高中數(shù)學《輸入、輸出語句和賦值語句》教學設(shè)計素材新課標A版必修3
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1、 《輸入、輸出語句和賦值語句》教學設(shè)計 1 內(nèi)容和內(nèi)容解析 算法的定義中有這樣一段話:“現(xiàn)在,算法通常可以編成計算機程序,讓計算機執(zhí)行并解決問題”,可見,要完整地認識算法,就必須學習算法程序,而算法程序是由基本算法語句組成的,因此學習基本算法語句是編寫算法程序的基礎(chǔ). 換個角度說:計算機已經(jīng)成為人們?nèi)粘I詈凸ぷ鞑豢扇鄙俚墓ぞ?,它解決任何問題都要依賴算法.前面已經(jīng)學習了用自然語言和程序框圖來表示算法,但這些表示計算機是無法“理解”的.為了使算法在計算機上實現(xiàn),還需將自然語言和程序框圖轉(zhuǎn)變成計算機能夠理解的程序語言.可以說,用算法語句描述算法是用計算機解決問題的前提條件. 程序語言
2、的種類很多,但各種程序語言中基本上都包含了輸入語句、輸出語句、賦值語句、條件語句和循環(huán)語句5種基本的算法語句,而且形式都是相似的.算法都存在著基本邏輯結(jié)構(gòu),而掌握了以上5種基本算法語句,就足以表示順序、條件和循環(huán)結(jié)構(gòu),編寫出算法的程序.這是為什么基本算法語句只選五種的原因.同時,只用五種基本算法語句編寫程序,必須分析算法的基本邏輯結(jié)構(gòu),這對培養(yǎng)邏輯思維能力十分有利. 5種基本算法語句與3種基本邏輯結(jié)構(gòu)之間存在著對應.輸入、輸出語句和賦值語句基本上對應算法中的順序結(jié)構(gòu).本節(jié)課緊接著《程序框圖與算法的基本邏輯結(jié)構(gòu)》之后,學習的內(nèi)容是用于表達順序結(jié)構(gòu)的基本語句.教學的重點在于:通過實例,使學生理解
3、輸入、輸出語句和賦值語句的含義、格式和用法,能把僅有順序結(jié)構(gòu)的簡單算法用程序表示,同時,進一步體會算法的基本思想. 本節(jié)學習的是3種計算機能“理解”基本語句,對學生而言是首次接觸的語言,也是后續(xù)學習的基礎(chǔ),良好的開端將會是成功的一半. 2 目標和目標解析 通過本節(jié)內(nèi)容的學習,要求學生能正確理解輸入、輸出語句和賦值語句的含義、格式和用法,能把僅有順序結(jié)構(gòu)的簡單算法用程序表示,同時,進一步體會算法的基本思想.具體目標解析如下: (1)理解引入基本算法語句的必要性,了解5種基本算法語句的名稱. (2)結(jié)合具體的問題,理解輸入、輸出語句和賦值語句與程序框圖、邏輯結(jié)構(gòu)3者之間的對應關(guān)系.借
4、助簡單算法,正確理解輸入、輸出語句和賦值語句的結(jié)構(gòu). (3)能夠通過模仿,將僅有順序結(jié)構(gòu)的程序框圖轉(zhuǎn)換為程序,會寫一些簡單的程序,進行3種語句的簡單運用. (4)能閱讀簡單程序,分析運行結(jié)果,促進對語句的認識與理解. (5)經(jīng)歷分析算法步驟,畫出程序框圖,寫出程序的過程,促進理解3種基本算法語句,進一步體會算法的基本思想.發(fā)展學生有條理的思考、表達的能力,培養(yǎng)邏輯思維能力. 3 教學問題診斷分析 算法基本語句對于學生而言,是一個全新的概念.通過前面的學習,學生已經(jīng)了解了算法的含義,學習了用自然語言和程序框圖表示算法的方法,知道了算法的3種基本的邏輯結(jié)構(gòu).學生對算法有了初步了解后,如
