1、选修一 算法与程序设计选修一 算法与程序设计本模块的学习目的是使学生在原有基础上进一步体验算法思想，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用；能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计语言编制程序实现算法解决问题。本模块为选修模块。本模块的教学，应注意与数学课程中有关内容的衔接，要强调理论与实践的结合，引导学生注意寻找、发现身边的实际问题，进而设计出算法和计算机程序去解决这些问题。教师要注意发现对程序设计有特殊才能的学生，根据具体情况为他们提供充分的发展空间。本模块强调的是通过算法与程序设计解决实际问题的方法，对程序设计语言的选择不作具体规定。本模块由3个主题组成，结
2、构如下： （一）计算机解决问题的基本过程1内容标准（1）结合实例，经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程，认识算法和程序设计在其中的地位和作用。 （2）经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。（3）在使用计算机解决实际问题的过程中，通过观看演示、模仿、探究、实践等环节，了解顺序、选择、循环三种基本结构及其重要作用，掌握计算机程序的基本概念，能解释计算机程序执行的基本过程。（4）了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。2活动建议有专家认为，对于能够借助计算机技术来解决的问题，可以按照其结构化程度划分成三个类型：结构化问题，是能够
3、通过形式化（或称公式化）方法描述和求解的一类问题；非结构化问题难以用确定的形式来描述，主要根据经验来求解；半结构化问题则介于上述两者之间。请依照该思路，调查结构化问题的实例，并归纳解决此类问题的一般规律。（二）程序设计语言初步1内容标准（1）理解并掌握一种程序设计语言的基本知识，包括语句、数据类型、变量、常量、表达式、函数。会使用程序设计语言实现顺序、选择、循环三种控制结构。例1 顺序结构：统计一个用户一年的水费、电费、煤气费。例2 选择结构：设计一个邮包计费程序，凡不超过20千克的邮包按每千克0.85元收取费用；如果超过20千克，超过部分按每千克1元计算。例3 循环结构：为校园歌手大赛设计一
4、个评分程序，10名评委，去掉一个最高分、一个最低分，计算平均分。（2）理解模块化程序设计的基本思想，初步掌握其基本方法。（3）初步掌握调试、运行程序的方法。（4）在使用某种面向对象程序设计语言解决问题的过程中，掌握面向对象程序设计语言的基本思想与方法，熟悉对象、属性、事件、事件驱动等概念并学会运用。（5）能够说出程序设计语言产生、发展的历史与过程，能够解释其意义。2活动建议（1）选择实例，根据解决问题的要求分析设计算法，恰当地使用三种控制结构编写源程序，调试并运行该程序，在过程中体验程序设计语言的逻辑特点。（2）分别就模块化程序设计的思想与方法、面向对象的程序设计语言的思想与方法展开讨论，展望
5、计算机程序设计的发展趋势。（三）算法与问题解决例举1. 内容标准A 解析法与问题解决（1）了解解析法的基本概念及用解析法设计算法的基本过程。（2）能够用解析法分析简单问题，设计算法，编写程序求解问题。例1 使用一根长度为L厘米的铁丝，制作一个面积为S的矩形框，要求计算出满足这种条件的矩形的高h和宽w。（本例问题可以归结成求一元二次方程的根）例2 计算从y1年m1月d1日起，到y2年m2月d2日之间的天数。B 穷举法与问题解决（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。例1 一张单据上有一个5位数的号码，其中百位数和
6、千位数已模糊不清，但知道该数能被57或67除尽。设计一个算法，找出该单据原有可能的号码。例2 在一个直角三角形中，三条边a、b、c的长度都为整数，且一条直角边a的长度已确定，斜边c的长度不能超过某数I，找出满足条件的所有直角三角形。C 查找、排序与问题解决（1）了解数组的概念，掌握使用数组存储批量数据的基本方法。（2）通过实例，掌握使用数据查找算法设计程序解决问题的方法。例 使用顺序查找算法和对分查找算法查找校运动会上某个班级或者某个运动员的比赛成绩。（3）通过实例，掌握使用排序算法设计程序解决问题的方法。例 设计一个程序，按照选择交换法，把学校运动会比赛成绩（无序）按降序排序后存储。D 递归
