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高二數(shù)學(xué)算法與程序框圖教學(xué)計(jì)劃
時(shí)間過得太快，讓人猝不及防，我們又將續(xù)寫新的詩篇，展開新的旅程，是時(shí)候認(rèn)真思考計(jì)劃該如何寫了。相信許多人會(huì)覺得計(jì)劃很難寫？下面是小編幫大家整理的高二數(shù)學(xué)算法與程序框圖教學(xué)計(jì)劃，僅供參考，大家一起來看看吧。
高二數(shù)學(xué)算法與程序框圖教學(xué)計(jì)劃1
教學(xué)要求：
掌握程序框圖的概念；
會(huì)用通用的圖形符號(hào)表示算法，掌握算法的三個(gè)基本邏輯結(jié)構(gòu)、
掌握畫程序框圖的基本規(guī)則，能正確畫出程序框圖、
通過模仿、操作、探索，經(jīng)歷通過設(shè)計(jì)程序框圖表達(dá)解決問題的過程；
學(xué)會(huì)靈活、正確地畫程序框圖、
教學(xué)重點(diǎn)：
程序框圖的基本概念、基本圖形符號(hào)和3種基本邏輯結(jié)構(gòu)、
教學(xué)難點(diǎn)：
綜合運(yùn)用框圖知識(shí)正確地畫出程序框圖
教學(xué)過程：
一、復(fù)習(xí)準(zhǔn)備：
1、寫出算法：給定一個(gè)正整數(shù)n，判定n是否偶數(shù)、
2、用二分法設(shè)計(jì)一個(gè)求方程的近似根的算法、
二、講授新課：
1、教學(xué)程序框圖的認(rèn)識(shí)：
①討論：如何形象直觀的表示算法? →圖形方法、教師給出一個(gè)流程圖(上面1題)，學(xué)生說說理解的算法步驟、
�、诙x程序框圖：程序框圖又稱流程圖，是一種用規(guī)定的圖形、指向線及文字說明來準(zhǔn)確、直觀地表示算法的圖形、
�、刍镜�'程序框和它們各自表示的功能：
程序框
名稱
功能
終端框
(起止框)
表示一個(gè)算法的起始和結(jié)束
輸入、輸出框
表示一個(gè)算法輸入和輸出的信息
處理(執(zhí)行)框
賦值、計(jì)算
判斷框
判斷一個(gè)條件是否成立
流程線
連接程序框
�、荛喿x教材P5的程序框圖、 →討論：輸入35后，框圖的運(yùn)行流程，討論：最大的I值、
2、教學(xué)算法的基本邏輯結(jié)構(gòu)：
�、儆懻摚篜5的程序框圖，感覺上可以如何大致分塊?流程再現(xiàn)出一些什么結(jié)構(gòu)特征?
→教師指出：順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、
�、谠囉靡话愕目驁D表示三種邏輯結(jié)構(gòu)、
�、鄢鍪纠�3：已知一個(gè)三角形的三邊分別為4,5,6，利用海倫公式設(shè)計(jì)一個(gè)算法，求出它的面積，并畫出算法的程序框圖、 (學(xué)生用自然語言表示算法→師生共寫程序框圖→討論：結(jié)構(gòu)特征)
④出示例4：任意給定3個(gè)正實(shí)數(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)算法，判斷分別以這3個(gè)數(shù)為三邊邊長的三角形是否存在、畫出這個(gè)算法的程序框圖、 (學(xué)生分析算法→寫出程序框圖→試驗(yàn)結(jié)果→討論結(jié)構(gòu))
�、莩鍪纠�5：設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算1+2+3+、、、+1000的值的算法，并畫出程序框圖、
(學(xué)生分析算法→寫出程序框圖→給出另一種循環(huán)結(jié)構(gòu)的框圖→對(duì)比兩種循環(huán)結(jié)構(gòu))
3、 小結(jié)：
程序框圖的基本知識(shí)；三種基本邏輯結(jié)構(gòu)；畫程序框圖要注意：流程線的前頭；判斷框后邊的流程線應(yīng)根據(jù)情況標(biāo)注"是"或"否"；循環(huán)結(jié)構(gòu)中要設(shè)計(jì)合理的計(jì)數(shù)或累加變量等、
三、鞏固練習(xí)：
練習(xí)：把復(fù)習(xí)準(zhǔn)備題②的算法寫成框圖、
四、課后作業(yè)
作業(yè)：P12 A組1、2題、
高二數(shù)學(xué)算法與程序框圖教學(xué)計(jì)劃2
【課程分析】：
在前面的兩節(jié)里，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些簡單的算法，對(duì)算法已經(jīng)有了一個(gè)初步的了解。這節(jié)課的內(nèi)容是繼續(xù)加深對(duì)算法的認(rèn)識(shí)，體會(huì)算法的思想。這節(jié)課所學(xué)習(xí)的輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)是第三節(jié)我們所要學(xué)習(xí)的四種算法案例里的第一種。學(xué)生們通過本節(jié)課對(duì)中國古代數(shù)學(xué)中的算法案例——輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)學(xué)習(xí)，體會(huì)中國古代數(shù)學(xué)對(duì)世界數(shù)學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。教學(xué)重點(diǎn)是理解輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的方法。難點(diǎn)是把輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的方法轉(zhuǎn)換成程序框圖與程序語言。
