《算法與程序設(shè)計》選修教案

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第一課 初識算法與程序設(shè)計 一、教學(xué)目標 1、知識與技能 （1）理解算法的概念，培養(yǎng)學(xué)生自我探索信息，高效獲取信息的能力； （2）能初步利用算法解決簡單的問題，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力和動手操作能力。 2、情感、態(tài)度、價值觀 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過親身經(jīng)歷體驗獲得對此算法的感性認識，培養(yǎng)學(xué)生自我獲取信息、分析評價信息、、表達呈現(xiàn)信息的能力，進一步提高其信息素養(yǎng)。 二、教學(xué)重點難點 重點：算法概念的理解 難點：如何科學(xué)合理的選擇和設(shè)計算法。 三、教學(xué)策略與手段 以趣味性問題設(shè)置情境，激發(fā)學(xué)生探索解決問題的興趣，與學(xué)生進行互動探討，通過Flash演示材料，比較直觀地把抽象的問題簡單化，使學(xué)生的思考逐步深入，從而總結(jié)出算法的概念，學(xué)會如何設(shè)計和選擇算法，培養(yǎng)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的能力。 四、教學(xué)過程（1課時） （一）我們來共同尋找下面一些生活中比較現(xiàn)實的問題的解決方法。 【問題一】天下真的有“不要錢的午餐”嗎？ 某一餐館門口海報上寫著“不要錢的午餐”， 規(guī)則如下：在三個月內(nèi)，來賓必須湊夠五個人，五人每次來就餐必須按照不同的順序坐，直到把所有可能的順序都坐一遍，以后來吃飯就可永遠免費” 。于是有人想，這太容易了，每人每次坐不同的位置，吃五次不就行了？于是他就叫上自己的朋友參加這項活動，可是，吃了十次之后，還沒有吃上免費午餐，這是怎么回事呢？ 學(xué)生們感覺非常有意思，很快以小組為單位進行熱烈的討論并得出了破解問題的步驟：①第一個座位５個人都有坐的機會②第二個座位只有４個人中的任一個有坐的機會（一個人不能同時坐兩個座位）③第三個座位只有３個人中的任一個有坐的機會④第四個座位只有２個人中的任一個有坐的機會⑤第五個座位只有１個人有坐的機會⑥計算：５４３２１＝１２０⑦得出結(jié)論：需要吃１２０次才有可能吃上免費午餐。 【問題二】有三個和尚和三個妖怪過河，只有一條能裝下兩個人的船，在河的任何一方或者船上，如果妖怪的人數(shù)大于和尚的人數(shù)，那么和尚就會有被吃掉的危險。你能不能找出一種安全的渡河方法呢？請寫一寫你的渡河方案。 學(xué)生：學(xué)生討論回答。 〖展示步驟〗 ①兩個妖怪先過河，一個妖怪回來； ②再兩個妖怪過河，一個妖怪回來； ③兩個和尚過河，一個妖怪和一個和尚回來； ④兩個和尚過河，一個妖怪回來； ⑤兩個妖怪過河，一個妖怪回來； ⑥兩個妖怪過河。 【Flash動畫展示】通過討論和動畫展示，我們可以知道，計算機解決問題和人解決問題一樣需要有清晰的解題步驟。算法就是解決問題的程序或步驟。 （二）【課件展示】算法的概念： 1、廣義的算法是指完成某項工作的方法和步驟，在我們?nèi)粘Ｉ钪幸步?jīng)常使用算法，只是沒意識到罷了。如：洗衣機的使用說明書是操作洗衣機的算法，菜譜是做菜的算法等等。 2、在數(shù)學(xué)中，現(xiàn)代意義的算法是指可以用計算機來解決的某一類問題的程序和步驟，這些程序或步驟必須是明確和有效的，而且能夠在有限步之內(nèi)完成。 【小試身手】按照這樣的理解,我們可以設(shè)計出很多由具體數(shù)學(xué)問題解決一類數(shù)學(xué)問題的算法.下面看一個例子:（要求學(xué)生自己考慮并寫出具體的算法） 雞兔同籠問題。一個籠子里有雞和兔，現(xiàn)在只知道里面一共有17個頭，48只腳，雞和兔各有多少只？試設(shè)計一個求解的算法。 【設(shè)計意圖】求解雞兔的問題簡單直觀，卻包含著深刻的算法思想。應(yīng)用解二元一次方程組的方法來求解雞兔同籠問題。 第一步：設(shè)有小雞x只，小兔y只，則有 第二步：將方程組中的第一個方程兩邊乘－2加到第二個方程中去，得到 ，得到y(tǒng)=7； 第三步：將y=7代入（1）得x=10。 【變一變】在籠中有雞、兔若干，已知有頭a個，有腳b只，求各有多少只雞和兔。 【師生合作】老師帶領(lǐng)學(xué)生共同書寫規(guī)范的算法的具體步驟，最后引出算法使用的范圍：能解決一類問題，并且能重復(fù)使用。 （三）【課件展示】算法的基本特征 ①有窮性 ②確定性 ③不唯一性 ④有效性（邏輯性） 1、有窮性：一個算法應(yīng)該包含有限個操作步驟，而不能是無限的。 2、確定性：算法的每個步驟都應(yīng)該是明確無誤的，不能含義模糊，使執(zhí)行者無所適從。 3、有零個或者多個輸入，有一個或者多個輸出 4、有效性：算法中的每一步都應(yīng)該能有效地執(zhí)行，執(zhí)行算法最后應(yīng)該能得到確定的結(jié)果。 【教學(xué)總結(jié)】 1、本節(jié)課通過一些生活中看似簡單問題的解決方法和步驟，使學(xué)生比較輕松的接受了生活算法的概念，進一步理解了計算機算法的概念。 2、課堂教學(xué)的效益取決于學(xué)生對所學(xué)知識理解了多少，能否用所學(xué)知識來解決一些實際問題。本節(jié)課的設(shè)計突出講與練的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，并且引出學(xué)生對下一節(jié)課的內(nèi)容的思考，比較順利的完成了本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。 3、如何優(yōu)化算法，找到算法的形式和用算法解決問題的效益的最佳結(jié)合點，還尚需探討。 