋，蘇打水，果汁 ）組織根據(jù)同學(xué)們剛才討論得出的結(jié)論，來求解該三元一次方程組：遍歷a，b，d，找出所有可能的取值情況，判斷數(shù)量和是否等于10，價(jià)格和是否等于60。 提出幾個(gè)可能的解，提問學(xué)生嘗試進(jìn)行判斷其是否滿足條件。 在這個(gè)過程中，請學(xué)生思考兩個(gè)問題： 總共需要計(jì)算多少種可能的取值情況？ （有：7*12*10=840種，手工計(jì)算需要遍歷所有可能） 滿足條件的數(shù)量取值情況是否可能不唯一？ 計(jì)算求解，a，b，d的取值情況？ 參與思考，回答問題，評估人工計(jì)算的難度和可行性。 體驗(yàn)人工計(jì)算解決問題帶來的困難，進(jìn)一步明確該問題解決的計(jì)算步驟，為后續(xù)使用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算來代替人工解決作鋪墊
四、利用計(jì)算機(jī)解決問題的過程 通過體驗(yàn)人工計(jì)算的方式求解該問題：計(jì)算量大，會出錯(cuò)，容易漏解、錯(cuò)解，所以，我們何不借助計(jì)算機(jī)來幫助我們解決這個(gè)問題呢？ 教師演示計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程： 分析問題 將計(jì)算購買商品的方案轉(zhuǎn)化為利用計(jì)算機(jī)求解三元一次方程組8a+5b+6d=60 a+b+d=10的所有解，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。 （2）設(shè)計(jì)算法 歸納剛才討論總結(jié)的解方程方法：分別遍歷b，c，d的取值范圍，判斷每一種取值情況是否滿足數(shù)量和是否等于10，價(jià)格和等于60的條件，若滿足，則此時(shí)b，c，d的值為方程組的解，若不滿足，則繼續(xù)遍歷。 （3）編寫程序 向?qū)W生簡單介紹Python程序設(shè)計(jì)語言，展示Python環(huán)境下（海龜編輯器）解該三元一次方程組的程序代碼。 參與思考 體驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)編程解決問題的過程，了解計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的基本流程，
調(diào)試運(yùn)行 （1）教師演示進(jìn)行簡單的代碼修改和調(diào)試的方法，讓學(xué)生自主嘗試進(jìn)行程序調(diào)試并運(yùn)行，得出計(jì)算結(jié)果。 （2）教師演示進(jìn)行代碼參數(shù)修改和程序調(diào)試的方法，計(jì)算出其他方案的結(jié)果。 動手實(shí)踐，體驗(yàn)調(diào)試程序運(yùn)行的過程，得出計(jì)算結(jié)果，完成問題解決。
拓展訓(xùn)練 《誰是小偷》？ 1.閱讀材料 2.同伴討論，探索誰是小偷 3.閱讀自學(xué)材料和Python代碼，理解程序代碼邏輯 4.驗(yàn)證猜想，找出小偷 再次實(shí)踐體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程，并得出計(jì)算結(jié)果解決問題。
五，總結(jié)歸納 計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程： 分析問題，將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式，并對其進(jìn)行數(shù)學(xué)描述和分析 設(shè)計(jì)算法，對問題的數(shù)學(xué)形式進(jìn)行分解，尋找其計(jì)算步驟，并用簡潔的形式進(jìn)行描述 編寫程序代碼 調(diào)試運(yùn)行 參與思考，鞏固提升
板書設(shè)計(jì) 體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程 人解決問題：耗時(shí)長、易出錯(cuò)、不全面 計(jì)算機(jī)解決問題：分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序、調(diào)試運(yùn)行《3.1 體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程》課程學(xué)習(xí)記錄
班級： 姓名：
課題 3.1 體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程
情景導(dǎo)入 現(xiàn)有60元可用資金，需購買至少三種商品如下： 蘋果醋；單元為8元/瓶； 蘇打水：單價(jià)為5元/瓶； 礦泉水：單價(jià)為3元/瓶； 果汁：單價(jià)為6元/瓶 要求每種商品購買的類型不少于3種，飲料按瓶售賣 問，應(yīng)該以何種搭配方式進(jìn)行購買，可以買到至少10瓶飲料？
小組討論，合作探究 請與你的小組成員合作完成下列討論： （1）可能的購買方案有：
（2）假設(shè)商品的購買數(shù)量分別為蘋果醋a，蘇打水b，礦泉水c，果汁d。若選定購買方案為：蘋果醋，蘇打水，果汁，嘗試分別列出含有a，b，d的方程來表達(dá)該關(guān)系。
討論結(jié)果：
（3）分析a，b，c，d的取值是否存在界限范圍，如果有，這個(gè)界限范圍是多少？ （提示： a，b，c，d的最小取值是1，因?yàn)槊糠N商品購買數(shù)量不得少于1，若三種商品中某兩種商品購買數(shù)量均為1，此時(shí)另一種商品購買數(shù)量可達(dá)到最大值）
討論結(jié)果：
（4）求解該方程的方法是什么？（嘗試描述解該方程的思路，注意只求方程的正整數(shù)解）
討論結(jié)果：
實(shí)踐體驗(yàn) 根據(jù)教師的演示，與同學(xué)互助合作，嘗試打開“飲料購買.py”程序代碼文件，并作適當(dāng)修改，讓程序能夠正確運(yùn)行，觀察程序執(zhí)行結(jié)果，得出計(jì)算答案。
解決問題 我觀察到的運(yùn)算結(jié)果： （1）用60元購買蘇打水，礦泉水，果汁三種飲料合計(jì)10瓶有（ ）種搭配方案，分別是：
（2）修改程序，用60元購買蘋果醋，蘇打水，礦泉水，果汁4種飲料合計(jì)10瓶有（ ）種搭配方案，分別是：
歸納新知 用計(jì)算機(jī)解決問題的過程：
拓展鞏固 警察局抓了a,b,c,d四名偷竊嫌疑犯，其中有一個(gè)人是小偷。審問中: a說:“我不是小偷。 b說:“c是小偷。 c說:“小偷肯定是d” d說: “c冤枉人。“ 現(xiàn)在已經(jīng)知道四人中三人說的是真話，一人說的假話。到底誰是小偷 1.我的猜測 小偷可能是： 2.調(diào)試運(yùn)行，驗(yàn)證猜想 小偷是：
課后練習(xí)，鞏固新知 下列哪一個(gè)環(huán)節(jié)不屬于計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程？（ ） 設(shè)計(jì)算法 B、分析問題 C、調(diào)試運(yùn)行 D、手工計(jì)算 （判斷題）用計(jì)算機(jī)解決問題只能夠通過使用現(xiàn)有的軟件和程序去完成。（ ） 3、（判斷題）計(jì)算機(jī)程序是使用專門的計(jì)算機(jī)程序語言進(jìn)行編寫的（ ）

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