资源简介

4.13 查询比赛前三甲——执行过程
教学设计
一、学习内容
本课的项目主题是在学校运动会上及时获取各项比赛前三名的成绩，为后续比赛做好准备，保障运动会高效、顺利的开展；项目目标为查询跳绳比赛前三名的成绩。通过分析程序的执行过程，利用“从一组数中找出最大值”的算法逻辑，引导学生找出第一名的成绩，在排除第一名的成绩后，即可用同样的逻辑找出第二名的成绩，以此类推，找出第三名的成绩，引领学生分析算法的执行过程。
二、学习基础
本课学习对象为五年级学生。在前期学习中，已经掌握了三种算法的基本结构，经历了分析问题、设计算法与验证算法的简单过程，接触了简单的图形化编程，但编程技能储备有限；他们正处于从具体思维向抽象思维过渡的阶段，能够理解和解读一些简单的逻辑问题，但对于复杂的逻辑推理和问题解决策略还需引导。
三、问题梳理
1．素养问题
（1）针对简单问题，如何尝试设计求解算法，并通过程序验证？
（2）如何通过编程、阅读理解、调整参赛实现算法的执行？
（3）在验证算法的过程中，如何辨析算法的正确性？
（4）在分析程序的执行过程中，如何跟踪分析主要量值的变化，以此确定算法是否能结束？
2．项目问题
（1）如何在一组成绩中找出第一名的成绩？
（2）在一组成绩中找第二名成绩和找第一名成绩有什么异同？
（3）如何用流程图描述“查询跳绳比赛前三名的成绩”的过程，并在程序中验证算法？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
（1）项目目标：从跳绳比赛成绩中，查询到前三名运动员的成绩。
（2）素养目标：针对简单问题，能分析简单算法的执行过程。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
理解“从一组数中找出最大值”的算法逻辑，能验证算法筛选出第一名的成绩；并迁移应用到“从一组数中找出前三名”的算法设计。
（2）学习难点
能根据程序推演出算法的具体执行过程，得出每次比较后的当前最大值，理解“从一组数中找出前三名”的算法执行过程。
五、学习策略（学习规划、实验规划）
1．教学整体思路
本课围绕用程序找出运动会比赛前三甲这一真实情境，以项目活动的形式展开学习。首先通过互动游戏“在一组数字卡片中找出最大数”，帮助学生在实际建模中去理解“从一组数中找出最大值”的过程，并以此对算法进行设计描述，借此分解问题，重点分析“找出第一名成绩”的算法过程，推演“当前最大值”在这一过程中的变化，在此基础上去掉最大值，找出第二、第三名的成绩，着重培养学生对算法执行过程的分析能力。
2．教学流程框架
六、环境与资源
1．教学环境：安装有电子教室管理软件、图形化编程软件的计算机教室。
2．资源准备：教学课件、源程序、导学单、数字卡片等学习资源。
七、学习评价
1．指向素养
（1）在分析算法的执行过程中，能够跟踪分析主要量值的变化，以此确定算法是否能
结束。
（2）能够通过编程、阅读程序、调整参数执行算法。
2．指向项目
（1）能够描述查询跳绳比赛前三名成绩的算法。
（2）能够确定一组数的数据范围，设计出查找跳绳比赛前三名成绩的算法。
评价标准 评价等级
能够清晰地描述查询跳绳比赛第一名成绩的算法，理解程序执行过程。 ☆☆☆☆☆
能够设计“查询比赛前三甲”算法流程图。 ☆☆☆☆☆
理解查找第二名和第三名成绩时，需要调整数据范围。 ☆☆☆☆☆
能够结合流程图，补全“查询比赛前三甲”程序，验证算法正确性。 ☆☆☆☆☆
在小组的讨论和分享中，能够尊重并倾听他人的观点和想法。 ☆☆☆☆☆
八、学习过程
学习环节 学习内容 学习支持 设计意图