第二課 用計算機解決問題 一、教學(xué)目標 （1）讓學(xué)生了解算法、窮舉法、程序設(shè)計語言、編寫程序和調(diào)試程序等概念。 （2）讓學(xué)生知道對現(xiàn)實問題的自然語言的描述，特別是類似程序設(shè)計語言的自然語言描述。 （3）讓學(xué)生理解分析問題、設(shè)計算法、編寫程序、調(diào)試程序這一用計算機解決問題的基本步驟，認識其在算法與程序設(shè)計中的作用。 二、重點難點 重點用計算解決問題的過程中的分析問題、設(shè)計算法、和上機調(diào)試程序等步驟。用計算機解決問題的過程中的分析問題、設(shè)計算法也是本節(jié)的難點。 三、教學(xué)過程（2課時） （一）引入 教師：“在科技發(fā)達的今天，我們到處都可以看到計算機的蹤影，感受到計算機給學(xué)習(xí)、生活帶來的方便。然而，在驚嘆計算機的神奇和享受的歡樂的時候，你是否了解計算解決問題的基本過程？有沒有思考過其中的奧妙呢？下面我們先看一個古典的問題：” 學(xué)生觀看的電視劇《漢劉邦》片斷，內(nèi)容大致如下： “韓信是我國西漢初著名的軍事家，劉邦得天下，軍事上全依靠他。韓信點兵，多多益善，不僅如此，還能經(jīng)常以少勝多，以弱勝強。在與楚軍決戰(zhàn)時韓信指揮諸侯聯(lián)軍，在垓下十面埋伏，擊敗楚軍，楚霸王項羽因此自殺?！? 片斷結(jié)束時屏幕出現(xiàn)“韓信點兵”問題：“相傳漢高祖劉邦問大將軍韓信統(tǒng)御兵士多少，韓信答說，每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人……。劉邦茫然而不知其數(shù)。你呢？” （二）問題 教師：“下面我們先助劉邦解決一個簡單的問題?！? “韓信點兵”問題1：求整除3余1、整除5余2、整除7余4的最小自然數(shù)。 （三）探究 把全班分成16個學(xué)習(xí)小組，每個小組的同學(xué)一起探究、討論問題。利用已學(xué)過的數(shù)學(xué)知識找出題目已知什么求什么、明確已知和未知之間的關(guān)系和寫出求解問題的解題步驟。并填寫《計算機解決問題的過程》教學(xué)活動表中的“探究問題記錄表”。如下： 　探究問題記錄表 分析問題(找出已知和未知、列出已知和未知之間的關(guān)系) 寫出解題步驟 結(jié)果 　學(xué)生討論，教師在這過程中到各學(xué)習(xí)小組中，引導(dǎo)個別學(xué)習(xí)小組分析問題、寫出解題步驟。教師提問2~3個同學(xué)，從中逐漸引導(dǎo)出類似如下的分析問題和解題步驟，并給出算法的概念?！? 分析問題(找出已知和未知、列出已知和未知之間的關(guān)系) 寫出解題步驟 設(shè)所求的數(shù)為X，則X應(yīng)滿足： X整除3余1 X整除5余2 X整除7余4 1、令X為1。 2、如果X整除3余1，X整除5余2， X整除7余4，這就是題目要求的數(shù)，則記下這個X。 3、令X為X+1（為算下一個作準備）。 4、如果算出，則結(jié)束；否則跳轉(zhuǎn)2。 5、寫出答案。 教師解釋第3步“另X為X+1”并指出它與數(shù)學(xué)中的區(qū)別，并從上面的解題步驟中總結(jié)出窮舉的算法。 教師：“剛才有些同學(xué)把題目解出來了，答案是67，韓信作為大將軍，統(tǒng)率士兵當(dāng)然不止67人，下面我們來解決一個數(shù)據(jù)量稍大的問題。” 　展示題目： “韓信點兵”問題2：求整除3余1、整除5余2、整除7余4、整除13余6、整除17余8的最小自然數(shù)。 學(xué)生分析上述問題并寫出算法，不用計算。學(xué)生有了第1題的經(jīng)驗，很快會寫出和第一題類似的算法。如下： 分析問題(找出已知和未知、列出已知和未知之間的關(guān)系) 寫出解題步驟 設(shè)所求的數(shù)為X，則X應(yīng)滿足： X整除3余1 X整除5余2 X整除7余4 X整除13余6 X整除17余8 1、令X為1。 2、如果X整除3余1， X整除5余2， X整除7余4， X整除13余6， X整除17余8，則記下這個X。 3、令X為X+1。 4、如果算出，則結(jié)束；否則跳轉(zhuǎn)2。 5、寫出答案。 　教師：“上面的結(jié)果超過1萬，人工計算要很長時間，在科技發(fā)達的今天，你想到什么？”（用計算機解題） （四）用計算機解決問題 教師：“計算機怎么樣解決問題？用計算機解決問題，同樣要經(jīng)過分析問題、設(shè)計算法兩步驟。”在講授過程中展示人工解題中分析問題和設(shè)計算法這兩個步驟。用計算機解題，是不是輸入上面的算法？上面用自然語言描述的算法，計算機不懂，必須翻譯成計算機的語言，這就是程序設(shè)計語言?！? 本例用Visual Basic語言編寫的程序請看如下： Private Sub Command1_Click() Dim X As Integer, Y As Integer X = 1: Y = 0 Do If X Mod 3 = 1 Then If X Mod 5 = 2 Then If X Mod 7 = 4 Then If X Mod 13 = 6 Then If X Mod 17 = 8 Then Y = X End If End If End If End If X = X + 1 Loop Until Y > 0 Print "韓信統(tǒng)御士兵數(shù)："; Y End Sub 教師：“程序編好以后，通過鍵盤輸入計算機，并運行程序查看結(jié)果這個過程叫調(diào)試程序?！? （五）觀摩 根據(jù)前面編制的程序，啟動Visual Basic程序設(shè)計環(huán)境，輸入程序代碼，進行調(diào)試，最后得到運行的結(jié)果。要求同組內(nèi)先完成的同學(xué)幫助還未完成的同學(xué)。幫助的時候不能代勞，只能動口不動手。 （六）交流 教師：“前面我們學(xué)習(xí)了用計算機解決問題的過程，它和人工解有什么關(guān)系呢？同一學(xué)習(xí)小組的同學(xué)一起探討人工求解問題和用計算機求解問題的異同，并把討論結(jié)果記錄在《計算機解決問題的過程》教學(xué)活動表的“討論記錄”表中。