5、何將算法在計算機上加以實現(xiàn)的問題也變得更加迫切.基本算法語句的出現(xiàn)在時機上恰到好處,暗合了學生心中的疑問.同時,學生對幾個基本的程序框圖的符號和功能的了解將有助于本節(jié)內(nèi)容的學習. 因為算法語句是計算機語言,也是學生第一次遇到的概念,沒有基礎(chǔ)依托,會找不到思考方向,因此,在將“輸入、輸出語句和賦值語句”的名稱與程序框圖表達對應起來時,學生會有困難;又因為缺乏足夠的時間和上機操作的機會,因此,即使有了語句與框圖的對應后,學生也會在將具體的程序語句抽象為一般格式時產(chǎn)生困難,因而不能充分理解3種基本算法語句的作用和用法,特別是對于類似“x=x+1”的賦值語句,學生會存在疑惑.由于上面2個原因,教學的
6、難點會發(fā)生在將具體問題的程序框圖轉(zhuǎn)換為程序語句的過程中. 當然,企圖一節(jié)課就徹底解決所有問題是不現(xiàn)實的,需要隨著條件語句、循環(huán)語句的后續(xù)學習逐步加深理解.同時,也決定本節(jié)課的教學,在概念出現(xiàn)前,要設(shè)置“緩沖”,給學生提供思考機會,能讓他們先感知困惑所在,先有自己的見解,而后教師進行講解. 4 教學支持條件分析 為有效實現(xiàn)教學目標需要使用一種語言,如QBASIC程序演示、驗證編寫好的程序或利用圖形計算器讓學生直接上機操作,從而體會3種語句的格式、作用和用法,可以結(jié)合QBASIC的演示,把該程序的使用方式介紹給學生,以便學生進行自主學習. 5 教學過程設(shè)計 5.1 課題引入設(shè)計
7、 為了使課題的提出更加自然和順理成章,教師可以從以下2個方面進行引導: 5.1.1 為什么要學習本節(jié)課內(nèi)容 計算機已經(jīng)成為人們?nèi)粘I詈凸ぷ鞑豢扇鄙俚墓ぞ?“計算機解決任何問題都要依賴算法”,計算機解決問題的過程就是一個對算法的執(zhí)行過程,但這個算法必須是用計算機能夠理解的語言描述.目前,我們會用自然語言或程序框圖描述算法,也能看懂它們,但計算機卻無法“看得懂,聽得見”,因此,需要將自然語言或程序框圖翻譯成計算機程序語言,需要學習基本算法語句. 5.1.2 本節(jié)要學習什么 不管是用自然語言描述算法,還是用程序框圖或程序設(shè)計語言表示算法,都是對算法形式化的表示,寫出算法不等于實現(xiàn)了算法
8、.將算法用程序設(shè)計語言翻譯成計算機程序在計算機上運行,就是對算法的一種實現(xiàn),算法也因此變得更有生命力. 程序設(shè)計語言有很多種,如BASIC,F(xiàn)oxbase,C語言,C++,Visual Basic等.為了實現(xiàn)算法中的3種基本的邏輯結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu),各種程序設(shè)計語言中都包含下列基本算法語句:輸入語句、輸出語句、賦值語句、條件語句和循環(huán)語句. 這就是這一節(jié)所要研究的主要內(nèi)容——基本算法語句. 本節(jié)課,我們先學習輸入、輸出語句和賦值語句. 5.2 問題鏈設(shè)計 情境1 用描點法作函數(shù)y=x3+3x2-24x+30的圖像時,需要求出自變量與函數(shù)的一組對應值.編