7、法与问题解决（1）了解使用递归法设计算法的基本过程。（2）能够根据具体问题的要求，使用递归法设计算法、编写递归函数、编写程序、求解问题。例1 写出两个正整数乘积m*n的递归函数。例2 写出阶乘n!的递归函数。2活动建议（1）从其他科目的学习或者生活实际中选择问题，确定解决该问题所需要的算法和计算公式，用流程图描述问题的计算过程，编写程序，调试并运行该程序，获得问题的答案，并讨论该问题解决过程与所得答案的特点。（2）在已学知识的基础上，通过调查和讨论对算法和程序设计进行更多了解，探讨待解决的问题与其相应算法之间的关系，尝试归纳算法与程序设计应用的一般规律，讨论使用计算机程序设计解决问题的优势和局
8、限性。选修二 多媒体技术应用多媒体技术的应用，在改善人机交互效果、提高信息交流效率、促进合作方面具有十分重要的作用。针对多媒体技术在生活中的实际应用而设置的“多媒体技术应用”是选修模块。通过本模块的学习，学生应该在亲身体验的过程中认识多媒体技术对人类生活、社会发展的影响；学会对不同来源的媒体素材进行甄别和选择；初步了解多媒体信息采集、加工原理，掌握应用多媒体技术促进交流并解决实际问题的思想与方法；初步具备根据主题表达的要求，规划、设计与制作多媒体作品的能力。本模块教学要密切结合学生学习与生活的实际，注重利用多媒体表现创意、表达思想，实现直观有效的交流。本模块由3个主题组成，结构如下： （一）多
9、媒体技术与社会生活1内容标准（1）能够说出多媒体技术的现状与发展趋势，关注多媒体技术对人们的学习、工作、生活的影响。（2）通过调查和案例分析，了解多媒体在技术数字化信息环境中的普遍性。例 PC机上基于图形用户界面的操作系统就是一个多媒体产品。（3）通过网络浏览、使用多媒体软件或阅读相关资料，体验和认识利用多媒体技术呈现信息、交流思想的生动性和有效性。例1 改变网络浏览器的多媒体支持属性设置，观察并体会改变前后的使用效果。例2 对同一组数据，分别采用电子数表与饼形图、柱状图等形式表示，比较其表达效果的差异。（4）体验并了解多媒体作品的集成性、交互性等特征。2活动建议（1）通过阅读资料、网络浏览或
10、参观多媒体技术产品展览等途径，在自己感兴趣的多媒体技术应用领域（如教育、商业、医疗、军事、新闻出版、娱乐等）选定一个主题（如阅读、电脑、风筝、足球等），就多媒体技术的应用现状和发展趋势，多媒体技术对人们学习、工作、生活等方面的影响进行归纳与分析，将结果制作成演示文稿在小组或班级内交流。（2）多媒体技术在宣传、广告等方面有很好的呈现效果，但另一方面，多媒体信息的泛滥也给人们带来诸多麻烦。试分析网络浏览时“无用”信息对感官的干扰以及对注意力的强占等负面作用。在此基础上，就“读图时代”“眼球经济”等概念与多媒体技术应用之间的关系问题开展讨论。（二）多媒体信息采集与加工1内容标准（1）了解常见的多种媒
11、体信息如声音、图形、图像、动画、视频的类型、格式及其存储、呈现和传递的基本特征与基本方法。例1 不同种类的计算机动画具有不同的构成要素和表达特点。例2 流媒体在信息传输方面具有较强的优势。（2）能选择适当的工具，分别对声音、图形、图像、动画、视频等信息进行采集；能解释多媒体信息采集的基本工作思想。例1 通过麦克风录制声音并存储为声音文件，分析声音采样、编码的简单原理。例2 从多媒体光盘或因特网上获取视频文件，或利用视频抓图软件捕捉屏幕上的视频片断并存为AVI格式的视频文件。（3）能根据信息呈现需求，选择适当的工具和方法，分别对声音、图形、图像、动画、视频等多种媒体信息进行适当的处理。2活动建议
12、通过实例分析，研讨多媒体信息存储、呈现与传递的特点，总结不同的媒体信息对表现主题、表达思想的作用；分析合理选择与恰当运用不同类型的媒体，对表现主题、传递信息所产生的影响。（三）多媒体信息表达与交流 1内容标准（1）通过网络浏览、软件使用和资料阅读，理解多媒体技术是人类在信息社会中表达思想、实现交流的一种有效技术。例 以不同方式组织文本、声音、图片、动画乃至视频等不同类型的信息，可以适用于不同的表达与交流任务。（2）通过案例分析，了解从问题解决的需要出发，规划、设计、制作多媒体作品的一般方法。（3）学会使用非线性方式组织多媒体信息。（4）能根据表达、交流或创造的需要，选择适当的媒体和多媒体编辑或
