数学必修31.1.1算法的概念教学设计

这是一份数学必修31.1.1算法的概念教学设计，共4页。教案主要包含了教学目标，重点与难点，教学用具，教学过程等内容，欢迎下载使用。
1．1．1算法的概念一、教学目标：通过对解决具体问题过程与步骤的分析，体会算法的思想，了解算法的含义，明确算法的概念及其在生活、计算机等领域的重要性。引导学生探寻算法的数学本质，进一步加深对数学知识实际应用的理解二、重点与难点：重点：通过实例教学体会算法思想，了解算法及其特征难点：体会算法思想，初步形成算法的意识。三、教学用具：PPT课件，电脑演示设备，计算器四、教学过程：1，创设情境：算法作为一个名词，在中学教科书中并没有出现过，我们在基础教育阶段还没有接触算法概念。但是我们却从小学就开始接触算法，熟悉许多问题的算法。如，做四则运算要先乘除后加减，从里往外脱括弧，竖式笔算等都是算法，至于乘法口诀、珠算口诀更是算法的具体体现。我们知道解一元二次方程的算法，求解一元一次不等式、一元二次不等式的算法，解线性方程组的算法，求两个数的最大公因数的算法等。因此，算法其实是重要的数学对象。2． 实例探索研究什么是算法：【实例1】（渡河问题）：两个大人和两个小孩一起渡河，渡口只有一条小船，每次只能渡1 个大人或两个小孩，他们四人都会划船，但都不会游泳。试问他们怎样渡过河去？请写出一个渡河方案。[学生集体讨论后得出结果]Step1:  两个小孩同船过河去；Step2:  一个小孩划船回来；Step3:  一个大人划船过河去；Step4:  对岸的小孩划船回来；Step5:  两个小孩同船渡过河去；Step6:  一个小孩划船回来；Step7:  余下的一个大人独自划船渡过河去；对岸的小孩划船回来；Step8:  两个小孩再同时划船渡过河去。【实例2】（鸡兔同笼问题）：一群小兔一群鸡，两群合到一群里，要数腿共48，要数脑袋整17，问多少小兔多少鸡？[指导学生用解二元一次方程组的思路求解问题的结果]解：设小鸡有x只，小兔有y只由题意有：  由：①×4-② 得 2x=20 解之：x=10由：②-①×2 得 2y=14 解之：y=7解之：【学生做一做】：对于一般的二元一次方程组来说，上述步骤应该怎样进一步完善？对于一般的二元一次方程组：  其中 的解的算法步骤：第一步：①×-②×，得第二步：解③，得；第三步：②×-①×，得第四步：解④，得；第五步：得到方程组的解为：学生也可以总结以下算法：（有多种，仅举一例说明）第一步：①×-②×，得第二步：解③，得；第三步：将 代入①解之得：第四步：得到方程组的解为：提示学生实例2中的问题也可用此公式来得到另一个算法：     Step1:  取     Step2: 计算：  与       Step3:  输出计算结果教师指出：利用上述算法，更加有利于在计算机上执行与操作。 教师指导学生体会算法的含义：     算法(algorithm)一词源于算术(algorism)，即算术方法，是指一个由已知推求未知的运算过程。后来，人们把它推广到一般，把进行某一工作的方法和步骤称为算法。广义地说，算法就是做某一件事的步骤或程序。菜谱是做菜肴的算法，洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法，歌谱是一首歌曲的算法。在数学中，主要研究计算机能实现的算法，即按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的解决问题的程序。比如解方程的算法、函数求值的算法、作图的算法，等等。 3、阅读教材自主学习： A：阅读教材P3：例1，并思考：任意给定一个大于1的整数n，试设计一个判断n是否为质数的算法！分析：（1）质数是只能被1和自身整除的大于1的整数.（2）要判断一个大于1的整数n是否为质数，只要根据质数的定义，用比这个整数小的数去除n，如果它只能被1和本身整除，而不能被其它整数整除，则这个数便是质数.参考算法：第一步：判断n是否等于2.若n=2，则n是质数；若n＞2，则执行第二步.第二步：令i=2； 第三步：用i除n得到余数r；第四步：判断”r=0”是否成立。若是，则n不是质数；否则将i的值增加1，仍用i表示。第五步：判断”i>(n-1)”是否成立。若是，则n是质数，结束算法；否则返回第三步。注：有条件的可利用图形计算器演示： (学生已经被吸引住了)  B：阅读教材P4例2，结合例题1的算法，思考算法有哪些特征： 教师指导学生总结算法的特征：（1）概括性：必须能解决某一类问题，并用能重复使用； （2）逻辑性：前一步是后一步的前提，每一步都是正确无误的；（3）有穷性：必须在有限个步骤内完成，不能无休止地执行下去；（4）不唯一性：算法不一定是唯一的，可以有不同的算法； （5）普遍性：同一类问题，可以用同一算法去解决； 4、自主应用 （1）、写出一个求有限的整数列中的最大值的算法。解：算法如下。      S1  先假定序列中的第一个整数为“最大值”。      S2  将序列中的下一个整数值与“最大值”比较，如果它大于此“最大值”，这时你就假定“最大值”是这个整数。      S3  如果序列中还有其他整数，重复S2。      S4  在序列中一直到没有可比的数为止，这时假定的“最大值”就是这个序列中的最大值。 （2）、写出求1+2+3+4+5+6的一个算法。分析：可以按逐一相加的程序进行，也可以利用公式1+2+…+n= 进行，也可以根据加法运算律简化运算过程。解：算法1：S1：计算1+2得到3；S2：将第一步中的运算结果3与3相加得到6；S3：将第二步中的运算结果6与4相加得到10；S4：将第三步中的运算结果10与5相加得到15；S5：将第四步中的运算结果15与6相加得到21。算法2：S1：取n=6；S2：计算 ；S3：输出运算结果。算法3：S1：将原式变形为(1+6)+(2+5)+(3+4)=3×7；S2：计算3×7；S3：输出运算结果。 本题小结：算法1是最原始的方法，最为繁琐，步骤较多，当加数较大时，比如1+2+3+…+10000，再用这种方法是行不通的；算法2与算法3都是比较简单的算法，但比较而言，算法2最为简单，且易于在计算机上执行操作。 5、课堂小结本节课主要讲了算法的概念，算法就是解决问题的步骤，平时我们做什么事都离不开算法，算法的描述可以用自然语言，以后也可以用数学语言。本质上两者没有不同，我们以后就可以体会到他的优越性。 6，课后作业：必做题：1、写出解一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个算法。2、写出求1至1000的正数中的3倍数的一个算法（打印结果）3，写出解不等式x2-2x-3<0的一个算法。选做题：4、求过P(a1,b1)、Q(a2,b2)两点的直线斜率的算法：5、写出求过两点M(-2,-1)、N(2,3)的直线与坐标轴围成面积的一个算法。