9、寫程序,分別計算當x=-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5時的函數(shù)值. 問題1 請寫出算法步驟,畫出程序框圖. 設(shè)計意圖 通過具體問題的解決復習所學知識,診斷學生的掌握情況,明白“算法步驟”和“程序框圖”是算法的2種表達形式.同時,為算法的程序表示和建立3者的對應關(guān)系作好鋪墊. 師生活動 給出情境問題,讓學生自己寫出算法步驟和程序框圖. 問題2 為了在計算機上實現(xiàn)算法,將程序框圖中的內(nèi)容翻譯為相應的算法語句,就得到以下程序: INPUT"x=";x LETy=x^3+3*x^2-24*x+30 PRINT"y=";y END 你能根
10、據(jù)英文“INPUT”、“LET”和“PRINT”的中文意思,猜測程序中哪些是輸入語句、輸出語句和賦值語句嗎? 設(shè)計意圖 基本語句作為完全陌生的內(nèi)容,學生很難找到思考的方向.從英文“INPUT”、“LET”和“PRINT”的中文意思出發(fā),一方面,降低了問題的難度,切合學生的思維,避免了先入為主的介紹性講學;另一方面,使問題有了內(nèi)在的“邏輯”聯(lián)系,讓學生覺得有跡可尋、有據(jù)可依,在思維上起到了自然的順應過程. 師生活動 學生思考后,教師調(diào)用課前準備好的程序,演示運行結(jié)果,學生可以先不深究該程序是如何得來的. 問題3 輸入、輸出語句和賦值語句與程序框圖之間存在怎樣的對應關(guān)系?它們基本上對應
11、于算法中的哪種邏輯結(jié)構(gòu)? 設(shè)計意圖 通過問題的解決,理解輸入、輸出語句和賦值語句的含義(輸入、輸出信息,給變量賦值),體會算法語句與程序框圖之間的對應關(guān)系,為兩者之間的轉(zhuǎn)化打好基礎(chǔ). 師生活動 教師同時向?qū)W生展示問題1中的算法步驟、程序框圖以及問題2中的程序,在前2問的基礎(chǔ)上學生比較容易得到正確結(jié)論. 問題4 每一種算法語句都有比較固定的格式,觀察問題2中的程序,你認為輸入語句的一般格式是怎樣的呢?你能通過計算機驗證你的結(jié)論嗎? 設(shè)計意圖 此時學生只有比較直觀的感覺,所以不要求學生有準確的描述,應側(cè)重于操作、驗證、討論,最終得到并理解輸入語句的一般格式:INPUT "提示內(nèi)容"
12、;變量.強調(diào)動手操作,通過切身體驗使學生經(jīng)歷從感性認知到理性認知的過程.如果條件不允許,教師可以自己驗證演示或者直接對學生的直觀猜測進行評價、糾正,然后對知識進行講授教學. 師生活動 教師提出問題,并對問題進行分解,逐步引導學生去探究、討論、尋找正確的結(jié)果.在教學中,教師可以從以下幾個方面對問題進行解析: (1)輸入語句中的“"x=";”可以省略嗎?(可以) (2)“"x=";”的作用是什么?(提示用戶輸入什么樣的信息,即“提示內(nèi)容”) (3)“提示內(nèi)容”與變量之間的分號“;”可以省略嗎?(不可以) (4)給多個變量賦值時,各“提示內(nèi)容”之間以及各變量之間必須用逗號“,”隔開.