【學(xué)情分析】：
在理解最大公約數(shù)的基礎(chǔ)上去發(fā)現(xiàn)輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)中的數(shù)學(xué)規(guī)律，并能模仿已經(jīng)學(xué)過的程序框圖與算法語句設(shè)計(jì)出輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的程序框圖與算法程序。
【設(shè)計(jì)思路】
采用啟發(fā)式，并遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。這有利于學(xué)生掌握從現(xiàn)象到本質(zhì)，從已知到未知逐步形成念的學(xué)習(xí)方法，有利于發(fā)展學(xué)生抽象思維能力和邏輯推理能力。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(1)理解輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理，并能根據(jù)這些原理進(jìn)行算法分析。
(2)基本能根據(jù)算法語句與程序框圖的知識(shí)設(shè)計(jì)完整的程序框圖并寫出算法程序。
(3)領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)算法與計(jì)算機(jī)處理的結(jié)合方式，初步掌握把數(shù)學(xué)算法轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)語言的一般步驟。
【教學(xué)流程】
一、創(chuàng)設(shè)情景，揭示課題
1、教師首先提出問題：在初中，我們已經(jīng)學(xué)過求最大公約數(shù)的知識(shí)，你能求出18與30的公約數(shù)嗎?
2、接著教師進(jìn)一步提出問題，我們都是利用找公約數(shù)的方法來求最大公約數(shù)，如果公約數(shù)比較大而且根據(jù)我們的觀察又不能得到一些公約數(shù)，我們又應(yīng)該怎樣求它們的最大公約數(shù)?比如求8251與6105的最大公約數(shù)?這就是我們這一堂課所要探討的內(nèi)容。
二、研探新知，發(fā)現(xiàn)規(guī)律
1、輾轉(zhuǎn)相除法
例1求兩個(gè)正數(shù)8251和6105的最大公約數(shù)。
解：8251=6105×1+2146
顯然8251的最大公約數(shù)也必是2146的約數(shù)，同樣6105與2146的公約數(shù)也必是8251的約數(shù)，所以8251與6105的最大公約數(shù)也是6105與2146的最大公約數(shù)。
6105=2146×2+1813 2146=1813×1+333
1813=333×5+148 333=148×2+37
148=37×4+0
則37為8251與6105的"最大公約數(shù)。
以上我們求最大公約數(shù)的方法就是輾轉(zhuǎn)相除法。也叫歐幾里德算法，它是由歐幾里德在公元前300年左右首先提出的。利用輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù)的步驟如下：
第一步：用較大的.數(shù)m除以較小的數(shù)n得到一個(gè)商q0和一個(gè)余數(shù)r0；
第二步：若r0=0，則n為m，n的最大公約數(shù)；若r0≠0，則用除數(shù)n除以余數(shù)r0得到一個(gè)商q1和一個(gè)余數(shù)r1；
第三步：若r1=0，則r1為m，n的最大公約數(shù)；若r1≠0，則用除數(shù)r0除以余數(shù)r1得到一個(gè)商q2和一個(gè)余數(shù)r2；
依次計(jì)算直至rn=0，此時(shí)所得到的rn-1即為所求的最大公約數(shù)。
(1)輾轉(zhuǎn)相除法的程序框圖及程序
程序框圖：(略)
程序：(當(dāng)循環(huán)結(jié)構(gòu))直到型結(jié)構(gòu)見書37面。
INPUT “m=”；m
INPUT “n=”；n
IF m
m=n
n=x
END IF
r=m MOD n
WHILE r<>0
r=m MOD n
m=n
n=r
WEND
PRINT m
END
練習(xí)：利用輾轉(zhuǎn)相除法求兩數(shù)4081與20723的最大公約數(shù)(答案：53)
2、更相減損術(shù)
我國早期也有解決求最大公約數(shù)問題的算法，就是更相減損術(shù)。
更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的步驟如下：可半者半之，不可半者，副置分母·子之?dāng)?shù)，以少減多，更相減損，求其等也，以等數(shù)約之。
