資源簡介

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信息技術 活動1 讓計算機猜價格
課題 讓計算機猜價格 單元 第三單元 學科 信息技術 年級 九年級
教材分析 該教材旨在培養學生的信息技術素養，包括信息獲取、信息處理和信息應用等方面的知識和能力。內容涵蓋了計算機基礎編程，計算機的使用等方面，教材注重實踐操作，通過案例和實踐項目來鍛煉學生的實際操作能力。這有助于學生將所學的知識應用到實際情境中，并提升他們的問題解決能力，滬科版初中《信息技術》九年級教材內容全面，并結合實踐操作和案例分析，旨在培養學生的信息技術素養和實際應用能力，為他們建立堅實的信息技術基礎打下良好的基礎。
教學目標 1、信息意識：能夠理解對計算機編程在信息處理中的作用和重要性的認識。加強對信息存儲、傳輸和處理方式的理解。 2、計算思維：能夠發展計算思維能力，能夠有效地分析問題和設計解決方案 3、數字化學習與創新：能夠激發運用編程技能進行數字化學習和創新的熱情，在使用中提高代碼熟練度。 4、信息社會責任：能夠正確地使用編程技能，并培養對于數據使用和分享的負責任態度。
重點 一、分析問題二、設計算法三、編寫程序四、運行、調試程序
難點 1、設計算法2、編寫程序
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 在現實生活中，我們經常需要在一堆物品中找出某個特定物品，計算機中與之對應的是對數據的一種基本操作一-“查找”。最基礎的查找算法是順序查找法，即依次檢驗待查找的數據，直至找到目標為止。當然，解決同一個問題，往往可以使用不同算法。在本活動中，我們將編程實現另一種經典查找算法，并比較它與順序查找法的不同。 通過老師講解和學生之間的相互討論生活中的算法。 幫助學生理解算法概念，打開課堂。
講授新課 03 分析問題1、要解決的問題如下:有一件價格不高于 100 元的商品(價格為整數)，現要讓計算機猜測其實際價格每次猜測后，可以通過輸入告知計算機猜測價格與實際價格的大小關系，那么，如何用盡可能少的次數猜.為了簡化問題，我們設定本活動中涉及的待查找序中商品的實際價格 列是一個從 1 開始的連續正除了順序查找外，還可以采用二分查找法。二分整數序列，即第 n個數的值查找法也稱折半查找法，是一種效率較高的查找方法等于n。2、除了順序查找外，還可以采用二分查找法。二分查找法也稱折半查找法，是一種效率較高的查找方法。我們將所有可能價格按從小到大的順序排列，以中間值為界，將其余數值分為中間值前、中間值后兩個部分。 在查找時，先將中間值與目標值比對，如果相等則查找成功，如果不相等則比較中間值與目標值的大小，并判斷出目標值處于中間值前還是中間值后。將目標值所在區間再次分為中間值、中間值前和中間值后重復之前的操作，直到查找到目標值為止。3、中間值的選擇可按如下規則進行: 假設最低價格為 low，最高價格為 high，則取(low+high)/2 為中間值，計算結果舍去小數位。例如，設價格范圍為 1到9，實際價格為 3，則三次查找即可找出實際價格。第一次查找，取中間值 5，與目標值 3 比較，由于 5>3，可知目標值在中間值前。4、第二次查找，在1到4之間，取中間值 2，與目標值3 比較，由于 23，可知目標值在中間值后。第三次查找，在 3到4之間，取中間值 3，與目標值比較，發現兩者相等，查找完成。5、在使用二分查找法時，所有可能價格可以按從小到大的順序排列，也可以按照從大到小的順序排列，但不能無序排列。順序查找法則沒有排序限制，我們可以將所有可能價格任意排列，之后從第一個數字開始向后驗證。6、針對1到 100之間的任意整數，使用二分查找法，最多需要多少次查找 使用順序查找法，最多需要多少次查找 哪種查找方法效率相對更高 04設計算法二分查找法需要多次執行相似操作，因此，可以使用循環結構。另外，每次猜測后要判斷猜測價格與實際價格的大小關系，需要使用選擇結構。如下所示，中間值用變量 mid 表示。每次查找后，將 mid 與實際價格比對，若相等則查找成功:若mid大于實際價格，則在low到mid-1間繼續查找:若mid小于實際價格則在mid+1到 high 間繼續查找。可以設置變量 i來統計查找次數，每次查找時 i加 1，查找完成后輸出實際價格的值和查找次數。