13、在教學時,通過教師的引導,最好讓學生自己對以上幾個方面進行上機操作、驗證,加強對基本算法語句的體會和模仿能力. 問題5 根據(jù)問題4,你認為輸出語句的一般格式是怎樣的呢?你能通過計算機驗證你的結(jié)論嗎? 設(shè)計意圖 得到并理解輸出語句的一般格式:PRINT "提示內(nèi)容";表達式. 師生活動 教師引導學生對原先程序中的輸入、輸出語句進行比較,也可以仿照問題4,對問題進行分解、驗證.在問題4的基礎(chǔ)上,學生可能會得到“PRINT "提示內(nèi)容";變量”的結(jié)果,教師可以將所給程序中的第2行和第3行合并為:“PRINT "y="; x^3+3*x^2-24*x+30”加以運行,進行說明,也可以采用
14、講授法教學. 問題6 將課本中圖1.1-7中輸入、輸出框的內(nèi)容分別用輸入、輸出語句表示出來. 設(shè)計意圖 理解輸入、輸出語句的含義及其寫法,將程序框圖的局部轉(zhuǎn)換為程序,為解決教學難點找到突破口. 師生活動 學生書寫,教師對出現(xiàn)的問題進行糾正. 問題7 所給程序的賦值語句中“LET”可以省略嗎?你認為賦值語句的一般格式是怎樣的呢? 設(shè)計意圖 探究賦值語句的寫法與一般格式. 師生活動 從已知程序中的賦值語句本身的形式出發(fā),幫助學生導出賦值語句的一般格式:變量=表達式,并對賦值號以及賦值語句作用作說明:先計算出賦值號右邊表達式的值,然后把這個值賦給賦值號左邊的變量,使該變量的值
15、等于表達式的值. 問題8 “3=X”是賦值語句嗎? 設(shè)計意圖 概念辨析.進一步體會賦值語句的作用和書寫格式. 師生活動 向?qū)W生說明,賦值號左邊只能是變量名字,而不能是表達式. 問題9 下面的程序中輸出的A的值是多少?賦值語句“A=A+15”的含義是什么?它在數(shù)學中成立嗎? A=10 A=A+15 PRINT A END 設(shè)計意圖 說明這里的語句“A=A+15”是語句“LETA=A+15”的縮寫,此時的“=”是賦值而不是相等,即表示用右邊的量替代左邊的量.因為有了“=”賦值的含義,語句中才可以省略“LET”. 問題10 “A=B”與“B=A”的含義
16、和運行結(jié)果一樣嗎? 設(shè)計意圖 對于類似“x=x+1”的賦值語句,學生往往很難理解.如果將這個式子看成代數(shù)式,顯然是不成立的.要讓學生真正理解賦值的含義就需要理解變量的含義,這里的“A”僅僅表示一個數(shù)值的儲存位置,第2次賦值后,“A”的初值被覆蓋. 師生活動 問題9與問題10可以一起給學生,讓學生先思考、交流.隨后,教師按問題的設(shè)計意圖,從2個角度作說明,加深對賦值語句的理解. 有條件的話,可以用計算機演示程序,操作驗證. 問題11 運行以下程序,輸出的A,B的值分別是多少?程序有沒有將變量A,B的初值進行交換? A=10 B=15 A=B B=A PRINT A,
17、B END 問題12 如果要交換問題11中2個變量A,B的值,該如何修改這個程序呢? 設(shè)計意圖 給出一個學生可以理解的起點,既促進對賦值語句的理解,同時也解決交換變量的值時會產(chǎn)生的難點. 師生活動 同時呈現(xiàn)問題11和12,組織學生先形成自己的結(jié)果,并進行討論和交流.而后教師小結(jié)學生的思考情況,并按下列要點展開講解: 問題11輸出的值分別是15、15.原因是后面的賦值會“覆蓋”前面的值,因此想交換變量A,B的值必須引入一個新的中間量. 可得問題12和算法: 第1步:引入一個中間變量T,將A的值賦予T; 第2步:再將B的值賦予A; 第3步:最后將T的值賦予B,從而實現(xiàn)A,B