如下： 關(guān)于求解問題的方式討論記錄 求解問題的方式 相同點 不同點 人工求解問題 用計算機求解問題 教師提問2~3個小組的討論結(jié)果，并引導(dǎo)出大致如下的形式結(jié)果： 求解問題的方式 相同點 不同點 人工求解問題 分析問題、設(shè)計算法、得出結(jié)果、驗算結(jié)果等 對題目進行解答、運算速度慢、不需要計算機等 用計算機求解問題 編寫程序、調(diào)試程序、運算速度快等 第三課 算法與算法的描述 一、教學(xué)目標 1、知識與技能 （1）了解算法的定義及其表達方法； （2）認知流程圖的六種基本符號； （3）理解計算機解決問題的一般過程。 2、方法與過程 （1）理解用不同的表達方法描述算法的優(yōu)缺點； （2）掌握用流程圖描述簡單的算法。 3、情感態(tài)度和價值觀 以生活中的實例引入算法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動探究能力。 二、重點難點 （一）教學(xué)重點 1、算法的定義； 2、算法的三種表達方法； 3、流程圖的六種基本符號； 4、用流程圖描述簡單的算法。 （二）教學(xué)難點 5、算法的描述（三種）； 6、用流程圖描述算法。 三、教學(xué)過程（2課時） 教學(xué)內(nèi)容 預(yù)期目標 新課內(nèi)容： 一、對算法的初步了解 1．一個簡單的物理問題：求物體在恒力作用下的加速度。 根據(jù)在物理課中學(xué)過的知識，要解決這個問題有多種方法： 方法一： a) 測量出物體的質(zhì)量m、拉力F和滑動摩擦力f b) 將測量所得的數(shù)據(jù)輸入計算機 c) 根據(jù)牛頓第二定律F-f=m*a，計算出加速度a d) 輸出所得的結(jié)果 方法二： a) 測量出物體從靜止開始移動的距離s、時間t b) 將測量所得的數(shù)據(jù)輸入計算機 c) 利用公式：s=a*t*t/2計算出加速度a d) 輸出所得的結(jié)果 2．算法的定義 這種為解決某一問題而設(shè)計的確定的有限的步驟稱為算法。 二、算法的描述 要把解決問題的步驟表達出來，有多種方法可以表達算法。 1．用自然語言表達 用自然語言表達算法，就是把算法的各個步驟，依次用人們熟悉的自然語言表示出來。 優(yōu)點：容易理解 缺點：書寫較煩、不確定性、對復(fù)雜的問題難以表達準確、不能被計算機識別和執(zhí)行 2．用圖形符號表達 用圖形符號表達算法必須要有一組規(guī)定統(tǒng)一、含義確定的專用符號。 常用的“流程圖”所用的基本符號 圖形符號 符號名稱 說明 流線 起始、終止框 表示算法的開始或結(jié)束 起始框：一流出線 終止框：一流入線 輸入、輸出框 框中標明輸入、輸出的內(nèi)容 只有一流入線和一流出線 處理框 框中標明進行什么處理 只有一流入線和一流出線 判定框 框中標明判定條件并在框外標明判定后的兩種結(jié)果的流向 一流入線兩流出線 （T和F ）但同時只能一流出線起作用 流線 表示從某一框到另一框的流向 連接圈 表示算法流向出口或入口連接點 一條流線 優(yōu)點：直觀、形象 缺點：不能被計算機識別和執(zhí)行 開始 M=m F1=F F2=f a=（F1-F2）/M 輸出a 結(jié)束 例6-1-1：“物體在恒力作用下的加速度”的算法用下圖表達。 3．用程序?qū)崿F(xiàn)算法 用計算機能理解和執(zhí)行的程序設(shè)計語言把算法表示出來，然后把程序輸入到計算機并執(zhí)行，計算機才能按照預(yù)定的算法去解決問題。 不同類型的計算機能夠識別的指令和語言不盡相同，即使對同一種計算機語言，不同類型的計算機對該語言的解釋程序也有差異。 因此，用程序表示算法時，必須按照程序設(shè)計語言適用某類計算機的具體規(guī)定來進行。 例：用Pascal語言表示“從鍵盤輸入一組數(shù)據(jù)并求該組數(shù)據(jù)的平均值”的程序如下： Program ex_aver Var I:integer;x,av:real; Begin Av:=0;I:=0; Do while not eof() Begin Readln(x); av:=av+x; I:=I+1; End av:=av/I; Writenln(“The average value is :”,av); End 三、用計算機解決問題的一般過程 使用計算機解決一個問題，一般包括四個過程 1．需求分析 “需求分析”是指對要解決的問題進行詳細的分析，弄清楚問題的要求，包括需要輸入什么數(shù)據(jù)，要得到什么結(jié)果，最后應(yīng)輸出什么。 “需求分析”就是確定要計算機“做什么”。 2．設(shè)計算法 弄清楚要計算機“做什么”后，就要設(shè)計計算法，明確要計算機“怎么做” 解決一個問題，可能有多種算法。例如，數(shù)學(xué)題常常有“一題多解”。這就是說，解決一個問題的算法可能不止一種。這是，應(yīng)該通過分析、比較、挑選一種最優(yōu)的算法。 3．編寫程序 計算機只能接受并執(zhí)行計算機程序設(shè)計語言編寫的程序。當(dāng)我們?yōu)榻鉀Q一個問題確定了算法后，還必須將該算法用計算機程序設(shè)計語言編寫程序。這個過程成為“編碼”或“編程”。 4．上機調(diào)試與維護 編寫完成的程序，不一定完全符合實際問題的要求，還必須在計算機上運行這個程序，排除程序中可能出現(xiàn)的錯誤，才能得到結(jié)果。這個過程稱為“上機調(diào)試”。 即使是經(jīng)過調(diào)試的程序，在使用一段時間后，仍然會被發(fā)現(xiàn)錯誤或不足之處。這就需要對程序做進一步的修改，使之更加完善。這個過程稱為“維護”。 在實際解決問題時，上述四個步驟可能會根據(jù)不同的問題有所側(cè)重。 引入物理學(xué)中的例子，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生理解算法的概念 引導(dǎo)出算法的概念 介紹三種算法的表達方式，并對它們進行比較，分析優(yōu)缺點。 