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第2课《设计算法》教学设计
课题 设计算法 单元 第七单元 学科 信息科技 年级 五年级下
核心素养目标 信息意识：能识别垃圾分类过程中所需要的数据类型、收集和分析信息的方式，以及如何利用这些信息优化垃圾处理和分类效率。计算思维：会根据算法的计算思维，设计合理的算法帮助系统进行垃圾的快速分类，从而提高日常生活中的垃圾分类效率。数字化学习与创新：能通过设计新型算法在垃圾分类过程中，创新的数字化技术（如智能垃圾桶、垃圾分类APP等）提升垃圾分类精度和效率。信息社会责任：不仅要运用科技提升垃圾分类的效率，还要关注环保和社会福利。例如，垃圾分类的普及和优化，能够减少垃圾对环境的污染等。
教学重点 1、完成垃圾分类问题调查
教学难点 1、进行垃圾分类方案设计
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。1、活动背景我们可以借鉴日常生活中解决问题的方式，先分析问题，有所发现后总结规律，从而为算法设计提供思路。问：我想用算法来解决垃圾分类的问题，应该如何做呢 答：先分析解决问题的步骤，然后用自然语言或者流程图将其描述出来。2、新知导入观看视频《认识算法》 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 新知讲解：小科提示算法是指一系列解决问题的步骤或规则，它通过输入数据，经过一系列特定的操作，最终得到所需的输出。简单来说，算法就是解决问题的方法和过程。常见的算法有排序算法（如快速排序、归并排序），查找算法（如二分查找），图算法（如深度优先搜索、广度优先搜索）等。一、活动：设计垃圾类型查询算法1.四人一组体验查询过程(图7-2-1)。两人轮流提问，询问某垃圾的类别，另外两人从分类图中查找并告知该垃圾的类别。注：如果提问的内容不在分类图中，可以将其补充到分类图中。2.回顾上述垃圾类型查询的过程，想一想可分成几步 如果要使用计算机实现查询功能，你能试着描述垃圾类型查询的算法吗 数据准备：准备一个包含垃圾种类及其对应分类的数据库或图结构。每个垃圾种类都有一个明确的分类标签。 输入：用户通过查询垃圾的名称、特征、属性等来寻找垃圾的类别。 分类查询：用户可以通过选择某个特征或分类标准来进行查询，或者根据一组规则筛选出合适的分类。 输出：系统根据查询的条件返回该垃圾的分类，例如可回收物、有害垃圾、湿垃圾或干垃圾等。 更新和维护：随着垃圾种类的增加或改变，系统可以通过更新分类数据来确保准确性。实际生活中，我们遇到难以分类的垃圾，可以先查看分类图，然后再做判断。实际生活中的问题求解有助于算法的发现与构造。小科提示1. 可回收物：包括纸类（旧报纸、纸箱）、塑料（塑料瓶、塑料袋）、玻璃（玻璃瓶、玻璃制品）和金属（铝罐、铁罐）等可以再利用的材料。2. 有害垃圾：包括有毒、有害的物品，如电池、过期药品、油漆桶、荧光灯管等。3. 湿垃圾（厨余垃圾）：包括食物残渣、果皮、蔬菜根叶等有机废弃物。4. 干垃圾（其他垃圾）：包括不可回收、不含有害物质的垃圾，如破损的陶瓷、破损的玻璃、卫生纸、破布等。二、活动：设计模拟投放垃圾算法1.两人一组玩模拟投放垃圾游戏(图7-2-2)。准备10张写有垃圾名称的卡片及4张垃圾箱图片，甲同学负责投放垃圾，乙同学负责判断并记录得分。每正确投放1个垃圾，得1分;否则提示投放错误。游戏结束后，如果得分为满分，则宣布甲同学挑战成功，否则宣布其挑战失败。小科提示可回收物：玻璃瓶（属于玻璃类）、旧报纸旧课本（纸类）外卖盒子。有害垃圾：过期药品、纽扣电池、干电池。湿垃圾：鸡翅骨头（属于食物残渣）、剩饭剩菜（有机废弃物）。干垃圾：餐巾纸（如果是脏的，不能回收）。2.模拟投放垃圾游戏由哪些步骤组成 请尝试描述模拟投放垃圾游戏的算法。