13、集成工具完成多媒体作品，实现表达意图，并能够对创作过程与结果进行评价。（5）能使用一种常用的工具制作简单的虚拟现实作品，并能描述其基本特点。例 使用全景环视工具制作一个简单的作品。（6）通过评价与鉴赏他人的多媒体作品，体验其创作思想，明了其中所蕴含的意义。2活动建议 设计并制作一个多媒体作品，例如“可爱的家乡”“保护水资源”等等。采用小组合作方式确定主题、规划内容、选择媒体、策划创意、设计信息呈现方式，完成作品。在班级或年级内展示，相互交流、共同欣赏。选修三 网络技术应用“网络技术应用”模块介绍网络的基本功能和因特网的主要应用，是选修模块。通过本模块的学习，学生应掌握网络的基础知识和基本应用技
14、能；掌握网站设计、制作的基本技术与评价方法；体验网络给人们的生活、学习带来的变化。本模块的教学，要注重激发学生对网络技术和参与创造性活动的兴趣；要结合实际条件，把网络技术基础知识和基本技能整合到学生的日常学习和生活中去，避免技术与应用、理论与实践相脱节；要充分展示网络技术发展的指导思想，展示网络技术与现代社会生活的相互作用。本模块由3个主题组成，结构如下：（一）因特网应用1内容标准（1）通过使用因特网，了解因特网服务的基本类型、特点与应用领域；了解因特网服务组织的类型、提供的服务与服务特点。例1 因特网服务通过信息交流、信息获取、资源共享等功能来实现。例2 因特网服务的应用领域包括：电子商务、
15、远程医疗、远程教育、网上娱乐等。例3 ASP（应用服务提供商）和ISP（因特网接入服务商）有不同的服务内容和服务特点。（2）通过尝试与分析，了解因特网信息检索工具的类型与特点；知道搜索引擎、元搜索引擎（又称集成搜索引擎）等因特网信息检索工具的产生背景、工作原理与发展趋势；掌握常用因特网信息检索工具的使用方法，能熟练使用检索工具获取所需信息。（3）通过使用或演示，了解与人们学习、生活密切相关的因特网应用技术的基本使用方法，初步了解其基本工作思想。例1 基于流媒体的因特网音频、视频技术目前已经广泛应用于远程教育、网上娱乐等方面。例2 ICQ不仅可用于网络寻呼，还有聊天、文件传输等功能。（4）能够根
16、据实际需求选择恰当的方式方法，利用因特网获取所需信息、实现信息交流；体验因特网在跨时空、跨文化交流中的优势，分析其局限性。例 因特网较好地支持了人们的交流，但语言壁垒对网上跨文化交流有阻碍作用。2活动建议以小组为单位，通过网络浏览，了解不同类型网站（如政府网站、商业网站、教育网站、新闻网站、娱乐网站等）在内容、呈现方式以及所发挥作用等方面的差别。进一步就某一类因特网服务的一个专题进行网络调查研究，如浏览商业网站，就因特网在商务活动中的应用价值、存在的问题与发展前景开展调查和讨论。（二）网络技术基础1内容标准（1）了解计算机网络的主要功能、分类与拓扑结构。（2）理解网络协议的基本概念，能描述网络
17、的开放系统互联协议（OSI）分层模型的基本思想，能描述因特网TCP/IP协议的基本概念、思想与功能。例 了解因特网协议IPv6的产生背景，比较IPv6与IPv4的优劣。（3）能列举并解释网络通信中常用的信息交换技术及其用途。例 IP电话采用的是分组交换技术，传统电话采用的是电路交换技术。（4）能描述浏览器/服务器（B/S）结构、客户机/服务器（C/S）结构的概念与特点。（5）理解IP地址的格式与分类；知道域名的概念和域名解释的基本过程。（6）知道因特网IP地址、域名的管理办法及相应的重要管理机构。例1 中国互联网信息中心的主要任务包括注册服务（域名注册、IP地址分配等）、目录数据库服务、信息服
18、务、网站访问流量认证等。例2国际性的因特网组织包括因特网协会（Internet Society, 简称ISOC，网址http:/www.isoc.org/）、因特网域名与地址管理机构（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers，简称ICANN，网址http:/www.icann.org/，中文相关网址（7）通过实地考察，了解小型局域网的构建方法与使用方法；知道网络服务器的主要作用与基本原理；能说出代理服务器的概念并知道其作用。2活动建议（1）选择校园网或当地的计算机网络系统，画出网络拓扑图，对该网络应用情况进行调查，并就如何进一步提高
19、网络使用效率展开讨论。（2）有条件的学校可以让学生分组合作搭建简单的局域网，安装代理服务器软件，使多台计算机同时联入因特网。（三）网站设计与评价1内容标准（1）知道WWW、网页、主页、网站的基本概念及其相互关系。（2）理解动态网页的概念，能解释其工作过程。（3）能够根据表达任务的需求，使用常用的网页制作软件制作与发布动态网页。（4）通过开发实践，学会规划、设计、制作、发布与管理简单网站的基本方法。（5）能够根据网站主题要求设计评价指标，对常见网站的建设质量与运行状况进行评价。2活动建议对于给定的主题，以小组合作方式制订网站开发计划、设计网页结构、确定制作方案，并通过比较与评价，选出最佳方案，根