翻譯出來為：
第一步：任意給出兩個(gè)正數(shù)；判斷它們是否都是偶數(shù)。若是，用2約簡；若不是，執(zhí)行第二步。第二步：以較大的數(shù)減去較小的數(shù)，接著把較小的數(shù)與所得的差比較，并以大數(shù)減小數(shù)。繼續(xù)這個(gè)操作，直到所得的數(shù)相等為止，則這個(gè)數(shù)(等數(shù))就是所求的最大公約數(shù)。
例2用更相減損術(shù)求98與63的最大公約數(shù)、
解：由于63不是偶數(shù)，把98和63以大數(shù)減小數(shù)，并輾轉(zhuǎn)相減，即：98-63=35
63-35=28
35-28=7
28-7=21
21-7=14
14-7=7
所以，98與63的最大公約數(shù)是7。
練習(xí)：用更相減損術(shù)求兩個(gè)正數(shù)84與72的最大公約數(shù)。(答案：12)
三、對(duì)比歸納，得出結(jié)論
3、比較輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的區(qū)別
(1)都是求最大公約數(shù)的方法，計(jì)算上輾轉(zhuǎn)相除法以除法為主，更相減損術(shù)以減法為主，計(jì)算次數(shù)上輾轉(zhuǎn)相除法計(jì)算次數(shù)相對(duì)較少，特別當(dāng)兩個(gè)數(shù)字大小區(qū)別較大時(shí)計(jì)算次數(shù)的區(qū)別較明顯。
(2)從結(jié)果體現(xiàn)形式來看，輾轉(zhuǎn)相除法體現(xiàn)結(jié)果是以相除余數(shù)為0則得到，而更相減損術(shù)則以減數(shù)與差相等而得到
高二數(shù)學(xué)算法與程序框圖教學(xué)計(jì)劃3
教學(xué)目標(biāo)：
1、知識(shí)與技能
(1)了解算法的含義，體會(huì)算法的思想;
(2)能夠用自然語言敘述算法;
(3)掌握正確的算法應(yīng)滿足的要求;
(4)會(huì)寫出解線性方程(組)的算法;
(5)會(huì)寫出一個(gè)求有限整數(shù)序列中的最大值的算法.
2、過程與方法
(1)通過求解二元一次方程組，體會(huì)解方程的一般性步驟，從而得到一個(gè)解二元一次方程組的步驟，這些步驟就是算法，不同的問題有不同的算法;
(2)同一個(gè)問題也可能有多個(gè)算法，能模仿求解二元一次方程組的步驟，寫出一個(gè)求有限整數(shù)序列中的最大值的算法.
3、情感與價(jià)值觀
通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，對(duì)計(jì)算機(jī)的算法語言有一個(gè)基本的了解;明確算法的要求，認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)是人類征服自然的一個(gè)有力工具，進(jìn)一步提高探索、認(rèn)識(shí)世界的能力.
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
重點(diǎn)：算法的含義，解二元一次方程組、判斷一個(gè)數(shù)為質(zhì)數(shù)和利用“二分法”求方程近似解的算法設(shè)計(jì).
難點(diǎn)：把自然語言轉(zhuǎn)化為算法語言.
教學(xué)過程：
(一)創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入課題
問題1：把大象放入冰箱分幾步？
第一步：把冰箱門打開;
第二步：把大象放進(jìn)冰箱;
第三步：把冰箱門關(guān)上.
問題2：指出在家中燒開水的過程分幾步？(略)
問題3：如何求一元二次方程 的解？
第一步：計(jì)算 ;
第二步：如果 ，
如果 ，方程無解
第三步：下結(jié)論.輸出方程的根或無解的信息.
注意：在以上三個(gè)問題的求解過程中，老師要緊扣算法定義，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)，反復(fù)強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生體會(huì)以下幾點(diǎn)：
①有窮性：步驟是有限的，它應(yīng)在有限步操作之后停止，而不能是無限地執(zhí)行下去。
�、诖_定性：每一步應(yīng)該是確定的并且能有效地執(zhí)行且得到確定的結(jié)果，而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可的。
�、圻壿嬓裕簭某跏疾襟E開始，分為若干個(gè)明確的步驟，前一步是后一步的前提，只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步，并且每一步都準(zhǔn)確無誤，才能完成問題。
�、懿晃ㄒ恍裕呵蠼饽骋粋�(gè)問題的算法不一定只有唯一的一個(gè)，可以有不同的算法。
�、萜毡樾裕汉芏嗑唧w的問題，都可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決。
注：其他還有輸入性、輸出性等特征，結(jié)論不固定.