給出流程圖的基本符號，對其功能和使用情況加以說明，以便今后在具體運用中的正確使用。 給出流程圖的作法，通過詳細的解釋說明使學(xué)生初步掌握流程圖的使用和基本畫法。 了解計算機解決問題的一般過程，為今后用編程解決實際問題打下基礎(chǔ)。 第四課 程序與程序設(shè)計語言 一、教學(xué)目標 1、知識與技能 使學(xué)生知道什么是源代碼，并理解算法、程序設(shè)計、程序設(shè)計語言之間的關(guān)系，了解程序設(shè)計語言的發(fā)展及種類。 2、過程與方法 使學(xué)生初步體驗編程樂趣，了解如何編輯程序、編譯程序和連接程序。 3、情感態(tài)度與價值觀 讓學(xué)生進一步領(lǐng)會算法和程序設(shè)計在解決問題中的地位，體會編寫出程序的魅力，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣。 二、重點難點 （1）重點：了解代碼所包含的算法思想； （2）難點：計算機是如何編輯程序、編譯程序和連接程序的。 三、教學(xué)過程（2課時） 正課講解 （一）嘗試用VB編寫程序 1、 么是VB？ ——VB是一種基本BASIC語言的可視化程序開發(fā)工具。 2、 編寫程序 ⑴從桌面上啟動VB，彈出“新建工程”對話框，從“新建”頁面中選“標準EXE”，然后“打開“按鈕，建立”標準EXE工程。 　　注：為了避免打開時總是出現(xiàn)“新建工程”對話框，在首次啟動時，勾選“不再顯示這個對話框”。 　?、茊螕艄ぞ呦洹癈ommandButton”的按鈕，在Form1窗體中拖出一個“Command1”按鈕。 　　Command1是命令按鈕，它有6個屬性、2個事件和4個方法。　　 屬性 Caption 標題 Default 決定窗體的默認命令按鈕 Enabled 決定對象是否響應(yīng)用戶生成事件 Style 控件的外觀 Visible 決定對象是否可見 Picture 顯示的圖形 事件 方法 Click 單擊 Drag 拖動 Refresh 刷新 KeyPress 字符鍵被單擊 Move 移動 SetFocus 設(shè)置焦點，將當(dāng)前焦點強制設(shè)置到文本框?qū)ο笊? 　?、沁x中此按鈕，從屬性窗口中將Caption改為“韓信點兵”。 ⑷給按鈕添加代碼，在Private Sub Command1_Click（）和 End Sub之間添加代碼： 　　Dim N As Integer ‘聲明N為整型 　　N=1 ‘賦初始值 　　Do(N mod 3=2) and(N mod 5=3) and (N mod 7=2) 　　Then ‘滿足條件打印N，不滿足繼續(xù)循環(huán) 　　 Print N 　　Exit do 　　End if 　　 N=N+1 　　Loop 　?、蓮摹斑\行”菜單中“單擊”啟動命令，運行程序。運行后，單擊“韓信點兵”按鈕。 　　注：運行時，不能修改程序代碼。 　　實踐題：從“調(diào)試”菜單中點擊“逐語句”命令（F8），然后按F8鍵試著單步運行程序，觀察代碼是如何運行的，程序執(zhí)行注釋部分嗎？在程序運行的過程中，用鼠標指向變量N，看看它的值有什么變化，為什么會這樣變？ （二） 算法、程序設(shè)計與程序設(shè)計語言之間的關(guān)系 ⑴算法 　　提出問題：什么是算法？算法有哪些特征？ 　　⑵程序設(shè)計——尋求解決問題的方法，并將其實現(xiàn)步驟寫成計算機可執(zhí)行的程序的過程。 　　⑶程序設(shè)計語言——泛指一切用于書寫計算機程序的語言。 　　算法是程序設(shè)計的前提，它包含方法和步驟； 　　程序是實現(xiàn)算法中的思想的過程； 程序設(shè)計語言把算法轉(zhuǎn)化為計算機認識的語言。 （三） 認識程序設(shè)計語言 1、發(fā)展過程 機器語言：由一串“0”和“1”構(gòu)成二進制代碼。 匯編語言：是一種符號化（英文助記符）的機器語言。 高級語言：如Basic、C/C++、Fortran、Pascal、Cobol、Java等。 2、分類（按轉(zhuǎn)換方式不同分類） 編譯型語言 解釋型語言 編寫的源程序需要用編譯程序先翻譯成機器語言的目標程序，然后再由連接裝配程序進行連接裝配，生成可執(zhí)行程序，這樣才能被計算機執(zhí)行。 源程序輸入計算機后，運行源程序，相應(yīng)的解釋程序會逐條分析源程序中的語句，每解釋一句由計算機執(zhí)行一句。 C/C++ 、 VB 、 Pascal 、 Cobol Qbasic 、 Lisp 3、編輯程序、編譯程序和連接程序 ⑴編輯程序 包含內(nèi)容：一是將源程序逐個字符輸入到計算機內(nèi)存，二是修改源程序，三將修改好的源程序保存在磁盤文件中。 ⑵編譯程序：將已編輯好的源程序（已存儲在磁盤文件中）翻譯成二進制的目標代碼。 　　二進制代碼在UNIX下后綴為“.o”的文件，在DOS下是后綴為“.obj”文件。 ⑶連接：將各模塊的二進制目標代碼與系統(tǒng)標準模塊經(jīng)連接處理后，得到具有有絕對地址的可執(zhí)行文件，它是計算機直接執(zhí)行的文件。 　　在UNIX下它以“.out”為后綴，在MS-DOS以下“.exe”為后綴。 　　執(zhí)行過程： 第五課 vb語言及程序開發(fā)環(huán)境 一、教學(xué)目標 1、知識與技能 掌握VB定義的常用的基本數(shù)據(jù)類型，常量與變量的定義方法，運算符、函數(shù)和表達式的描述。熟悉VB程序設(shè)計語言的開發(fā)環(huán)境，能調(diào)試簡單的VB程序。 2、方法與過程 本節(jié)涉及到基礎(chǔ)知識較多，所以要一個一個問題解決，從一個簡單的求圓的面積的程序入手，從中分析VB程序一般包括的四部分，基本數(shù)據(jù)類型、常量與變量，運算符、函數(shù)和表達式，而且結(jié)合練習(xí)來加強對這些新知識的鞏固。通過介紹VB程序的開發(fā)環(huán)境中的菜單、常用工具和常用窗口等，再通過上機操作運行一個程序，讓學(xué)生更容易上手。 