20、据方案完成网站建设。例如，围绕“家乡旅游资源”或者其他科目学习的主题进行网站设计。选修四 数据管理技术数据管理技术已经在各个领域得到应用，广泛地渗透到人们的社会生活之中。本模块是针对数据管理技术应用而设置的选修模块。通过本模块的学习，学生应该掌握数据管理的基础知识和数据库设计的一般方法，学会使用大型专业数据库，初步学会使用数据库技术管理信息，处理日常学习与生活中的问题，体验并认识数据管理技术对人类社会生活的重要影响。本模块的教学，要突出对数据库技术中“关系”这一核心特征的理解，着眼于数据管理技术在实际生活和学习中的应用，关注相关技术的发展趋势。在具体教学活动中，可以根据实际情况选择介绍一种常用
21、的数据库管理系统。本模块由3个主题组成，结构如下： （一）数据管理基本知识1内容标准 （1）知道数据管理技术的基本概念，能说出数据管理技术的产生历史与发展趋势。（2）能够使用现有数据库辅助学习，开展专题研究。例 可以借助“国民体质与营养数据库”（3）掌握关系数据库中的库、表、字段、记录等概念，理解“关系”所表达的含义。（4）通过调查与实例分析，了解数据库在多媒体和网络方面的应用方法与应用价值。2活动建议（1）通过参观或使用各种数据库应用系统（如图书馆图书查询系统、医院管理系统、全国联网火车售票系统等），分析其中基本数据的组织结构特点。（2）以小组为单位，每组确定一个研讨专题，如“珍稀动物保护”
22、，通过上网或其他途径查找相关数据库，写出专题报告。（二）数据库的建立、使用与维护 1内容标准（1）通过实例分析，初步掌握数据收集、数据分类和建立关系数据模型的基本方法。学会使用实体关系图描述关系数据模型。（2）熟悉一个数据库管理系统软件；掌握建立数据库结构、添加数据和编辑数据库的常用方法。例1 建立某旅游景点基本情况的数据库。例2 调查本班同学的基本信息，设计“本班同学基本信息数据库”的结构，确定其中的字段、记录等信息，并以表格的形式表示出来。（3）掌握数据检索及报告输出的基本方法；掌握常用的数据筛选、排序及统计的方法。（4）掌握同类数据库之间的链接、数据导入导出的基本方法。（5）了解结构化查
23、询语言SQL的基本概念；掌握SQL的基本数据操作与数据查询语句（SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE）的使用方法。2活动建议以小组为单位，结合某科目教学的过程性评价要求，为该科目设计学生“个人学程档案”数据库方案，经过小组讨论比较，选一个最佳方案推荐给老师，将其应用于实际教学活动中。（三） 数据库应用系统1内容标准（1）理解层次和网状数据模型的基本概念。（2）通过案例分析，理解数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念及相互关系。（3）初步掌握设计和实现简单的数据库应用系统的基本方法。（4）能描述数据库应用系统在信息资源管理中的作用。（5）明确数据规范化的思想、意义，知道其
24、在数据库应用系统建设和使用中的价值与作用。2活动建议（1）设计并实现一个管理家庭光盘资料或个人图书的数据库应用系统，使之具有友好的数据输入、数据查询及统计界面。（2）收集数据库应用方面的相关资料，把它们分类、编目并建立一个数据库，供同学、老师共享。选修五 人工智能初步人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一。与一般的信息处理技术相比，人工智能技术在求解策略和处理手段上具有独到之处。“人工智能初步”模块介绍了人工智能的基本概念和人工智能领域内容易为高中学生所理解和掌握的部分内容，是选修模块。通过本模块的学习，学生应能描述人工智能的基本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点；