算法流程圖如圖 3-1-1 所示。05編寫程序用 Pvthon 編寫如圖 3-1-2 所示的程序。猜到正確答案后，程序不再需要執行下一次循環。這時可以使用 break 語句，在循環條件仍然成立的情況下終止循環。嘗試畫出順序查找算法的流程圖，寫出相應程序，比較兩種查找算法的不同。不同點：在大部分情況下，當數據量較大時，二分查找法通常比順序查找法更高效。 06運行、調試程序隨意設想一個1到 100 間的整數，運行程序，當計算機做出猜測后，告知計算機猜測結果與答案間的大小關系，重復 幾次后計算機將猜出正確答案觀察運行結果，分析程序有無錯誤。若有，嘗試解決。二分查找法要求待查找數據有序排列，但如果此條件不滿足，就需要先排序再查找。上網學習并參考“知識鏈接”，了解冒泡排序法。算法的效率針對同一個問題，可以采用不同的算法。雖然不同算法得出的最后結果是相同的，但它們的效率卻可能大不相同。例如，查找算法的效率取決于查找的次數。與順序查找法相比，二分查找法的效率要高得多，但二分查找法必須基于有序排列的數據。對手查找規模(數據量) 較小的無序數據，順序查找法也是一種常用的方法。
4、排序算法一冒泡法在日常生活中，除查找外，人們還會經常對數據進行排序，如將某班學生的總成績從小到大排列。如何編程解決排序問題呢 這就需要設計比較好的算法目前，用于排序的算法有很多，它們的特點都不同。其中，冒泡法是一種經典的排序算法。冒泡法的思想是: 假設有從左到右排，列的n個數,將其從上到下排列。先從上到下依次比較相鄰的兩個數，使小的在上大的在下，那么第1回比較 n-1 次后，把最大數排到了最下面。第 2 回排序在前面的 n-1個數中進行，比較 n-2 次后把次大的數排到倒數第二位，依此類推，直到第 n-1 回排序將次小的數排到了第二位，剩下一個數不用比較，排序結束。算法的整體思路是逐次讓大的數往下沉。而讓小的數像氣泡一樣不斷向上冒，所以該算法被形象地稱為“冒泡法”。5、例如，下面是對5個數 9、5、3、8、1進行排序的過程:第 1回排序的過程如下，一共進行 4 次比較，每次較大的數向下移動，第 1回排序結束后最大數9移動到最下面的位置，如圖 3-1-4 所示。6、9的位置確定后，接下來對 5，3，8，1再進行排序，以此類推，各回排序的結果如圖 3-1-5 所示。第1回排序確定9的位置，第2回確定8的位置，第3回確定5的位置，第4回確定3的位置，還剩下1個數，不需要再排序，排序結束。 07 知識拓展 1、冒泡排序動圖。2、我們還有哪些算法的手段。3、什么是貪心算法？4、我們要如何寫一個好的算法？ 學生之間互相討論在我們日常生活中如何對算法排序等問題進行分析。 學生通過觀看課件和聽老師講解，以及簡單的看老師如何畫算法分析圖學生實際操作，完成老師要求的代碼。學生自行運行自己的程序，測試程序是否有錯誤，有錯誤修改錯誤。學生通過觀看視頻和自我思考我們生活中如何運用算法和創建算法 幫助學生積極融入課堂，提高學生學習積極性。 學生通過邊看邊聽的形式了解算法設計原理、算法形成過程。 幫助學生實現對于if...else理解和使用，還有對于代碼的編程能力。學生在測試中發現自己的錯誤，能夠幫助學生進一步理解代碼。讓學生通過視頻思考，進一步加深對課堂所學內容的理解。
布置作業 1、上網了解什么是算法2、上網了解日常生活中有哪些算法3、上網了解什么樣的算法才是一個好的算法 完成作業 培養學生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結 通過讓計算機猜價格課程，我們學會了計算機算法，探討了它在現代科技中的重要性和應用。算法是一系列解決問題的清晰指令，它能夠幫助計算機執行各種任務，從簡單的排序到復雜的數據分析。希望能夠繼續對算法進行深入學習。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、分析問題二、設計算法三、編寫程序四、運行、調試程序 學習、記憶及勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
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《讓計算機猜價格》
滬科版 信息技術
九年級 上
內容總覽
目錄
05
編寫程序
