§4.2 用穷举法设计程序
一、教学目标
1、课程标准中的相关内容
课程标准规定本节内容主要在于穷举法与问题解决。

包括两个方面：1、了解穷举法的基本概念及用穷举法设计算法的基本过程。

2、能够根据具体问题的要求，使用穷举法设计算法，编写程序求解问题。

2、知识与技能
⑴理解用穷举法设计程序的基本思路。

⑵分析建立正确的数学模型，归纳穷举法穷举技巧（变量的设置、穷举方案的确定）。

⑶学会使用穷举法解决现实生活、学习中所遇到的问题。

⑷探讨穷举法的技术方法与技术思想。

⑸了解穷举法具有一定的局限性。

3、过程与方法
⑴经历用穷举法求解问题的基本过程。

⑵在学习过程中，学习发现知识的规律和方法并把它运用到解决实际问题中去。

⑶体验穷举策略在穷举法中的地位和作用，并选择适当的穷举方案解决问题。

⑷针对解决问题的过程与结果进行有效的评价。

4、情感态度与价值观
⑴引导学生关注穷举法在社会生活中的应用，激发学生学习的热情。

⑵增强学生合作意识、创新思维与进取精神。

⑶学会评价各种穷举方案的优劣，并形成反思的意识。

⑷初步了解穷举法在破解密码方面的现实应用，自觉养成保护密码的良好习惯。

⑸了解信息技术可能带来的不安全因素，养成健康使用信息技术的习惯。

二、学情分析
本节内容的教学对象是高一或高二年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维、分析问题、表达思想等能力。

同时，通过前三个章节的学习与实践，学生已初步体验了穷举法的基本思想，经历了用计算机解决问题的过程与步骤，学会了对计算机程序进行调试，掌握了程序的三种分支结构等基础知识，为本节内容的学习提供了良好的基础。

三、教材分析
1、本节主要内容介绍
穷举法是程序设计中使用得最为普遍、大家必须熟练掌握和正确运用的一种算法。

它利用计算机运算速度快、精确度高的特点，对要解决问题的所有可能情况，一个不漏地进行检查，从中找出符合要求的答案。

用穷举算法解决问题，通常可以从以下两个方面进行分析：
⑴确定范围：问题所涉及的情况有哪些，情况的种数可不可以确定。

⑵验证条件：分析出来的这些情况，需要满足什么条件，才成为问题的答案。

只要把这两个方面分析好了，问题自然会迎刃而解。

本节内容是广东教育出版社出版的普通高中信息技术（选修１）《算法与程序设计》教材第四章第２节的教学内容，包括有穷举法的基本思路，用穷举法求解问题，穷举法中穷举方案的选择等。

2、重点难点分析
教学重点：
⑴建立正确的数学模型，确定穷举方案。

⑵根据命题确定变量的取值范围。

⑶正确表达“符合条件”的判断。

教学难点：
⑴恰当安排穷举的方式，使得算法的效率更高。

⑵如何评价各种穷举策略的优劣。

3、课时安排
1课时。

四、教学理念
本节内容的教学设计充分体现了《普通高中信息技术课程标准》中的基本理念，注重教学过程中三维目标的渗透。

采用了以学生的学习和发展为中心，基于建构主义理论的任务驱动、情境教学、游戏教学等教学方法，突出自主、合作、探究等学习方法；强调信息技术与生活实际的联系，培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等；设置多元化的评价方式，让学生掌握学习内容的同时，形成交流与评价的能力。

主要教学方法：讲授法、演示法、任务驱动、游戏教学、情境教学等
主要学习方法：小组协作学习、自主学习等
五、教学策略
粤教版《算法与程序设计》教材在编写上使用2课时来完成“4.2 用穷举法设计程序”一节内容。

考虑到学生通过§1.1“生产方案选择问题”的分析与学习，已经初步建立了穷举法的印象；同时通过第二章节的学习，同学们基本具备编写三种分支结构程序及调试程序的能力；另外在教材第二章第4节“程序的循环结构”中，也有不少应用穷举法解决问题的举例。