提問：算法是如何定義?
(二)師生互動(dòng)、講解新課
x-2y=-1 ①
回顧(課本P2內(nèi)容)： 寫出解二元一次方程組 2x y=1 ② 的算法.
解：第一步，②×2 ①，得5x=1;③
第二步，解③，得x= ;
第三步，②-①×2得5y=3;④
第四步，解④ ，得y= ;
第五步，得到方程組的解為 x= ;y= 。
思考1：你能寫出求解一般的二元一次方程組的步驟嗎?
上題的算法是由加減消元法求解的`，這個(gè)算法也適合一般的二元一次方程組的解法
對(duì)于一般的二元一次方程組 可以寫出類似的求解步驟：
第一步，①×b2-②×b1，得 ;③
第二步，解③，得 .
第三步，②×a1-①×a2，得 ;④
第四步，解④，得 ;
第五步，得到方程組的解為
�。ǜ咚瓜シǎ�
思考2：根據(jù)上述分析，用加減消元法解二元一次方程組，可以分為五個(gè)步驟進(jìn)行，這五個(gè)步驟就構(gòu)成了解二元一次方程組的一個(gè)“算法”.我們?cè)俑鶕?jù)這一算法編制計(jì)算機(jī)程序，就可以讓計(jì)算機(jī)來解二元一次方程組.那么解二元一次方程組的算法包括哪些內(nèi)容?
思考3:一般地，算法是由按照一定規(guī)則解決某一類問題的基本步驟組成的.
你認(rèn)為：
(1)這些步驟的個(gè)數(shù)是有限的還是無限的?
(2)每個(gè)步驟是否有明確的計(jì)算任務(wù)?
總結(jié)：在數(shù)學(xué)中，按照一定規(guī)則解決某一類問題的明確和有限的步驟稱為算法.
算法(algorithm)一詞出現(xiàn)于12世紀(jì)，源于算術(shù)(algorism)，即算術(shù)方法.指的是用阿拉伯?dāng)?shù)字進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的過程.在數(shù)學(xué)中，算法通常是指按照一定的規(guī)則解決某一類問題的明確的和有限的步驟.現(xiàn)在，算法通常可以編成計(jì)算機(jī)程序，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行并解決問題.后來，人們把它推廣到一般，把進(jìn)行某一工作的方法和步驟稱為算法.
廣義地說，算法就是做某一件事的步驟或程序.菜譜是做菜肴的算法，洗衣機(jī)的使用說明書是操作洗衣機(jī)的算
法，歌譜是一首歌曲的算法.在數(shù)學(xué)中，主要研究計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的算法，即按照某種機(jī)械程序步驟一定可以得到結(jié)果的解決問題的程序.比如解方程的算法、函數(shù)求值的算法、作圖的算法，等等.
(三)例題剖析，鞏固提高
例1(課本P3例1):如果讓計(jì)算機(jī)判斷7是否為質(zhì)數(shù)，如何設(shè)計(jì)算法步驟?
算法：
第一步，用2除7，得到余數(shù)1,所以2不能整除7.
第二步，用3除7，得到余數(shù)1,所以3不能整除7.
第三步，用4除7，得到余數(shù)3,所以4不能整除7.
第四步，用5除7，得到余數(shù)2,所以5不能整除7.
第五步，用6除7，得到余數(shù)1,所以6不能整除7.
因此，7是質(zhì)數(shù).
課堂練習(xí)1：
整數(shù)89是否為質(zhì)數(shù)?如果讓計(jì)算機(jī)判斷89是否為質(zhì)數(shù)，按照上述算法需要設(shè)計(jì)多少個(gè)步驟?
思考4:用2～88逐一去除89求余數(shù)，需要87個(gè)步驟，這些步驟基本是重復(fù)操作，我們可以按下面的思路改進(jìn)這個(gè)算法，減少算法的步驟.
(1)用i表示2～88中的任意一個(gè)整數(shù)，并從2開始取數(shù);
(2)用i除89，得到余數(shù)r. 若r=0，則89不是質(zhì)數(shù);若r≠0，將i用i 1替代，再執(zhí)行同樣的操作;
(3)這個(gè)操作一直進(jìn)行到i取88為止.
你能按照這個(gè)思路，設(shè)計(jì)一個(gè)“判斷89是否為質(zhì)數(shù)”的算法步驟嗎?
