人教A版数学《循环结构》说课教案
各位老师:
大家好!我说课的题目是《循环结构》,内容选自人民教育出版社,普通高中课程标准实验教科书数学A版必修3第一章,第一小节。课时安排6课时,本课为第4课时。下面我将从以下四大方面来阐述我的教学设想。
一、教材分析与处理
(一)教材的地位与作用
算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算数学的重要基础,在科学技术、社会发展中发挥越来越大的作用,算法思想已成为现代人应具备的一种数学素养。
通过本节课的学习,既是对算法概念的进一步巩固和深化,又为后面进一步学习基本算法语句打下坚实的基础,循环结构是程序框图的一种基本逻辑结构。通过模仿、操作、探索,学习设计循环结构程序框图,表达解决问题的过程,理解循环结构的意义,体会循环结构的作用,因此本节课在教材中起到了承上起下的作用。
(二)学生状况分析
学生在学习本课以前,已经学习了算法的概念、顺序结构、条件结构及简单的赋值问题,因此,学生具备类比简单 的赋值得出 的结论的基础。另外,高一学生形象思维、感性认识较强,理性思维、抽象认识能力还很薄弱,因此教学中宜选择学生熟悉的,易懂的实例引入,通过对引例的分析,使学生逐步经历循环结构设计的全过程,学会有条理的思考问题,表达循环结构,并尝试整理成程序框图。
根据以上对教材和学生的分析,考虑到学生已有的认知规律,学生应达到以下三个教学目标。
(三)教学目标
1、知识与技能:理解循环结构,能识别和理解简单的框图的功能。并运用循环结构设计程序框图解决简单的问题
2、过程与方法:通过模仿、操作、探究,学习设计循环结构程序框图,体会算法思想,发展有条理的思考与表达能力,提高逻辑思维能力,增强识图用图的能力。
3、情感态度与价值观:通过本节课的学习,让学生感受和体会到算法思想在解决具体问题中的意义,增强学生的创新能力及应用数学的意识。构建和谐的课堂氛围,培养学生勇于提问,善于探索的思维品质。
(四)教学重点、难点
依据教学目标,根据学生的认知规律,确定本节课的教学重点为理解循环结构,能识别和画出简单的循环结构框图。难点为循环结构中的循环条件和循环体的确定。
(五)教材处理
教材中直接给出循环结构的程序框图,再对循环结构进行讲解,这样做使学生对循环结构的根本意义很难理解。因此,我对教材内容作了一点调整,从对概念的分析,逐步引导出框图形式,使学生明确循环结构的框图表示是算法的另一种形式。使学生对循环结构的神秘感和畏惧减少,更易接受,同时体会到写程序框图的方法和步骤。
二、教学方法与教学手段
(一)教学方法:本节课主要采用“启发探究与合作探究相结合”教学方式,教师引导,学生得出结论,教师总结,纳入知识系统。主要体现在两部分:
1、循环结构的概念分析和框图的得出过程,主要为启发探究的教学方式完成。
2、对概念的深入理解及对引例的分析过程,主要由学生合作探究为主要方式完成。
(二)教学手段:采用多媒体辅助教学,为框图的书写节省时间,有效提高课堂效率,充分调动学生学习的积极性。
三、教学过程与设计
为了达到本节课的教学目标,更好的突出重点,分散难点,我将教学过程分为四个阶段。
(一)创设情境,形成概念
引例:写出1+2+3+4+……+100算法步骤,并画出程序框图。
教学处理:为了更好地完成引例的算法过程,教师在开始上课时引导学生对上节课知识进行复习,主要复习两个问题:
顺序结构、条件结构的特点及相互联系
在框图表示中, 的含义( 为常数 )
设计意图:设计此引例的目的是由于此题是从1加到100,反映了重复执行加法运算的过程,为引出概念做好准备。
问题预设:即学生在写算法时可能出现的几种情况
(1)甲:第一步:输入1,2,3,…,100;
第二步:计算 =1+2+3+4+…+100;
第三步:输出
不足:输入数据时很烦琐,若求1+2+3+4+…+10000值,则很难实现。