3、情感態(tài)度和價值觀 這一節(jié)是學(xué)習(xí)VB程序的重要的入門課，授課時要注意結(jié)合學(xué)生的思路，逐個問題解決，不可一蹴而就。 二、重點難點 1、教學(xué)重點 （1） VB常用的的基本數(shù)據(jù)類型，常量與變量，運算符和表達式 （2） VB程序的開發(fā)環(huán)境 2、教學(xué)難點 把本節(jié)的內(nèi)容加以運用 三、教學(xué)過程（3課時） 導(dǎo)入： 以下是一個“求半徑為r的圓的面積”的程序，請你注意觀察程序的組成結(jié)構(gòu)及其功能，并思考如下的問題： （1）程序有多少行，每一行的作用是什么？ （2）如果按語句的作用區(qū)分，這個程序包含幾個部分？ Private sub command1_click() ‘定義名為command1_click()的事件過程 Const pi as single=3.14 ‘說明程序中pi是常量∏ Dim r as single,s as single ‘定義半徑r和面積s為單精度實型 r=inputbox(“r=”,”請輸入半徑”) ‘輸入r的值 s=pi*r*r ‘把表達式pi*r*r的值賦給s print “圓的面積s=”;s ‘把s的值輸出到當(dāng)前的窗體上 End sub ‘過程結(jié)束 考察上述程序，我們?nèi)菀卓吹剑撼绦蚬灿写a7行，每一行都是VB的一個語句，VB的程序就是由這樣的一組語句組成。每一個語句都是按照一定的規(guī)則書寫的。 總結(jié)上述分析，我們可以得到VB程序的一般包括如下部分： （1） 數(shù)據(jù)類型說明部分 （2） 數(shù)據(jù)的輸入部分 （3） 數(shù)據(jù)的處理部分 （4） 數(shù)據(jù)的輸出部分 一、基本數(shù)據(jù)類型 描述客觀事物的數(shù)、字符以及所有能輸入到計算機中，并被計算機程序加工處理的集合稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)既是計算機程序處理的對象，也是運算產(chǎn)生的結(jié)果。 為了更好地處理各種數(shù)據(jù)，VB定義了多種數(shù)據(jù)的類型。基本數(shù)據(jù)類型是系統(tǒng)預(yù)先定義的數(shù)據(jù)類型，表2-1中列出了VB定義的常用的基本數(shù)據(jù)類型。 例如在上述的程序中，既有單精度實型數(shù)的數(shù)據(jù)（如3.14等），也有字符類型的數(shù)據(jù)，如“輸入半徑”、“圓的面積S=”。 二、常量與變量 （1）常量 常量是指在程序運行過程中始終保持不變的常量、字符串等。例如在上述的程序中，3.14、“r=”、“輸入半徑”等都是常量。 在程序設(shè)計中，以于一些經(jīng)常使用的常量，可以用常量說明語句來定義。這樣可以提高程序的可讀性和可維護性。 常量說明語句的格式是： Const 常量名 As 類型 = 表達式 在上述程序中，第2行就是一個常量說明語句，說明程序中需要使用的常量。 （2）變量 在程序處理數(shù)據(jù)時，對于輸入的數(shù)據(jù)、參加運算的數(shù)據(jù)、運行結(jié)果等臨時數(shù)據(jù)，通常把它們暫時存儲在計算機的內(nèi)存中。變量就是命名的內(nèi)存單元位置。在VB中，變量名必須是由英文字母開頭，后面則可以由字母、數(shù)字或其它符號組成；變量的名稱最好與它所表示的內(nèi)容意義相同的英文單詞來確定。 （3）變量說明 使用變量前，一般應(yīng)先說明變量名及其類型，以使系統(tǒng)為其分配存儲單元，變量說明語句格式如下： Dim 變量 As 類型 如Dim r as single，定義半徑r為單精度實型 三、運算符、函數(shù)和表達式 （1）運算符 運算符是對數(shù)據(jù)進行加工的過程。描述各種不同運算的符號稱為運算符，參與運算的數(shù)據(jù)稱為操作數(shù)。在VB中，常用的運算符有算術(shù)運算符、字符串運算符和邏輯運算符等。 ①算術(shù)運算符有： 運算符號 + - * / ^ \ MOD 含義 加號 減號 乘號 除號 乘方 整除 取余數(shù) 算術(shù)運算符的運算規(guī)則和數(shù)學(xué)中相同,如果意義不明確時,可以加上括號使其看起來更明白。VB中只使用一種括號“（）”，它可以多次嵌套。 ②字符串運算符有：& VB中的字符串運算符是“&”，該運算符主要用于連接兩個或更多的字符串，例如：“＂abcd＂&＂efg＂”連接后結(jié)果為＂abcdefg＂。 （2）函數(shù) 在VB中有兩類函數(shù)，分別是內(nèi)部函數(shù)和自定義函數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)。常用的內(nèi)部函數(shù)有數(shù)值函數(shù)、字符函數(shù)、時間/日期函數(shù)和其它函數(shù)等，如表2-2所示，自定義函數(shù)是由程序員根據(jù)需要定義的函數(shù)。 在程序中要使用一個函數(shù)時，只需要給出函數(shù)名和一個或多個參數(shù)，就能得到函數(shù)值。調(diào)用函數(shù)的格式如下： 函數(shù)名（參數(shù)表） （3）表達式 表達式是指某個求值規(guī)則，它由運算符和配對的圓括號將變量、常量、函數(shù)等操作數(shù)以合理的形式連接起來的式子。例如在上述的程序中，式子pi*r*r是合法的表達式。 四、練習(xí) （1）下列數(shù)據(jù)屬于字符串常量的是（ ） A．bcda B.＂kfjf＂ C.’fksj’ D.”j_hjh” （2）在VB語言中，下列數(shù)據(jù)中合法的長整型常量是（） A．09B B.2738940 C.99.7800 D.8.12345E12 （3）在VB語言中，下列變量中合法的變量是（） A．b90 B.abc=9 C.print D.8888F1 （4）在VB語言中，下列表達式中合法的表達式是（） A．