算法設(shè)計(jì):
第一步，令i=2;
第二步，用i除89，得到余數(shù)r;
第三步，若r=0，則89不是質(zhì)數(shù)，結(jié)束算法;若r≠0，將i用i 1替代;
第四步，判斷“i>88”是否成立?若是，則89是質(zhì)
數(shù)，結(jié)束算法;否則，返回第二步.
探究:一般地，判斷一個(gè)大于2的整數(shù)是否為質(zhì)數(shù)的算法步驟如何設(shè)計(jì)?
在中央電視臺(tái)幸運(yùn)52節(jié)目中,有一個(gè)猜商品價(jià)格的環(huán)節(jié),竟猜者如在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)大體猜出某種商品的價(jià)格,就可獲得該件商品.現(xiàn)有一商品,價(jià)格在0~8000元之間,采取怎樣的策略才能在較短的時(shí)間內(nèi)說出比較接近的答案呢?
例2、一群小兔一群雞，兩群合到一群里，要數(shù)腿共48，要數(shù)腦袋整17，多少只小兔多少只雞?
算法1：S1 首先計(jì)算沒有小兔時(shí)，小雞的數(shù)為：17只，腿的總數(shù)為34條。
S2 再確定每多一只小兔、減少一只小雞增加的腿數(shù)2條。
S3 再根據(jù)缺的腿的條數(shù)確定小兔的數(shù)量： (48-34)/2=7只
S4 最后確定小雞的數(shù)量：17-7=10只.
算法2：S1 首先設(shè) 只小雞， 只小兔。
S2 再列方程組為：
S3 解方程組得：
S4 指出小雞10只，小兔7只。
算法3：S1 首先設(shè) 只小雞，則有 只小兔
S2 列方程
S3 解方程得 ，則
S4 指出小雞10只，小兔7只.
算法4：S1 “請(qǐng)一名馴獸師”所有小雞抬一條腿，所有小兔抬兩條腿
S2 有小兔 只
S3 有小雞 只
S4 指出小雞10只，小兔7只.
算法5：S1 有小兔 只
S2 有小雞 只
二分法：
對(duì)于區(qū)間[a,b ]上連續(xù)不斷，且f(a)f(b)<0的函數(shù)y=f(x),通過不斷地把函數(shù)f(x)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二，使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn)，而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法.
例3(課本P4例2)：寫
出用“二分法”求方程 的近似解的算法.
算法分析：
令f(x)= ，則方程 的解就是函數(shù)f(x)的零點(diǎn).
第一步，令f(x)= ，給定精確度d.
第二步，確定區(qū)間[a，b]，滿足f(a)·f(b)<0.
第三步，取區(qū)間中點(diǎn) .
第四步，若f(a)·f(m)<0,則含零點(diǎn)的區(qū)間為[a,m],否則，含零點(diǎn)的區(qū)間為[m，b].
將新得到的含零點(diǎn)的區(qū)間仍記為[a,b];
第五步，判斷[a,b]的長度是否小于d或f(m)是否等于0.若是，則m是方程的近似解;否則，返回第三步.
(四)課堂小結(jié)，鞏固反思
1、算法的主要特點(diǎn)：
(1)有限性：一個(gè)算法在執(zhí)行有限步后必須結(jié)束;
(2)確切性：算法的每一個(gè)步驟和次序必須是確定的;
(3)輸入：一個(gè)算法有0個(gè)或多個(gè)輸入，以刻劃運(yùn)算對(duì)象的初始條件.所謂0個(gè)輸入是指算法本身定出了初始條件.
(4)輸出：一個(gè)算法有1個(gè)或多個(gè)輸出，以反映對(duì)輸入數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果.沒有輸出的算法是毫無意義的.
2、計(jì)算機(jī)解決任何問題都要依賴算法，算法是建立在解法基礎(chǔ)上的操作過程，算法不一定要有運(yùn)算結(jié)果.設(shè)計(jì)一個(gè)解決某類問題的算法的核心內(nèi)容是將解決問題的過程分解為若干個(gè)明確的步驟，即算法，它沒有一個(gè)固定的模式，但有以下幾個(gè)基本要求：
(1)符合運(yùn)算規(guī)則，計(jì)算機(jī)能操作;
(2)每個(gè)步驟都有一個(gè)明確的計(jì)算任務(wù);
(3)對(duì)重復(fù)操作步驟作返回處理;
(4)步驟個(gè)數(shù)盡可能少;
(5)每個(gè)步驟的語言描述要準(zhǔn)確、簡明.
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