(2)乙:第一步:输入1,100,
第二步:计算
第三步:输出
不足:必须知道公式,若不知公式,则无法进行。另外,这只是求一种类型公式,而如果改为 则无法进行。
(3)丙:第一步:确定
第二步:计算
第三步:计算
……
第100步:计算
第101步:计算
不足:步骤太多,有限时间内不易实现,浪费时间。
(4)丁:第一步:确定
第二步:计算
第三步:若 ,则执行第二步,若 ,则输出结果。
教学处理:这四种方案由学生自己动手完成,教师及时进行帮助指导。然后,教师展示学生做法,鼓励学生使用多种方法,教师引导学生对各种算法进行分析,得出各种算法的优点和不足,师生共同研究,比较出第四种方法是解决问题的最佳方案。与前三种方法比较而言,步骤简洁,把重复的步骤用一个式子表达出来。若学生中没有发现第四种方法,则由教师引导学生得出。从而得出循环结构定义,同时揭示本课课题。
设计意图:这样设计是为了引出循环结构的概念,并且使学生明白解决问题方法不一定惟一,但我们要考虑选择最优方案,这样才能更好的解决问题。随着定义的得出,进入第二阶段。
(二)发现问题,探究新知
1、循环结构定义:在算法中,从某处开始,按照一定条件,反复执行某一处理步骤的过程。
教学处理:由第四种方法得出定义后,教师引导学生类比前两种结构的研究方法,即从定义到框图。然后教师提出问题:循环结构的框图形式如何?学生对引例进行研究,得出以下结论。
设计意图:目的是使学生明确:任何问题,通常都是遵循从简单到复杂的规律,可以先把框图各个部分弄懂,再进行组合。
(1)算法中涉及变量 , 的定义及作用
初始值: 用框图表达
:累加变量,作用:计算每次循环的总和
: 计数变量,作用:循环计数
(2)算法中第二步用框图表达:
(3) 含义:
① 将 值赋给 ,即“=”的含义。
② “=”左边 是第 次赋值后总和,而右边 是第 次的总和。与数学中的 不同,在数学中这个式子是不成立的。
③ 是 的基础
④ 循环的终止条件: 或
教学处理:以上的三个问题就是对框图的探索过程,由于这些知识都是新接触的,主要采用教师引导﹑讲解的方式完成的,使学生明白理解即可。
问题预设:在问题(3)的研究中学生不易理解,可以类比 得到。此处是本课难点,教师讲解完之后给学生一些时间交流理解,教师及时给予指导。
设计意图:为得出循环结构的框图表示作准备。
2、框图表示:
在上面已有的条件铺设下,可以用框图表示出算法,下面就是学生中可能出现的两种框图形式。
问题预设:
生甲: 生乙:
是 否
否
是
教学处理:这一环节主要采用学生合作探究方式完成框图绘制。
每四人为一组,教师参与到学生研究过程中,对学生出现的问题进行及时点拨帮助,最后由学生展示自己的框图。
设计意图:这样设计的目的是为了培养学生合作交流精神及协作沟通能力,并由此引出两种类型的框图组建方法:直到型和当型循环结构。向学生说明:这就是循环结构的程序框图表示。
3、循环结构概念的理解:
(1)循环结构中,必须含有循环变量,进而同时具有初始值。
(2)循环结构中,一定含有顺序结构和条件结构。
(3)循环结构三要素: 循环变量初始值:
循环体:
循环条件: 或
(4)两种循环类型:直到型循环结构和当型循环结构
(5)特点:具有反复执行某一处理过程特点的算法用循环结构。
教学处理:首先教师提出问题:如何理解循环结构?然后引导学生认真观察刚刚得到的程序框图,给学生2分钟讨论交流时间,让大家互相沟通,从而使得学生对概念的理解更深刻,最后由学生说出以上对概念的理解,教师进行归纳总结。
设计意图:通过师生交流,使学生对概念有更深的理解,同时锻炼了学生归纳﹑总结的能力,增强合作交流意识。创建了和谐的课堂氛围。
(三)例题解析 强化训练
为了使学生更好地理解本节课知识,设计了一道例题:
某市进行人口预测,现有人口总数为P,人口增长率为R,预测第T年人口总数将是多少?用程序框图描述你的算法?