07
拓展延伸
運行、調試程序
06
設計算法
04
分析問題
03
教學目標
01
新知導入
02
課堂總結
08
07
板書設計
教學目標
1、信息意識：能夠理解對計算機編程在信息處理中的作用和重要性的認識。加強對信息存儲、傳輸和處理方式的理解。
2、計算思維：能夠發展計算思維能力，能夠有效地分析問題和設計解決方案
3、數字化學習與創新：能夠激發運用編程技能進行數字化學習和創新的熱情，在使用中提高代碼熟練度。
4、信息社會責任：能夠正確地使用編程技能，并培養對于數據使用和分享的負責任態度。
新知導入
在現實生活中，我們經常需要在一堆物品中找出某個特定物品，計算機中與之對應的是對數據的一種基本操作一“查找”。最基礎的查找算法是順序查找法，即依次檢驗待查找的數據，直至找到目標為止。
當然，解決同一個問題，往往可以使用不同算法。在本活動中，我們將編程實現另一種經典查找算法，并比較它與順序查找法的不同。
03、分析問題
新知講解
1、要解決的問題如下:有一件價格不高于 100 元的商品(價格為整數)，現要讓計算機猜測其實際價格每次猜測后，可以通過輸入告知計算機猜測價格與實際價格的大小關系，那么，如何用盡可能少的次數猜.為了簡化問題，我們設定本活動中涉及的待查找序中商品的實際價格 列是一個從 1 開始的連續正除了順序查找外，還可以采用二分查找法。二分整數序列，即第 n個數的值查找法也稱折半查找法，是一種效率較高的查找方法等于n。
新知講解
2、除了順序查找外，還可以采用二分查找法。二分查找法也稱折半查找法，是一種效率較高的查找方法。我們將所有可能價格按從小到大的順序排列，以中間值為界，將其余數值分為中間值前、中間值后兩個部分。 在查找時，先將中間值與目標值比對，如果相等則查找成功，如果不相等則比較中間值與目標值的大小，并判斷出目標值處于中間值前還是中間值后。將目標值所在區間再次分為中間值、中間值前和中間值后重復之前的操作，直到查找到目標值為止。
新知講解
3、中間值的選擇可按如下規則進行: 假設最低價格為 low，最高價格為 high，則取(low+high)/2 為中間值，計算結果舍去小數位。例如，設價格范圍為 1到9，實際價格為 3，則三次查找即可找出實際價格。第一次查找，取中間值 5，與目標值 3 比較，由于 5>3，可知目標值在中間值前。
新知講解
4、第二次查找，在1到4之間，取中間值 2，與目標值3 比較，由于 23，可知目標值在中間值后。
第三次查找，在 3到4之間，取中間值 3，與目標值比較，發現兩者相等，查找完成。
新知講解
提示板
5、在使用二分查找法時，所有可能價格可以按從小到大的順序排列，也可以按照從大到小的順序排列，但不能無序排列。順序查找法則沒有排序限制，我們可以將所有可能價格任意排列，之后從第一個數字開始向后驗證。
新知講解
6、針對1到 100之間的任意整數，使用二分查找法，最多需要多少次查找 使用順序查找法，最多需要多少次查找 哪種查找方法效率相對更高
答：在1到100之間的整數中使用二分查找法最多需要7次查找，這是因為每一次查找都會將待搜索范圍減半，直到找到目標數字或者搜索區間縮小到為空。
在1到100之間的整數中使用順序查找法最多需要100次查找。這是因為順序查找法需要逐個地檢查每個數字，直到找到目標數字或者搜索完整個范圍。
因此，可以看出二分查找法的效率更高，因為它的時間復雜度為O(log n)，而順序查找法的時間復雜度為O(n)。在大部分情況下，當數據量較大時，二分查找法通常比順序查找法更高效。
04、設計算法
新知講解
1、二分查找法需要多次執行相似操作，因此，可以使用循環結構。另外，每次猜測后要判斷猜測價格與實際價格的大小關系，需要使用選擇結構。如下所示，中間值用變量 mid 表示。每次查找后，將 mid 與實際價格比對，若相等則查找成功:若mid大于實際價格，則在low到mid-1間繼續查找:若mid小于實際價格則在mid+1到 high 間繼續查找。
新知講解
2、可以設置變量 i來統計查找次數，每次查找時 i加 1，查找完成后輸出實際價格的值和查找次數。算法流程圖如圖 3-1-1 所示。
05、編寫程序
新知講解
1、用 Pvthon 編寫如圖 3-1-2 所示的程序。
新知講解
2、猜到正確答案后，程序不再需要執行下一次循環。這時可以使用 break 語句，在循環條件仍然成立的情況下終止循環。