25、能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。本模块的教学应强调让学生体验若干典型人工智能技术的应用；要根据高中学生的知识基础和本校实际情况开展教学；要发现有特长的学生并对他们进行有针对性的教学。本模块对采用的人工智能语言与专家系统工具不作具体要求，可以根据实际情况自主选择。本模块由3个主题组成，结构如下： （一）知识及其表达 1内容标准（1）能描述人工智能的概念与基本特点；知道人工智能技术随着计算机硬、软件技术的进步和应用需求而发展的事实和客观规律。（2）列举人工智能的主要应用领
26、域；通过演示或实际操作，体验人工智能的若干典型应用，知道其发展现状。例1 符号运算： 通过网站 在线执行符号运算软件Mathematica，进行多项式乘、除以及因式分解等代数运算。例2 模式识别：声音识别、指纹识别、签名识别等识别技术的应用越来越广泛。例3 机器证明：这是我国科学家做出过重要贡献的人工智能应用领域之一。例4 智能代理：该技术在网上信息检索、个性化服务等方面有着广泛的用途。（3）掌握知识的概念；学会知识表达的基本方法。例1 用产生式规则表达简单的“动物识别”知识。例2 将上述“动物识别”的产生式规则用“与/或图”来表达。例3 采用框架表达“天气预报”知识。2活动建议（1）就下列话
27、题展开讨论：利用符号运算软件能解决中学课程中的哪些问题？具有哪些优点？（2）对产生式规则、与/或图、框架等常用的知识表示方法的特点、适用场合进行比较。（3）人工智能的基本思想已经在许多领域中得到了应用，“在家里寻找外星人”（SETIhome）项目就是利用人工智能的神经网络和分布计算思想的一个成功案例。该项目由美国行星学会和美国加州大学伯克利分校于1999年5月开始实施，它利用特定屏幕保护程序调用全球上网的个人计算机的闲置能力，分析世界上最大的射电望远镜获得的数据，帮助科学家探索外星生物。教师先向学生简单解释神经网络、分布计算的基本思想以及SETIhome项目的社会意义，学生登录http:/se
28、tiathome.ssl.berkeley.edu/home_chinese.html 网站了解或亲自参与该项目。通过该活动使学生知道人工智能领域中神经网络、分布式计算的概念，了解SETIhome项目的具体内容，感受现代信息技术服务于人类文明的价值。（二）推理与专家系统 1内容标准（1）演示或使用简单的产生式专家系统软件，感受用专家系统解决问题的基本过程；了解专家系统的基本结构。例 通过网站 在线执行“PC产品顾问”（Desktop PC Product Advisor）专家系统，为准备添置的个人电脑规划合理的硬软件配置。（2）通过实例分析，知道专家系统正向、反向推理的基本原理；会描述一种常用
29、的不精确推理的基本过程。 （3）了解专家系统解释机制的基本概念及其在专家系统中的重要作用。例 执行专家系统，分别使用“Why”和“How”命令，了解其解释过程。（4）了解专家系统外壳的概念；学会使用一个简易的专家系统外壳，并能用它开发简单的专家系统。例 在专家系统的开发过程中，通常采用“原型化”策略。2活动建议（1）针对学生熟悉或感兴趣的一个分类问题，利用简易专家系统外壳开发一个简单的专家系统。例如，用于识别校园中植物的专家系统。（2）有人认为：“信息技术的应用已经经历了数值计算、数据处理、知识处理三个阶段，专家系统是知识处理阶段的典型代表。”在学习了专家系统的相关内容后，让学生从信息技术的应
30、用对象、策略与方法等方面对上述三个阶段的特点进行比较。（三）人工智能语言与问题求解 1内容标准（1）了解一种人工智能语言的基本数据结构和程序结构，掌握相关概念，知道人工智能语言的主要特征。例 浏览Prolog语言网站http:/www.visual-（2）初步学会使用该语言设计程序求解简单问题，并能够上机调试、执行相应的程序。例1 用匹配方法解决简单的查询问题。例2 用递归方法求解汉诺塔（Hanoi）问题。（3）了解状态空间的概念与方法，学会用该方法描述待求解的问题。例 “井字棋”问题。（4）通过简单博弈问题的分析，了解用盲目搜索技术进行状态空间搜索的基本过程，知道启发式搜索的基本思想及其优点。 例 1996年，“深蓝”计算机向国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫挑战失败。1997年，“深蓝”的后嗣替“父”报仇，以3.5:2.5的总比分击败卡斯帕罗夫。事实上，“深蓝”序列计算机中存放了包括卡斯帕罗夫的所有比赛棋谱在内的近百年的棋谱历史记录，它的“智能”主要体现在对海量的实战棋谱所进行的启发式搜索上。 2活动建议（1）以小组为单位，对本模块教学中尚未涉及的人工智能应用问题展开调查，就它们的应用情况、工作