a(chǎn)+b*|c| B.bct9 C.4-2*∏ D. pi*r*r 五、可視化程序的開發(fā)環(huán)境 前面的學(xué)習(xí)使我們知道，要較快地學(xué)會運行調(diào)試VB程序，首先需要熟悉VB程序設(shè)計語言的開發(fā)環(huán)境。VB程序設(shè)計語言的開發(fā)環(huán)境的界面如下圖： VB程序設(shè)計語言的開發(fā)環(huán)境中，控件工具箱、代碼窗口、窗體設(shè)計器窗口、工程資源管理器窗口、屬性窗口是一些常用的程序設(shè)計與調(diào)試工具，這些工具互相協(xié)調(diào)、互相補充，如果熟練、合理地使用會大大地減少應(yīng)用程序的開發(fā)難度，提高工作效率。 四、課外拓展 在了解、熟悉了VB程序設(shè)計語言的開發(fā)環(huán)境以后，你肯定躍躍欲試，一顯身手。好吧，就讓我們一起來體驗VB程序的運行調(diào)試吧！ 求s=123…n問題的VB程序： private sub form_load() n=inputbox(“請輸入n的值：”，“輸入”) s=1 for i=1 to n s=s*I next I msgbox “s=”+str(s),0,”計算結(jié)果” end sub 當(dāng)N=22時，運行的結(jié)果是： 第六課 程序的順序結(jié)構(gòu) 一、教學(xué)目標 1、知識與技能 理解程序順序結(jié)構(gòu)的執(zhí)行流程，掌握賦值語句和輸入輸出語句，能夠編寫簡單的順序結(jié)構(gòu)的程序，以解決生活中的一些計算問題。 2、方法與過程 本節(jié)從簡單的問題入手，如求圓的面積，讓學(xué)生初步掌握賦值語句和輸入輸出語句的使用方法及其功能。進而轉(zhuǎn)入較為復(fù)雜的問題，如編寫程序使從鍵盤上輸入一個三位數(shù)，然后反方向輸出，并且運用到上一章所學(xué)的運算符、表達式等，對知識進行鞏固，課程安排形成循序漸進的梯度，充分挖掘?qū)W生潛力，讓有余力的學(xué)生可以有更大空間。 3、情感態(tài)度和價值觀 程序設(shè)計選取的題目與高一所學(xué)的數(shù)學(xué)、物理中學(xué)到的新知識有密切的聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生對程序設(shè)計的追求和向往。 二、重點難點 1、教學(xué)重點 （1） 賦值語句和輸入輸出語句的使用 （2） 程序順序結(jié)構(gòu)的執(zhí)行流程 （3） 能編寫程序解決簡單的應(yīng)用題 2、教學(xué)難點 根據(jù)題目寫出正確的程序 三、教學(xué)過程（2課時） 導(dǎo)入：演示求圓的面積這道題的程序，讓學(xué)生明白通過程序可以解決數(shù)學(xué)中的問題，也給學(xué)生展示完整的程序代碼，這道程序的功能就是靠這些代碼來控制的，引起學(xué)生的注意，激發(fā)他們的求知欲。 一、演示上述的程序，并把程序代碼中的各行代碼的作用解釋一遍，順便把程序的執(zhí)行流程說明一下，編寫的程序與設(shè)計的算法是一致的。 Private sub command1_click() ‘定義名為command1_click()的事件過程 Const pi as single=3.14 ‘說明程序中pi是常量∏ Dim r as single,s as single ‘定義半徑r和面積s為單精度實型 r=inputbox(“r=”,”請輸入半徑”) ‘輸入r的值 s=pi*r*r ‘把表達式pi*r*r的值賦給s print “圓的面積s=”;s ‘把s的值輸出到當(dāng)前的窗體上 End sub ‘過程結(jié)束 二、賦值語句 在上述的程序中，r=inputbox(“r=”,”請輸入半徑”)，s=pi*r*r的含義分別是將賦值號右邊的函數(shù)inputbox(“r=”,”請輸入半徑”)的值賦給變量r, 將賦值號右邊的表達式pi*r*r的值賦給變量s。它們的作用都是將表達式的值賦給左邊的變量，這種語句稱為賦值語句。 賦值語句的基本格式是： 變量=表達式 這里的“=”是賦值符號，它的含義是將表達式的值賦給左邊的變量。 觀察下列賦值語句的作用： （1） A=B，它是將變量B的值賦給變量A，但B的值并未改變。 （2） A=123表示將數(shù)值123賦給變量A。 （3） A=A+10表示將變量A的值加10后，再賦給變量A。如果原來A的值為30，則執(zhí)行此語句后，A的值為40。 （4） 如果A=30，B=40，則依次執(zhí)行語句T=A，A=B，B=T后，A、B兩個變量的值發(fā)生交換A=40，B=30。 三、輸入數(shù)據(jù)的函數(shù) Inputbox()是提供從鍵盤輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)，利用它可產(chǎn)生一個對話框，提示用戶輸入數(shù)據(jù)并單擊命令按鈕。該函數(shù)返回值是字符類型。利用這個函數(shù)，上述程序中的r=inputbox(“r=”,”請輸入半徑”)，所以在程序運行時，從鍵盤上輸入數(shù)據(jù)賦值給變量r。 Inputbox()的語法格式為： Inputbox(提示信息，標題，默認值，位置) 其中： 提示信息：指對輸入數(shù)據(jù)的提示，顯示在對話框中，不能省略。 標題：指運行此函數(shù)后彈出的對話框的標題。 默認值：指默認的輸入數(shù)據(jù)值。 位置：指運行此函數(shù)后彈出的對話框的左上角在屏幕上的位置與提示信息和標題是用引號引起來的字符串。例如：執(zhí)行下面的程序運行情況： Private Sub Command1_Click() A = InputBox("A=", "輸入", 12, 100, 20) End Sub 運行該程序，屏幕上窗口的左上角將位于坐標為（100，20）的位置，標題為“輸入”，窗口的提示信息為“A=”，而在輸入欄內(nèi)會出現(xiàn)默認的數(shù)據(jù)12。如下圖所示： 四、輸出數(shù)據(jù)的方法 Print是輸出數(shù)據(jù)、文本的一個重要方法。