解:
是
否
问题预设:由于终止条件可以表示为 或 ,因此在学生解答问题中存在两种答案,即直到型和当型循环结构。可能有的学生对概念理解不到位,教师在学生解题过程中及时进行个别指导。
教学处理:学生认真思考、交流,师生共同分析例题题意,类比引例,解决问题,完善框图表示。
设计意图:本例题是类比本课引例,进行编写程序框图,让学生经过模仿、操作、探究,学习设计程序框图,从而提高了学生的逻辑思维能力。在设计框图的过程中,使学生亲身体验到成功的喜悦,从而提高了学习兴趣。
练习是学习活动中不可缺少的环节,是对课堂知识理解程度的反馈与检测,所以设置了两个练习:
练习1:根据引例,设计用程序框图表示
1×2×3ו••×250 算法:
练习2:已知如图所示程序框图: ①
②
是
否
问题:(1)图中表示循环箭头指向①时输出 =
图中表示循环箭头指向②时输出 =
(2)该程序框图的算法功能:
这两个练习是引例框图的改造,通过练习逐步帮助学生深入理解循环结构,体会用循环结构表达算法,关键要做好三点:
①确定循环变量及初始值
②确定循环体
③确定循环终止条件
(四)总结归纳 布置作业
教学处理:鼓励学生对本课进行总结,其他学生补充。
设计意图:是帮助同学认清本节课的知识结构,培养学生归纳总结的能力及合作探究的精神。
教学内涵不仅仅局限于课堂,为了帮助学生继续探究,我设置了探究作业,即
思考题:当今社会个人理财问题已受到很多市民的关注,存款、国债、股票、黄金产品都是市民理财的内容。随着存款加息周期的到来,市民越来越关心存款利息的收益。某一时期银行一年期定期储蓄年利率为3.06%,如果存款到期不取继续留存,银行会根据存款时约定的转期自动将本金及80%的利息(20%的利息交纳利息税)转存为一年期定期储蓄。利用已学知识画出程序框图。
否
是
这是一个实际问题,目的是巩固本课知识,激发学生学习的能动性。并使学生真正的感受到算法在解决实际问题中的重要性。
四、教学设计说明
1、教学中四个环节层层深入,环环相扣,并充分体现教师与学生的交流互动,在教师的整体调控下,学生通过动手操作,动眼观察,动脑思考,层层递进,学生亲身经历了知识的形成和发展过程,以问题为驱动,使学生对知识的探究由表及里,逐步深入,与人们生活实际相关的思考题又将激发学生兴趣,带领学生进入对循环结构程序框图的更进一步的思考和研究之中,达到知识在课堂以外的延伸。
2、建构主义学习理论认为,建构就是认知结构的组建,其过程一般是引导学生从身边的、生活中的实际问题出发,发现问题,思考如何解决问题,进而连接所学的旧知识,首先明确问题的实质,然后总结出新知识的有关概念和规律,形成知识点,把知识点按照逻辑线索和内在联系,串成知识线,再由若干条知识线组成知识面,最后由知识面按照其内容、性质、作用、因果关系组成综合的知识体,也就是以学生为主体,强调学生对知识的主动探索、主动发现,及学生对知识意义的主动建构。本节课的整体设计和处理方法正是基于此理念的体现。
3、恰当的使用多媒体,体现了与现代技术相结合的特点。
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