第14课算法的验证教学设计.docx

第14课算法的验证教材分析：算法在实施之前要先验证其是否有效。根据算法描述，判断算法是否具备有穷性、确定性和有输出三个特征，如果不符合，算法将无法被执行。在确保算法具备算法特征后，还需要用具体数据对算法进行测试。测试分为人工测试和机器测试。两种测试方式各有有点，人工测试更便捷却不要求掌握程序设计语言，机器测试更快速且可以短时间内完成大量数据的测试，因此两者关系不是非此即彼，而是相辅相成。只有通过了验证的算法，才能够有效地被运行并解决问题。本课旨在让学生回忆算法的特征，熟知流程图的描述方式，体会计算机有序执行的思维模式，理解用多组数据测试算法的必要性。预设教学目标：1 .知道验证算法的三种方法；2 .通过不同数据测试算法的过程，掌握用数据验证算法；3 .通过编写程序，会用计算机程序验证算法；4 .通过对算法进行验证，知道算法的有效性，发展计算思维。预设教学重难点：重点：掌握验证算法有效性的方法。难点：根据解决问题的需要设计算法。预设教学课时：1课时预设教学准备：学习单、极域电子教室、课件预设教学过程：一、课堂导入1 .今天上课先来看道数学题：小朋友们吃饭，每人一只饭碗，2人一只菜碗，3人一只汤碗，一共用了11个碗，算一算，一共有几人吃饭？你能算出有多少人吃饭吗？学生进行计算。怎样判断答案是正确的？不过，可以通过验算来判断答案是否正确。6个人，每人一只饭碗，那么有6个饭碗，2人一只菜碗，那么有3个菜碗，3人一只汤碗，那么有2个汤碗6+3+2=11通过验算，我们发现答案是正确的。数学里，经常会通过验算来验证计算结果是否正确，那我们设计的算法如何来验证呢？2 .引入课题今天我们就一起来学习算法的验证。二、新知建构算法的有效性，可以根据算法特征来验证流程图描述的算法是否正确，也可以用具体数据来验证算法的输出结果是够正确，还可以编写程序在计算机上验证算法。【根据算法特征验证】1 .我们先来看根据算法特征验证，那还记得算法的三大特征吗？有穷性：算法执行过程必须步骤有限，时间有限确定性：每一步必须确定且能有效执行有输出：必须有确定的输出2 .活动一：有三个关于计算最短距离的流程图，但是可能有些问题，请你仔细阅读观察。根据算法特征验证，在下列三个流程图中选择有效的算法，找出错误的原因。学生活动。学生小组合作讨论流程图。反馈交流：第一个流程图没有输出，第二个流程图不能结束，第三个流程图符合算法的三个特征。3 .小结：算法可以根据算法的特征来验证，如验证流程图描述的算法可以通过算法执行过程的步骤是否有限、算法执行的每一步是否确定可执行、输出是否符合规则等验证算法的有效性。【用数据验证算法】1 .符合算法特征的流程图就一定是正确的算法吗？使用不同的测试数据来测试算法，并记录算法的输出结果，是检查算法有效性的一种常用方法。2 .活动二：用数据验证算法。根据图中给出的数据，结合流程图验证能否得出最短距离的输出结果。我们先来看图中的数据，请你在心中算一算最短距离的值。师生共同验证。最后输出的320和你心中算出来的值是否一致？3 .那请你也来用一组数据进行验证。任务一：用数据验证“最短距离”算法选择表格中任一组的七小段路线的距离值，脸证能否得到最短距离的输出结果。将过程填写在左边的框中。学生自主选择任务单中的某一组数据，结合流程图验证输出的结果是否正确。4 .请学生详细说一说数据的测试方法。请选择不同数据的学生分别反馈，并说一说用数据验证算法的优点。5 .小结：刚才大家使用了不同的测试数据来测试算法，逐步标注测试算法的过程，并记录了算法的输出结果，这是利用数据验证算法，是检查算法有效性的一个非常常用方法。【用计算机程序验证算法】1 .每次我们人为地用数据进行验证，实在是太麻烦了！怎么能够快速得出结论呢？学生回答。是的，可以采用机器测试，这样更加快速且可以在短时间内完成大量数据的测试。2 .算法可以先编写成计算机程序，再在计算机上进行验证。运行代码，输入数值，观察输出结果来验证算法。我们一起根据流程图来看程序的编写。3 .出示流程图首先要输入数据,输入在python中用的是input函数,然后将输入的值分别赋值给Ll、1.2、L3L7o1.l=input（“请输入路线Ll的长度：”）input。是输入函数，“请输入路线Ll的长度：”是提示语，这样我们就知道现在输入的是Ll的距离值了。但是，input。返回的数据类型是字符串类型（和），如果直接这样，那么就不能计算了，需要把输入的值转换成整数类型的值，那就要请Et来帮忙了。所以可以这样来进行赋值：Ll=int(input("请输入路线Ll的长度：”)其他的赋值语句和流程图基本一致，这里的分支结构还记得用什么来编写？(if)是的，所以我们这样来编写：Sminl=SlifS2<Sminl：Sminl=S2别忘记冒号和缩进。同样第二段路程的分支结构也是一样：Smin2=S3ifS4<Smin2:Smin2=S4最后的输出函数使用的是Print()函数，这里面可以使用两部分，中间用，分开。4 .任务二：用计算机程序验证“最短距离”算法复制左边的程序代码，打开ThOnny,榆入最上面几组数据，脸证求最短距离的算法。学生操作，尝试并体会用计算机程序验证算法的过程。5 .学生讨论、交流。你认为用计算机程序来验证算法有哪些优点？教师小结：利用计算机程序验证算法，更快捷、更准确。三、拓展练习1 .上一节课我们还设计了画正多边形的算法，现在以画三角形为例，我们来验证一下是否正确。根据画三角形的流程图验证算法，教师边讲解，课件边展示。2 .任务三：用计算机程序验证“画正多边形”的算法复制下方的程序代码，打开ThOnny,将程序补充完整，并输入边长和边数的值，脸证“画正多边形”算法的正确性。学生操作，并反馈交流。四、课堂小结1 .本课学习回顾：验证算法有效性的方法有哪些？2 .这节课你有什么收获？执行步骤有限根据算法特征验证-算法可执行L输出正确算法的验证：T用数据验证一一使用不同数据进行测试一用计算机程序验证【课后反思】