创设情境提出问题 1．情境描述：运动会正在紧张进行中，跳绳比赛刚刚结束，裁判们面临一个挑战：如何从成百上千的成绩中快速找到比赛前三名？你们能设计一个算法来帮助裁判吗？学生思考，交流讨论。2．揭示课题——查询比赛前三甲 课件出示情境问题，引发学生思考。 通过具体问题情境的描述，让学生明确项目主题。
分析问题抽象建模 1．体验程序，感知任务体验“查询比赛前三甲”程序，引导学生从“输入”“计算”“输出”三个环节感知程序的整体呈现效果。2．抽象建模，厘清问题将实际问题（查询跳绳比赛成绩的前三名）转化为一个可以用算法来解决的数学模型（求一组数中的前三个最大数）。 1．提供“查询比赛前三甲”程序，课件展示带领学生感知程序整体呈现效果。2．交流、分析，帮助学生建模数学模型。 通过引导学生将实际问题转化为数学模型，意在培养学生的抽象思维能力。
细化步骤搭建桥梁 活动一：找当前最大数列问题：生活中我们要找出一组数中的最大值，你是如何比较的？1．动手实践，感知过程活动要求：小组成员结合前一单元所需的“在输入数据的过程中寻找最大值”的方法，用卡片模拟“找当前数列最大值”的实现过程，记录查找过程中的最大值。2．根据实践活动的过程体验，完善导学单中“找当前数列最大数”流程图（如图所示）。3．对比流程图，打开半成品程序，阅读自定义积木块“找当前数列最大数”（如图所示），理解脚本中各个积木块的功能。汇报交流，深入理解找出第一名成绩的算法。4．合作探究，补全主程序。运用自定义积木块完成找出跳绳比赛第一名成绩的查找及输出。 1．每组准备6张数字卡片、一张空白记录卡，帮助学生厘清找出最大数的比较过程。2．引导学生在动手感知的基础上，完善“找最大数”流程图，强化调每一步的逻辑关系。3．在理解“找当前数列最大数”算法的基础上，引导学生去读懂程序指令，深入理解找出第一名成绩的算法。自定义积木“跳绳成绩记录”“找当前数列最大数”指令合并为单一模块，便于学生进行编程搭建。 借助数字卡片，让学生在动手实践中去体验找最大数的过程。强化学生的逻辑思维训练，实现算法过程的可视化，为后续的编程实践做好充分准备。源程序中自定义函数的每个积木块添加了注释，降低程序阅读难度，关注两个变量的意义，为后面教学的开展做好教学铺垫。借助教师提供的学习支架，补全程序，体验“找出第一名的成绩”程序的整体过程。
迁移应用设计算法 活动二：“查询比赛前三甲”算法设计问题：你能用“找当前数列最大数”的方法，找出跳绳比赛中第二名、第三名的成绩，并输出查找结果吗？1．问题支架，合作探究（1）继续使用“找当前数列最大值”的算法来找出第二名的成绩，思考此时“当前数列”的范围会有什么变化？（2）如何处理第一名的数据？观察“找当前数列最大值”自定义模块，讨论后补充下图中程序指令。（3）删除了第一名的数据后，还可以按“找当前最大数列”的方法确定第二名的成绩吗？（4）确定了跳绳比赛前两名的成绩，想一想，找第三名成绩的方法和找第二名成绩的方法一样吗？学生思考，汇报交流。2．梳理流程，构建算法根据分析过程，小组合作，拖动排序，补全“查找跳绳比赛前三甲”流程图（如图），并用实物卡片推演验证。 1．结合导学单上提供的学习支架，小组讨论分析问题。厘清找第二名成绩和找第一名成绩之间的关联。2．在分析讨论的基础上，补全“查找跳绳比赛前三甲”流程图；提醒学生借助实物卡片分析程序的执行过程中，通过跟踪分析最大值的变化，验证算法是否结束。 设计问题链，提供思维支架，灵活地将已有的算法知识迁移到新的情境中，解决更复杂的问题，突破重难点。
实践操作验证算法 1．根据流程图，在scratch软件中补全脚本，完成“查询比赛前三甲”程序的编写，运行程序并辨析算法的正确性。活动要求：自定义积木块可以多次使用2．算法梳理，回顾反思 借助教师提供的“跳绳成绩记录”“找当前数列最大数”“输出”等指令合并为单一模块，便于学生进行编程搭建。 回顾反思，更加清晰地理解问题解决的步骤和方法，巩固提升问题解决能力。
