高中信息技術(shù)必修一第三單元項目七《用計算機(jī)計算圓周率設(shè)計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法》教案

【滬科版（2019）】高中信息技術(shù)必修一第三單元項目七《用計算機(jī)計算圓周率——設(shè)計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法》教案一、課標(biāo)要求及設(shè)計依據(jù)根據(jù)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)2017年版》(2020年修訂)，本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，特別是計算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。學(xué)生應(yīng)理解算法的概念，掌握設(shè)計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法的方法，并能夠通過編程實現(xiàn)算法解決實際問題。二、教材分析本課選自《數(shù)據(jù)與計算》第三單元項目七，教材通過計算圓周率的具體案例，介紹了數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的基本概念和方法。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何利用計算機(jī)編程實現(xiàn)數(shù)值數(shù)據(jù)的計算，特別是掌握計算圓周率的兩種經(jīng)典算法：蒙特卡洛方法和阿基米德法。三、學(xué)情分析高一年級學(xué)生已具備基礎(chǔ)的信息技術(shù)知識和一定的編程基礎(chǔ)，但對于設(shè)計數(shù)值數(shù)據(jù)算法可能還不夠熟悉。學(xué)生對利用計算機(jī)解決數(shù)學(xué)問題表現(xiàn)出較高的興趣，但需要引導(dǎo)他們?nèi)绾螌?shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為編程問題，并設(shè)計出有效的算法。四、教學(xué)目標(biāo)及核心素養(yǎng)目標(biāo)三維目標(biāo)：知識與技能：

學(xué)生能夠理解數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的基本概念，掌握計算圓周率的基本方法。過程與方法：

學(xué)生能夠通過實踐活動，學(xué)會如何分析問題，設(shè)計算法，并用程序?qū)崿F(xiàn)算法。情感態(tài)度與價值觀：

學(xué)生能夠認(rèn)識到算法在解決數(shù)學(xué)問題中的應(yīng)用價值，培養(yǎng)對算法設(shè)計的興趣和積極態(tài)度。核心素養(yǎng)目標(biāo)：信息意識：

學(xué)生能夠意識到算法在信息社會中的重要作用。計算思維：

學(xué)生能夠運用計算思維分析問題，設(shè)計解決問題的算法。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：

學(xué)生能夠在數(shù)字化環(huán)境中自主學(xué)習(xí)，創(chuàng)新性地應(yīng)用算法知識。信息社會責(zé)任：

學(xué)生能夠理解算法對信息安全和隱私保護(hù)的影響，承擔(dān)起相應(yīng)的社會責(zé)任。五、教學(xué)重難點教學(xué)重點：數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的基本方法。計算圓周率的兩種經(jīng)典算法：蒙特卡洛方法和阿基米德法。教學(xué)難點：算法設(shè)計的思維轉(zhuǎn)換，將數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為編程問題。算法的優(yōu)化和程序的高效實現(xiàn)。六、教學(xué)策略本課程將采用講授法、案例分析法、任務(wù)驅(qū)動法和小組合作學(xué)習(xí)法相結(jié)合的教學(xué)策略。通過具體案例引入數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的概念，引導(dǎo)學(xué)生通過任務(wù)驅(qū)動的方式參與到算法設(shè)計的實踐中，并通過小組合作學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作。七、教學(xué)過程(一)導(dǎo)入新課（5分鐘）教師行為：展示圓周率在數(shù)學(xué)和科學(xué)中應(yīng)用的實例，引起學(xué)生興趣。簡要介紹圓周率的歷史和計算圓周率的重要性。學(xué)生行為：觀察實例，思考圓周率的應(yīng)用場景。聆聽教師介紹，了解圓周率的歷史背景。設(shè)計目的：激發(fā)學(xué)生興趣，為學(xué)習(xí)數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計打下基礎(chǔ)。(二)概念講解（10分鐘）教師行為：詳細(xì)解釋數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的基本概念，闡述算法設(shè)計的重要性。通過實例展示蒙特卡洛方法和阿基米德法的基本原理。學(xué)生行為：認(rèn)真聽講，記錄關(guān)鍵概念和原理。提問和參與討論，加深對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的理解。設(shè)計目的：確保學(xué)生對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計有一個清晰的認(rèn)識。(三)案例分析（5分鐘）教師行為：展示計算圓周率的程序設(shè)計案例，分析案例中的算法設(shè)計方法。引導(dǎo)學(xué)生思考如何將數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化為可編程的算法。學(xué)生行為：觀察案例，理解算法在計算圓周率中的應(yīng)用。分析討論，嘗試將數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化為算法。設(shè)計目的：通過案例加深學(xué)生對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計具體應(yīng)用的理解。(四)分組任務(wù)（10分鐘）教師行為：將學(xué)生分成小組，分配設(shè)計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法的任務(wù)。提供指導(dǎo)和幫助，確保學(xué)生明確任務(wù)要求。學(xué)生行為：小組成員協(xié)作，根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計算法。明確任務(wù)要求，準(zhǔn)備實踐活動。設(shè)計目的：培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和實踐操作能力。(五)實踐活動（5分鐘）教師行為：監(jiān)督學(xué)生實踐活動，提供必要的指導(dǎo)和幫助。鼓勵學(xué)生積極思考，創(chuàng)新性地完成算法設(shè)計任務(wù)。學(xué)生行為：根據(jù)設(shè)計好的算法進(jìn)行程序編寫，分析程序。運用所學(xué)知識進(jìn)行算法設(shè)計，提出優(yōu)化建議。設(shè)計目的：讓學(xué)生親身體驗數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計的全過程，提高實際操作能力。(六)分組展示（5分鐘）教師行為：邀請各小組展示他們的算法設(shè)計成果和程序代碼。對展示成果進(jìn)行點評，提供建設(shè)性的反饋。學(xué)生行為：展示自己的算法設(shè)計成果和程序代碼，分享學(xué)習(xí)體會。聽取教師和同學(xué)的反饋，進(jìn)行反思。設(shè)計目的：鞏固學(xué)生對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計知識的掌握，提高他們的表達(dá)和溝通能力。(七)總結(jié)提升（5分鐘）教師行為：總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)算法設(shè)計在解決問題中的重要性。引導(dǎo)學(xué)生思考算法設(shè)計在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生行為：回顧本節(jié)課學(xué)到的知識，思考其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。參與討論，提出自己的見解和疑問。設(shè)計目的：鞏固學(xué)生的知識，拓展他們的思維。(八)布置作業(yè)（5分鐘）教師行為：布置相關(guān)的課后作業(yè)，要求學(xué)生獨立完成一項數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計任務(wù)。提供額外的學(xué)習(xí)資源，鼓勵學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。學(xué)生行為：記錄作業(yè)要求，計劃課后學(xué)習(xí)。利用額外的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。設(shè)計目的：鞏固課堂學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。八、板書設(shè)計《用計算機(jī)計算圓周率——設(shè)計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法》1.數(shù)值數(shù)據(jù)算法設(shè)計概念2.蒙特卡洛方法原理3.阿基米德法原理4.算法設(shè)計案例分析5.實踐活動：算法設(shè)計與程序?qū)崿F(xiàn)九、教學(xué)評價（教師課后根據(jù)上課實際情況自行填寫:教學(xué)評價將綜合