新知講解
3、嘗試畫出順序查找算法的流程圖，寫出相應程序，比較兩種查找算法的不同
不同點：在大部分情況下，當數據量較大時，二分查找法通常比順序查找法更高效。
06、運行、調試程序
新知講解
1、隨意設想一個1到 100 間的整數，運行程序，當計算機做出猜測后，告知計算機猜測結果與答案間的大小關系，重復 幾次后計算機將猜出正確答案觀察運行結果，分析程序有無錯誤。若有，嘗試解決。
新知講解
2、二分查找法要求待查找數據有序排列，但如果此條件不滿足，就需要先排序再查找。上網學習并參考“知識鏈接”，了解冒泡排序法。
冒泡排序
1、從第一個元素開始，依次比較相鄰的兩個元素，如果順序不對則交換它們。
2、繼續對每一對相鄰元素進行同樣的操作，直到最后一對元素。
3、重復以上步驟，直到沒有任何一對元素需要交換為止。
新知講解
3、算法的效率
針對同一個問題，可以采用不同的算法。雖然不同算法得出的最后結果是相同的，但它們的效率卻可能大不相同。例如，查找算法的效率取決于查找的次數。與順序查找法相比，二分查找法的效率要高得多，但二分查找法必須基于有序排列的數據。對手查找規模(數據量) 較小的無序數據，順序查找法也是一種常用的方法。
新知講解
4、排序算法一冒泡法在日常生活中，除查找外，人們還會經常對數據進行排序，如將某班學生的總成績從小到大排列。如何編程解決排序問題呢 這就需要設計比較好的算法目前，用于排序的算法有很多，它們的特點都不同。其中，冒泡法是一種經典的排序算法。冒泡法的思想是: 假設有從左到右排，列的n個數,將其從上到下排列。先從上到下依次比較相鄰的兩個數，使小的在上大的在下，那么第1回比較 n-1 次后，把最大數排到了最下面。第 2 回排序在前面的 n-1個數中進行，比較 n-2 次后把次大的數排到倒數第二位，依此類推，直到第 n-1 回排序將次小的數排到了第二位，剩下一個數不用比較，排序結束。算法的整體思路是逐次讓大的數往下沉。而讓小的數像氣泡一樣不斷向上冒，所以該算法被形象地稱為“冒泡法”。
新知講解
5、例如，下面是對5個數 9、5、3、8、1進行排序的過程:第 1回排序的過程如下，一共進行 4 次比較，每次較大的數向下移動，第 1回排序結束后最大數9移動到最下面的位置，如圖 3-1-4 所示
新知講解
6、9的位置確定后，接下來對 5，3，8，1再進行排序，以此類推，各回排序的結果如圖 3-1-5 所示:
新知講解
7、第1回排序確定9的位置，第2回確定8的位置，第3回確定5的位置，第4回確定3的位置，還剩下1個數，不需要再排序，排序結束。
07、知識拓展
知識拓展
1、冒泡排序動圖
知識拓展
2、我們還有哪些算法的手段：
①、圖算法：包括最短路徑算法（Dijkstra算法、Bellman-Ford算法）、最小生成樹算法（Prim算法、Kruskal算法）等。
②、動態規劃算法：如斐波那契數列求解、背包問題等。
③、貪心算法：如最小生成樹算法中的Prim算法和Kruskal算法。
④、字符串匹配算法：如KMP算法、Boyer-Moore算法等。
知識拓展
3、什么是貪心算法：
①、貪心算法通常適用于滿足"最優子結構"和"無后效性"兩個條件的問題。最優子結構指問題的最優解可以通過其子問題的最優解求得；無后效性指某個階段的狀態一旦確定，就不受后續決策的影響。貪心算法的優點在于簡單、高效。
知識拓展
4、我們要如何寫一個好的算法：
①、可讀性：良好的算法應該易于理解。代碼的可讀性對于維護和協作是非常重要的，因此選擇清晰易懂的變量名、注釋和代碼結構是很有必要的。
②、可擴展性：好的算法應該具備一定的通用性，能夠適應多種場景，并且便于拓展和修改。
07、課堂總結
課堂總結
通過讓計算機猜價格課程，我們學會了計算機算法，探討了它在現代科技中的重要性和應用。算法是一系列解決問題的清晰指令，它能夠幫助計算機執行各種任務，從簡單的排序到復雜的數據分析。希望能夠繼續對算法進行深入學習。
板書設計
讓計算機猜價格
一、分析問題
二、設計算法
三、編寫程序
四、運行、調試程序
課后作業
1、上網了解什么是算法
2、上網了解日常生活中有哪些算法
3、上網了解什么樣的算法才是一個好的算法
謝謝
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