总结评价分享反馈 1．小组展示程序作品，汇报程序的执行过程，教师点评。2．根据学习任务单，总结本课的学习收获，完成项目评价，对小组的项目学习情况进行反馈。3．思考：对于“查询比赛前三甲”算法的执行过程，还有哪些改进性建议，鼓励学生提出其他算法思路。 1．在汇报中，再次深入理解“查询比赛前三甲”程序的执行过程。2．反思复盘本节课的收获与不足。3．引导学生对已完成的算计进行审视和反思。 激发学生的学习热情，培养学生的归纳能力，帮助学生内化知识。
九、学习反思
1．本课学习设计以学生为主体，在充分考虑五年级学生学情的基础上，从“找一组数列中最大值”入手，引导学生借助数字卡片体验找最大数的过程，在此基础上，用流程图来描述“找当前数列最大数”算法，帮助学生厘清思路；有了前期的铺垫，学生再去阅读“找当前数列最大数”程序的执行过程就比较容易；再借助教师提供的学习支架，补全程序，体验“找出第一名的成绩”程序的完整过程。
2．“找第二名的成绩与找第一名的成绩之间的关联”是本课学习的一个难点。在学生理解“找出第一名的成绩”程序执行过程的基础上，以问题链的形式，结合导学单，引导学生组内分析讨论，推演“当前最大值”在这一过程中的变化，在此基础上去掉最大值，找出第二、第三名的成绩，学生接受程度较好，在分析的基础上，能够理解“查找比赛前三甲”程序的执行过程，并在程序搭建的过程中去验证算法。
3．教学过程中，针对核心问题，遵循“分析问题、设计算法、验证算法”的理念，帮助学生厘清解决问题的思路，有意识的去提升学生问题解决能力。
十、附件
《查询比赛前三甲》导学单
活动一：查询比赛第一名
活动要求
1．用桌面上的6张数字卡片，小组合作，体验找出一组数中最大数的过程。提示：使用空白的记录卡，用来记录查找过程中的最大数。2．根据活动过程体验，补全右侧流程图。3．打开“查询比赛前三甲.sb3”素材文件，阅读自定义积木块“找当前数列最大数”，理解脚本中各积木块的功能。4．补全主程序，完成跳绳比赛第一名的成绩的查找及输出。
活动二：查询比赛前三甲
活动要求
问题描述：恭喜你们，顺利掌握了“找当前数列最大值”的方法，找出了跳绳比赛第一名的成绩。能不能利用你们所掌握的“找当前数列最大数”的方法，找出跳绳比赛第二名、第三名的成绩，并输出呢？
环节一：小组合作，思考下列问题，记录交流结果。
1．继续使用“找当前数列最大值”的算法来找出第二名的成绩，思考此时“当前数列”的范围会有什么变化？
2．如何处理第一名的数据？观察“找当前数列最大值”自定义模块，讨论后补充下图中程序指令。
3．剩下的数据做何处理，可以找寻到第二名成绩？4．确定了跳绳比赛前两名的成绩，想一想，找第三名成绩的方法和找第二名成绩的方法一样吗？
环节二：根据分析过程，小组合作，打开“算法排序”执行程序，拖动补全“查找跳绳比赛前三甲”流程图，并用实物卡片推演验证，判断是否正确。
环节三：根据流程图补全“查询比赛前三甲”算法脚本，运行程序并测试验证。提示：自定义积木块可以多次使用。
项目评价
评价标准 评价等级
能够清晰地描述查询跳绳比赛第一名成绩的算法，理解程序执行过程。 ☆☆☆☆☆
能够设计“查询比赛前三甲”算法流程图。 ☆☆☆☆☆
理解查找第二名和第三名成绩时，需要调整数据范围。 ☆☆☆☆☆
能够结合流程图，补全“查询比赛前三甲”程序，验证算法正确性。 ☆☆☆☆☆
在小组的讨论和分享中，能够尊重并倾听他人的观点和想法。 ☆☆☆☆☆

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