教师资格证面试教案信息技术《算法描述与设计》
内容分析：
本节课主要上让学生了解什么是算法及其特征，掌握三种描述算法的方法
教学目标：
知识与技能：进一步理解什么是算法，知道算法的多样性；能够对设计的算法做简装的评价；学会利用自然语言、流程图和伪代码来描述算法。
过程与方法：培养学生用算法描述问题的能力和正确解决问题的过程。
情感态度价值观：培养学生的高阶思维能力，如综合、评价、分析、思辨等。
教学设想：
将韩信点兵、凯撒密码等学生感兴趣的内容与算法设计结合起来，让学生体会到算法描述并不枯燥，很有意思，因势利导，鼓励他们把数学课中的内容也用算法描述出来，达到学科相融的目的。
教学重点：
1、算法的特性
2、用自然语言、流程图、伪代码描述算法
教学难点：
用流程图描述算法
教学策略：任务驱动、示范观察、合作讨论、自主探究相结合
教学课时：1课时
教学过程：
任务一：为什么说算法是“灵魂？
活动：讨论引入
算法存在于人们生活中，如：上街购物、顾客付款、营业员（主）找银等。
回顾：韩信点兵
“韩信点兵问题”有不同的求解过程，就有不同的算法。
有N个人，除以3，5，7，分别余2，3，2，求N。
分析：算法
1、解决问题的方法和步骤。
算法是尼克劳斯.沃斯（N.Writh）提出的，他指出：算法+数据结构=程序。
（即算法不能单独构成程序，它必须和数据结构合二为一）
2、算法的发现
时间：公元前3000年~公元前1500年?地点：巴比伦
巴比伦人求解“算法”的过程：先用解代数方法，再计算实际数目，最后写上一句短句“这就是一个过程”。
3、算法的特征
我们曾在必须修课中提过一点算法，如：冒泡排序法。
例：计算1+2+3+……+100=？
这个算法有限制范围，可以在有限时间内完成，这是算法的第一个特征：有穷性。计算此算法可以用纸笔、算盘、运算器和计算机来完成，且计算过程是多样的，但结果是唯一的。这就是算法的可行性、确定性。
计算方法：
⑴把这100个数按顺序相加。
⑵用凑数法：1+99=100，2+98=100，3+97=100，……，49+51，最后只剩下50和100。
⑶令S=0，使1≤n≤100，先执行S=S+n?⑴，再执行n=n+1?⑵
n=1，S=0时，S（0）=1 n=2，S=1时，S（0）=3 n=3，S=3时，S（0）=6
n=4，S=6时，S（0）=10 n=5，S=10时，S（0）=15 n=6，S=15时，S（0）=21……
算法的另外一个特征：输入、输出。
实践：算法应用
练习：水仙花数问题，如153=1^3+5^3+3^3，分析它应满足什么条件才能使用此方法？
任务二、如何描述算法？
分析：1、用自然语言描述算法
⑴自然语言——人们日常生活中使用的语言。
⑵此种语言的特点：通俗语易懂，缺乏直观性和简洁，且易产生歧义。
使用此种语言的注意事项：描述要求尽可能精确，详尽。
示范：用自然语言描述凯撒密码的原理
第1步：输入26个英文字母，它们分别对应1~26个数学。
第2步：令a=1，k=3，n=26。
第3步：使a的取值范围为1≤a≤26，F(a)=(a+k) mod n，转第5步。
第4步：a=a+1，转第3步。
第5步：输出F(a)相对应的数字。
第6步：把数学转化成相当的字母，输出字母。
第7步：累计字母出现顺序，转第4步。
练习：现有一串字母“PROGRAM”给它加密，请设计算法，用自然语言描述。
分析：2、用流程图描述算法
⑴特点：描述算法形象、直观，容易理解。
⑵流程图符
示范：
探究：用流程图表示1＋2＋3＋……+100=?
分析：.3、用伪代码描述算法
特点：描述的算法简、易懂，修改容易，容易转化为程序语言代码。
探究：分析课本第9页算法描述
第一个条件：y mod 4=0
判断闰年的条件：⑴y不能被100整除；⑵y能被400整除且y能被400整除。
判断不是闰年的条件：⑴y mod 4=0?且y mod 100=0,但y不能被400整除；⑵y不能被4整除。
表示条件判断语句?表示循环处理语句：
IF?条件?THEN?执行语句一?Do While?条件循环语句
ELSE执行语句二?Loop
END IF
条件语句中可以包含多个子语句
实践：用表格比较自然语言、流程图和伪代码3种描述方法的优缺点。
| 方法 特性 | 自然语言 | 流程图 | 伪代码 |
| 直观清晰 | ? | ? | ? |
| 确定性 | ? | ? | ? |
| 烦琐程度 | ? | ? | ? |
| 是否容易修改 | ? | ? | ? |
| 通俗易懂 | ? | ? | ? |
总结：
学生进一步理解什么是算法，知道算法的多样性；能够对设计的算法做简装的评价；掌握利用自然语言、流程图和伪代码来描述算法，通过分析对比，我们知道了三种描述方法的优劣。用伪代码描述的算法简洁、易懂，修改起来比较容易，并且很容易转化为程序语言代码，但它没有流程图描述的算法直观，一旦出现逻辑错误也不便排查。