因此，我们觉得对于学生来说，§4.2节内容在理解上并不是十分困难的事情。

同时我们也参照了其它版本教材的本章节内容，决定在教学上做出一定的调整，只安排1课时来完成本节教学内容。

在教学过程中，我们主要围绕“情境导入→讲授新知→任务引领→合作探究→交流评价→总结拓展”这么一条主线索来开展教学活动。

六、教学环境
多媒体网络教室、投影仪等。

七、教学过程
八、学习评价
在教学过程中，设置了学生自评、互评，教师点评等多种评价方式。

同时制订了评价信息反馈表，充分发挥了教学评价的作用。

评价等级：Ａ：优秀；Ｂ：良好；Ｃ：一般；Ｄ：有待改进。

九、教学反思
从同学们解决问题4-6的情况来看，这一部分内容在理解上并不困难。

在小组探究环节，绝大部分学生都能通过协作学习的方式在规定的时间内找到问题的答案。

纵观整个教学过程，我认为存在以下一些优点与不足：
１、做得比较好的地方
⑴学生为主体，教师为主导
在整个教学过程中，始终贯穿着这种教学理念。

无论是游戏导入，解决问题还是教学评价等环节，教师一直扮演着引领解惑的角色。

⑵以兴趣为起点
本节课导入环节设计了“凑24”游戏，利用扑克牌随机抽取四张对其面值任意进行加、减、乘、除四则运算，使最终结果为24。

情景引入贴近生活，激发学生的学习热情。

⑶任务驱动恰当
在进行任务设计时，做到贴近生活实际，以生活中的应用案例作为任务主题，让学生在解决实际问题当中获取知识，发现规律。

在本节课中以“找密码”为驱动任务，学生一下子被吸引进来，大有一种不找到密码不罢休的味道。

⑷小组探究运用得当
设置任务4-6后，从教学效果上来说，让学生通过对比实践亲身探究穷举法的优劣肯定要比老师在讲台上干巴巴地讲要好。

在探究活动中，每位成员都全身心地投入到活动中去；并且组内成员之间在思想上也有碰撞和火花。

因此取得了不错的效果。

⑸以评价为激励
在教学过程中，设置了学生自评、互评，教师点评等多种评价方式，提高了评价的效率和可信度。

此外，在教学过程当中，还注重赏识教学，让学生在充满赞赏、表扬的学习氛围中掌握知识。

⑹注重情感态度与价值观的实现
基于穷举法在现实世界应用比较广泛，通过破解密码案例的介绍，使学生自觉养成保护密码的良好习惯，树立信息安全意识。

同时使学生意识到信息技术可能带来的不安全因素，自觉养成健康使用信息技术的习惯。

2、不足及改进措施
总体而言，这节课基本上符合我事先备课的构想与预期，但也存在一定的问题。

由于学生的两极分化现象慢慢开始显现，总有少数几个基础比较薄弱的学生，在拿到题目之后，尽管已经知道了算法思想，却依然无从下手。

如何使这少数几名同学也能在课堂上编出一段程序，真正做到学有所得？我觉得在以后的教学中应多设置阶梯式的任务，尝试开展分层次教学，相信还是可以解决的。

十、专家点评
本案例从学生学习生活实际出发，导入“凑24”游戏激发学生的学习热情，使学生初步建立穷举法的基本印象。

同时通过课本中问题4-5的举例求解，引导学生归纳穷举法的基本思路，寻找用穷举法解决问题的一般规律及穷举技巧，发掘穷举法的技术方法与技术思想。

小组协作环节，恰当选择“找密码”问题作为驱动任务，学生亲身探究了穷举方案的优劣对应用计算机解决问题的影响。

参与协作学习程度高，教学评价多元化，取得了不错的教学效果。

另外，教学过程中不仅注重学生知识能力的提高，也重视情感态度与价值观的渗透。

借助破解密码的案例，帮助学生树立信息安全意识，自觉养成健康使用信息技术的习惯。

纵观整个教学过程，学生被看作是认知建构的积极参与者，教师担当的是教学的组织者、指导者和评价者的角色。

强调了学生的主体地位，充分体现课程标准中的教学理念，注重教学过程中三维目标的渗透。

采用了以学生的学习和发展为中心，基于建构主义理论的任务驱动、情境教学、游戏教学等教学方法，突出自主、合作、探究等学习方法；强调信息技术与生活实际的联系，培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等；设置多元化的评价方式，让学生掌握学习内容的同时，形成交流与评价的能力。