在求圓的面積程序中，print “圓的面積s=”;s 就是利用Print方法將計算出來的圓的面積s的值輸出到窗體上。 Print方法輸出數(shù)據(jù)的基本格式是： Print 輸出內(nèi)容 在這里，輸出內(nèi)容可以是數(shù)、變量、表達式，也可以是用引號括起來的字符串。 說明： （1）如果輸出的內(nèi)容是數(shù)、變量、表達式，則輸出的是數(shù)、變量、表達式的值。如果是引號引起來的字符串，則原樣輸出。 例如：語句Print 3 的結(jié)果為 3 語句Print 2+2 的結(jié)果為 4 語句Print “你好” 的結(jié)果為 你好 （2）輸出內(nèi)容可以是一個或多個。如果是多個輸出內(nèi)容，則各輸出內(nèi)容之間可以用逗號或分號分隔；如果用分號，則后面一個輸出內(nèi)容緊跟前一個輸出；如果是逗號，則按照分區(qū)格式輸出。 例如：A=5，B=3 Print “A=”；A，“B=”；B 輸出結(jié)果為：A=5 B=3 A=5，B=3 Print “A=”；A；“B=”；B 輸出結(jié)果為：A=5B=3 （3）如果輸出內(nèi)容后面沒有符號，則表示下一個Print換行輸出；如果Print中沒有輸出內(nèi)容，則表達輸出一個空行。 例如：A=5，B=3 Print “A=” ；A Print “B=” ；B 五、練習(xí) 問題1：已知長方體的長、寬、高，編寫一個程序，求長方體的全面積和體積。 （1） 分析問題 設(shè)長方體的長、寬、高分別為A、B、C，由于長方體的六個面的面積兩兩對應(yīng)相等，所以長方體的全面積為：S=2*（A*B+A*C+B*C），體積為：V=A*B*C。 （2）設(shè)計算法 ① 輸入A、B、C的值 ② 計算S=2*（A*B+A*C+B*C） ③ 計算V=A*B*C ④ 輸出S，V的值 （3）編寫程序 Private sub command1_click() Dim A as single,B as single,C as single,S as single,V as single A=Inputbox(“A=”,”輸入”) B=Inputbox(“B=”,”輸入”) C=Inputbox(“C=”,”輸入”) S=2*（A*B+A*C+B*C） V=A*B*C Print “全面積S=”；S，“體積V=”；V （4）調(diào)式程序 六、小結(jié) 在以上的程序中，執(zhí)行時按語句出現(xiàn)的順序執(zhí)。即當(dāng)執(zhí)行第一條語句后，必然從第二條語句繼續(xù)，順序執(zhí)行所有的語句，直到執(zhí)行完最后一條語句為止。像這樣的控制結(jié)構(gòu)稱為程序的順序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)的最大特點是在這個結(jié)構(gòu)內(nèi)按由上到下的的書寫順序執(zhí)行，它只有一個入口和一個出口。這是一種最簡單、最基本的結(jié)構(gòu)。如圖 五、課外拓展 試編寫程序從鍵盤上輸入一個三位數(shù)，然后將它反方向輸出。例如輸入456，輸出應(yīng)為654。 第七課 程序的選擇結(jié)構(gòu) 一、教學(xué)目標 1、知識與技能 理解程序選擇結(jié)構(gòu)中的條件選擇語句的執(zhí)行流程，掌握條件選擇語句和多種選擇語句的使用方法，能夠編寫簡單的選擇結(jié)構(gòu)的程序，以解決生活中的一些計算問題。 2、方法與過程 本節(jié)從簡單的問題入手，通過一道求一個數(shù)的絕對值的題目，讓學(xué)生明白條件選取擇語句的執(zhí)行流程及使用方法。進而再做類似的練習(xí)，加強學(xué)生的理解，課程安排形成循序漸進的梯度，充分挖掘?qū)W生潛力。 3、情感態(tài)度和價值觀 程序設(shè)計選取的題目都是生活中遇到的例子，加強學(xué)生利用本學(xué)科解決日學(xué)生活中的問題的意識。 二、重點難點 1、教學(xué)重點 （1）條件選擇語句和多重選擇語句的使用 （2）程序條件選擇結(jié)構(gòu)的執(zhí)行流程 （3）會使用條件語句和多重選擇語句編寫程序解決簡單的應(yīng)用題 2、教學(xué)難點：根據(jù)題目寫出正確的程序 三、教學(xué)過程（2課時） 導(dǎo)入：演示求一個數(shù)的絕對值這道題的程序，讓學(xué)生明白通過程序可以解決數(shù)學(xué)中的問題，也給學(xué)生展示完整的程序代碼，這道程序的功能就是靠這些代碼來控制的，引起學(xué)生的注意，激發(fā)他們的求知欲。 一、演示上述的程序，并把程序代碼中的各行代碼的作用解釋一遍，順便把程序的執(zhí)行流程說明一下，編寫的程序與設(shè)計的算法是一致的。 程序2-3 Private sub command1_click() ‘定義名為command1_click()的事件過程 Dim A as single ‘定義求絕對值的數(shù)A為單精度實型 A=inputbox(“r=”,”請輸入半徑”) ‘輸入A的值 If A>=0 then ‘如果A>=0 Print “Y=”;A ‘輸出A的值 Else Print “Y=”;－A ‘輸出－A的值 End if End sub ‘過程結(jié)束 二、條件語句 在解決問題的過程中，常常需要對事物進行判斷和選擇，如上題中，求一個數(shù)A的絕對值，如果A>=0，則這個數(shù)的絕對值為A，否則為－A。在程序設(shè)計中，如何實現(xiàn)判斷和選擇呢？在上述代碼中，有一個用if開頭的語句，這就是條件語句。 （一）條件語句的基本格式是： if 條件 then 語句組1 else 語句組2 或 if 條件 then 語句組1 else 語句組2 end if 其中，條件是一個邏輯表達式，語句組是一組VB的語句。 （二）條件執(zhí)行語句的執(zhí)行過程 條件語句的執(zhí)行過程是：當(dāng)條件成立時，執(zhí)行then后面的語句組1，否則執(zhí)行語句組2，條件語句的執(zhí)行流程圖如下圖所示。 