18、值的交換. 程序修改如下: A=10 B=15 T=A A=B B=T PRINT A,B END 問題13 比較下面的程序與問題12中得到的程序有何異同,說說輸入語句與賦值語句在給變量提供初值時的區(qū)別. INPUT A,B T=A A=B B=T PRINT A,B END 設(shè)計意圖 幫助學生理解輸入語句與賦值語句的區(qū)別. 師生活動 緊接著問題12,教師展示程序,讓學生比較異同.學生通過操作比較,得到:前者只能交換一組變量的值,后者可以不斷調(diào)用,交換任意一組變量的值. 問題14 談談你對輸入、輸出語句和賦值語句的認識和
19、體會. 設(shè)計意圖 歸納小結(jié),幫助學生梳理知識. 師生活動 教師引導學生對輸入、輸出語句和賦值語句的含義、作用、格式及與程序框圖的對應關(guān)系等方面作出描述,然后進行補充小結(jié). 5.3 語句應用 情境2 編寫程序,計算一個學生數(shù)學、語文、英語3門課的平均成績. 設(shè)計意圖 運用輸入、輸出語句和賦值語句編寫簡單的程序,讓學生理解“算法步驟”、“程序框圖”、“程序語句”3者之間的對應與轉(zhuǎn)換,體驗用計算機解決具體問題的一般步驟:“算法步驟”→“程序框圖”→“程序語句”,進一步體會算法的思想. 師生活動 給學生足夠的時間思考,要求先寫出算法步驟和程序框圖.教師巡視并了解學生的活動情況,
20、在學生活動后調(diào)用并展示學生的活動成果,通過講授、修訂形成下面的成果. 開始→輸入a,b,c→y=(a+b+c)/3→輸出y→結(jié)束 由于PRINT語句具有計算功能,所以算法可以直接寫成程序: INPUT "數(shù)學=";a INPUT "語文=";b INPUT "英語=";c PRINT "The average=";(a+b+c)/3 END 教師要事先準備好上面結(jié)果的展示課件,以備學生活動結(jié)果不理想時,給出解決這一問題的嚴謹過程,起到示范作用. 教師引導學生思考并總結(jié)用計算機解決具體問題的一般步驟,并說明這種解決問題的步驟本身就是算法. 6
21、 目標檢測設(shè)計 6.1 課堂檢測 (1)閱讀程序,說明程序運行的結(jié)果(“*”表示相乘). A=1 A=A*2 A=A*3 A=A*4 A=A*5 PRINT "1×2×3×4×5=";A END 設(shè)計意圖 通過本題檢測學生能否閱讀簡單的程序,真正理解賦值的含義以及輸出語句中“提示內(nèi)容”的作用. (2)把圖中所示的程序框圖轉(zhuǎn)化為程序語句. 設(shè)計意圖 建立程序框圖與3種基本算法語句的聯(lián)系,檢測運用語句建立對應關(guān)系的掌握情況. (3)編寫一個程序,計算任意2個非零實數(shù)加、減、乘、除的運算結(jié)果(要求輸入2個非零實數(shù),能得出4種運算結(jié)果). 設(shè)計意圖 通過運用
22、本節(jié)所學的算法語句編寫程序,檢測學生對3種語句的理解、運用情況. 6.2 課后檢測 (1)編寫一個程序,輸入梯形的上底、下底和高的值,輸出梯形的面積. 設(shè)計意圖 通過本題檢測學生能否運用輸入、輸出語句和賦值語句編寫簡單的程序,從而解決數(shù)學問題. (2)編寫一個程序求二元一次方程組的解. 設(shè)計意圖 通過本題檢測學生由算法的自然語言描述到算法框圖表達,再到算法程序表示的掌握情況,使學生體驗算法程序形成的過程. (3)試對生活中某個簡單問題或是常見的數(shù)學問題,利用所學的基本算法語句等知識來解決自己所提出的問題.要求寫出算法,畫出程序框圖,并寫出程序設(shè)計. 設(shè)計意圖 這是一個開放性的問題,側(cè)重于能力的培養(yǎng).通過本題評價學生能否用數(shù)學的眼光去觀察問題,解決問題,了解學生對算法步驟、程序框圖和3種基本語句的掌握情況以及提出問題、解決問題的能力.
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