模拟投放垃圾算法第1步：准备4种类别的垃圾箱，10种不同的废弃物；第2步：准备一张纸，用于记录得分；第3步：输入垃圾类型，首先用户需要输入垃圾的类型，可以是纸类、塑料类、玻璃类等。第4步：判断垃圾分类规则，根据输入的垃圾类型，判断其属于可回收物、有害垃圾、湿垃圾或干垃圾。第5步：匹配投放分类，根据分类结果，确定应投放到的垃圾桶。例如：可回收物投放到蓝色桶，有害垃圾投放到红色桶等。第6步：确认投放，提示用户是否将垃圾正确投放，如果确认正确则进入下一步。第7步：记录和反馈，记录垃圾分类结果，并给出相应的反馈，帮助用户了解自己的投放是否正确。设计算法需要我们认真研究问题，并经历综合分析、认真构思、仔细设计、耐心调整等环节。三、活动：展示与比较算法在组内展示自己的想法，比较各种算法的优点。算法1(1~5分)算法 2(1~5分)算法 3(1~5分）算法描述是否正确234算法是否易于理解13.52算法是否计算准确34.52有些算法受限于时间或者技术难度，往往难以实现，这时需要综合各种因素，选出最佳算法。四、课堂练习完成教材21—24页相关课堂练习题。五、拓展延伸1、算法的基本流程输入阶段：获取问题所需要的输入数据。处理阶段：根据问题的要求，对输入数据进行一系列计算或操作。输出阶段：根据处理结果输出所需的解答或结果。终止条件：算法的执行需要有终止条件，当达成条件时，算法结束。2、算法的特性有明确的输入和输出：算法的输入是特定的数据或信息，经过一定的处理后会得到输出结果。确定性：算法在执行的每一步都有确定的操作，结果是可预测的。有限性：一个有效的算法必须在有限的步骤内完成任务，避免无休止的循环。有效性：算法中的每个步骤都必须能够有效地执行，即可以在有限的时间内完成。可理解性：算法的逻辑应该是清晰和易于理解的。优化性：一个优秀的算法应尽可能地减少计算资源的消耗，如时间复杂度和空间复杂度。3、设计算法解决实际问题的案例自动驾驶汽车：通过图像识别、深度学习算法等技术，自动驾驶汽车可以判断交通信号、道路状况以及其他障碍物，从而实现自动驾驶。个性化推荐系统：例如，Netflix、YouTube、淘宝等平台利用推荐算法根据用户的兴趣和行为，推送个性化的内容和商品，提高用户的满意度和平台的盈利能力。语音识别与翻译：像Siri、Google Assistant等语音助手，通过语音识别算法和自然语言处理算法，能够识别并理解用户的语音指令，实现与设备的智能交互。医疗影像分析：通过深度学习算法分析医学影像，能够更准确地发现病变，提高诊断效率和准确性，帮助医生做出更好的决策。 学习小科提示。完成垃圾类型查询算法设计。学习小科提示。小组设计垃圾投放算法。完成投放算法步骤书写。完成算法比较和展示。完成课堂练习。进行课外知识拓展。 初步认识什么是算法。引入本课所学知识内容。初步引导学生思考如何设计查询算法解决垃圾分类的问题，提高学生的思考能力和解决问题的能力。完善知识内容，明白垃圾分类可以如何分。引导学生进行小组合作，进一步设计垃圾投放算法以及方案优化，提高算法的可实施性。通过确定每一个投放步骤从而加深对算法设计的目标性。在成果交流中促进互相学习和改进，提高学生的学习能力。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面。
课堂小结 设计算法1、进行新知引入2、设计垃圾类型查询算法3、设计模拟投放垃圾算法4、完成课堂练习5、进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、设计并编写一个垃圾分类的智能推荐系统，根据用户上传的垃圾信息，给出分类建议。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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