在條件語句的基本格式中有時可以省略else和語句組2，這時條件語句的執(zhí)行過程是當(dāng)條件成立時，執(zhí)行then后面的語句組1，否則退出條件語句，執(zhí)行下面的語句。 （三）關(guān)系表達式 在程序2-3中，程序的第三行是一個條件語句，其中的條件A>=0表達式，一般稱為關(guān)系表達式，關(guān)系表達式是用關(guān)系運算符連接起來的式子。 關(guān)系運算符號有： 運算符號 = ＞ ＞＝ ＜ ＜＝ ＜＞ 含義 等于 大于 大于等于 小于 小于等于 不等于 　　　當(dāng)關(guān)系表式成立時其值為真（Ture）,當(dāng)表達式不成立時其值則為假（False）；關(guān)系表達式的值既不是數(shù)值型量，也不是字符型量，而是一種新的數(shù)量類型——邏輯型。邏輯型只有兩個可能的值：假（False）和真（Ture）。 關(guān)系表達式的值定義如下： 　　　?。?）對數(shù)值型的數(shù)據(jù)比較，是按照數(shù)值的大小來進行比較。如13>6的值為真。 （2）對其它類型數(shù)據(jù)的比較，則按照其序號進行比較。如＂D＂>＂B＂其值為假。2c+d and a>=5 or not c>0 or d<0 當(dāng)a=5,b=7,c=2,d=1時，運算結(jié)果是真。 三、練習(xí) 四、練習(xí) 問題1：某商場為了對蘋果進行促銷，規(guī)定購買2千克以上可以在原價每千克1.5的基礎(chǔ)上打8折。請設(shè)計一個程序計算購買x千克蘋果的應(yīng)付款。 （1） 分析問題 設(shè)買蘋果的重量為x千克，應(yīng)付款為y元,如果x>=2,則y=1.5*x*0.8,否則y=1.5*x。 （2）設(shè)計算法 ① 輸入x的值 ② 如果x>=2,則y=1.5*x*0.8 ③ 否則y=1.5*x ④ 輸出y的值 （3）編寫程序 Private sub command1_click() Dim x as single x=Inputbox(“請輸入購買蘋果的重量”) if x>=2 then y=1.5*x*0.8 else y=1.5*x end if Print “應(yīng)付款”；y；“元” （4）調(diào)式程序 五、多重選擇語句 問題2：輸入一個成績，如果90分以上，則輸出“優(yōu)秀”；80-89，則輸出“良好”；70-79，則輸出“中等”；60-69，則輸出“及格”；60分以下則輸出“不及格”，請編寫程序。 如果這道題使用if語句來編寫程序的話，程序如下： 程序2-4 Private sub command_click() X=inputbox(“請輸入一個分數(shù)”) If X>=90 then print”優(yōu)秀” If X>=80 and X<89 then print”良好” If X>=70 and X<79 then print”中等” If X>=60 and X<69 then print”及格” If X <60 then print”不及格” End sub 在程序2-4中，使用了5個if語句來處理5種情況。這樣的程序在可讀性和效率方面都是比較差的，如果再多一些情況，它的缺陷就會暴露得更加明顯，如何處理這個問題呢？ （一）多重選擇語句格式 在VB語言中，設(shè)置了一個處理多種情況的語句，稱為多重選擇語句，它的基本格式為： select case 表達式 case 表達式列表1 語句組1 case 表達式列表2 …… case else 語句組N+1 end select 其中 （1）表達式和表達式列表可以是數(shù)值型或字符型，表達式列表還可以是多個用逗號分開的表達式。 （2） 表達式列表與表達式的類型必須相同。 （3） 表達式列表又稱值域，它有如下三種形式： ① 表達式1，表達式2，…… ② 表達式1 to表達式2 ③ Is關(guān)系表達式 （二）多重選擇語句的執(zhí)行過程 多重選擇語句的執(zhí)行過程是： 當(dāng)表達式的值為表達式列表1時，執(zhí)行語句組1； 當(dāng)表達式的值為表達式列表2時，執(zhí)行語句組2； …… 當(dāng)表達式的值為表達式列表N時，執(zhí)行語句組N； 當(dāng)表達式的值不是上述值時，執(zhí)行語句組N+1； 有了多重選擇語句，對于多種情況的選擇問題，就可以利用它來解決。運用多重選擇語句編寫問題2的程序如下： Private sub command_click() X=inputbox(“請輸入學(xué)生成績”) Select case X Case Is>=90 Print”優(yōu)秀” Case 80 to 89 Print”良好” Case 70 to 79 Print”中等” Case 60 to 69 Print”及格” Case else Print”不及格” End select End sub （三）練習(xí) 問題3：我們把字符作如下的分類：大寫字母：A…Z；小寫字母：a…z；數(shù)字：0…9；其它字符。編寫程序，根據(jù)上述分類的方法，輸入一個字符，報告該字符所屬的類型。 六、小結(jié) 與順序結(jié)構(gòu)相比較，選擇結(jié)構(gòu)就是程序的執(zhí)行不再完全按照語句的順序執(zhí)行，而是根據(jù)某種條件是否成立來決定程序執(zhí)行的走向，它進一步體現(xiàn)了計算機的智能特點。 在VB語言中，選擇結(jié)構(gòu)通過if語句和select case語句這兩個條件語句來實現(xiàn)，運用條件語句的關(guān)鍵是條件的表示，如果能夠正確地表達條件，就可以簡化程序，在多重選擇的情況下，使用select case語句，可以使程序更直觀，更準確地描述出分支的走向。 四、課外拓展 問題4：編一個程序，輸入三個數(shù)，輸出其中的最大數(shù)。 問題5：自已上網(wǎng)查資料，搜集有關(guān)氣象風(fēng)級表的資料，比如說0級是屬于無風(fēng)，12級是屬于颶風(fēng)等，試編寫程序，輸入一個風(fēng)級，輸出相應(yīng)的概況，名稱，速度等。 第