资源简介

浙江教育出版社（2023）信息科技六年级上
第13课《在线生活中的算法》教学设计
课题 13.在线生活中的算法 任教教师 学科 信息科技 年级 六年级
教材与学情分析 随着算法在生活中的广泛应用，算法的价值与局限也日益体现出来。学生经过五年级的学习，对“什么是算法”“算法的描述”“算法与程序设计”有了初步的认识和体验。此次教材改版后，学生将通过前两个单元的学习，对“算法的描述”“算法的执行”“算法的效率”有较为丰富的体验与认知，具备一定的算法思维。 通过本单元的学习，学生将认识常见现象背后的算法的作用和人机对话的原理，探讨算法对人们生活、工作、学习，以及社会发展、科技进步、国家安全的重要影响，辩证地看待算法的价值与局限;依据信息社会伦理道德和法律法规，自觉约束个人的行为，增强在信息社会生活的责任心和能力。 本课主要以“推荐算法”与“路径规划算法”为例，揭秘学生日常接触较多的在线生活场景，体验算法的重要性，并能用学科视角观察现实世界。本课的学习将为本单元后面两课：发现算法的价值与局限，了解人机对话原理以及算法的支撑作用，打下基础。 考虑到新旧教材的过渡期，以及学生的认知水平，在介绍算法原理时，将基于用户和基于产品的协同过滤算法描述为基于用户的推荐算法和基于产品的推荐算法，避免生涩词语给学生造成理解障碍，同时配以插图，详细描绘推荐的过程。“体验在线生活中的算法”板块同样基于学生已有经验，归纳了推荐算法、路径规划算法、估算预测算法在生活中的具体应用，同样避免了聚类、回归等专业词语，从而激发学生运用所学知识解决生活实际问题的学习兴趣。
教学 目标 认识在线生活背后的常见算法。（计算思维） 掌握使用在线生活中的算法解决实际问题的方法。（计算思维） 了解算法的优势，认识到算法对解决生活问题的重要性，崇尚科学精神，具有用学科视角观察现实世界的意识。（信息意识） 通过充分的体验和感知，提高学习信息科技的兴趣。（信息意识）
重点 知道在线生活背后常见的算法。
难点 掌握使用在线生活中的算法解决实际问题的方法。
所需资源和环境 1.学习单 2.利用在线生活中的算法解决实际问题的案例 3.百度地图
教学过程
教学环节 教师活动
导入新课 同学们，随着科技的发展和互联网的应用，我们的生活越来越方便了。当我们在网上购买图书时发现，网购平台会给我推荐同类型的图书。上周日施老师带着儿子从家里出发到水阁的秀山公园玩，手机里的地图App成功的为我们避开了拥挤路段，我们能实时地知道路况和车流信息。同学们，你们有没有经历过或看到过类似的情景呢？ 这些生活场景的实现，主要归功于算法及实现算法的计算机程序。 今天就让我们一起来学习《在线生活中的算法》。（板书课题）
讲授新课 随着网络的发展，各种在线服务给人们的衣食住行带来了便利，认识并合理利用在线生活背后的算法能够帮助人们更好地解决各种问题。 一、推荐算法 下面就让我们先来认识一下推荐算法。 1、先给大家2分钟时间自学书本57页，自学一下常见的推荐算法有哪些，它们的推荐原理是什么样的。 2、再给大家5分钟时间，6个人为一组，分工演绎“基于用户的推荐算法”和“基于产品的推荐算法”。 3、请最先完成演绎的小组上来演示。 通过大家的演绎，相信大家更进一步的了解了什么是基于用户的推荐算法，什么是基于产品的推荐算法。 同学们，除了刚刚提到的两种常见的推荐算法外，还有基于“社交关系”“用户属性”“热度”“内容标签”“关联规则”“情景感知”等的推荐算法。它们各自的特点，就留给同学们课外再去探索了。 二、路径规划算法 接下来我们一起来认识一下导航背后的路径规划算法。首先我们来认识一下贪心算法。 贪心算法是指，在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说，不从整体最优上加以考虑，算法得到的是在某种意义上的局部最优解。比如这样一份路线图，如果单纯用贪心算法来规划路线的话，当我们遇到这种有多条路可选的节点时，我们会怎么选呢？ 对了，选下一段路路程最短的那条。 好，下面就请大家在学习单上完成活动二里的第一个任务，利用贪心算法，规划出起点到终点的路线，并计算出路程。 你们算出来的路程是多少？ 请问这是最短路径吗？ 下面请大家完成活动二里的第一种方案，试着找出一条最短路径。 好，请同学来展示一下。 你们是怎么去找最短路径的？是不是在规划的时候，已经把目前所在的节点到终点所有路线的总距离进行了估算，然后选择了距离最短的路径？ 这其实就用到了迪杰斯特拉算法的思维，迪杰斯特拉算法是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法，解决的是有权图中最短路径问题。迪杰斯特拉算法主要特点是从起始点开始，采用贪心算法的策略，每次遍历到始点距离最近且未访问过的顶点的邻接节点，直到扩展到终点为止。 简单的来说就是，贪心算法是推荐局部比较合理的路径，而迪杰斯特拉算法是采用贪心算法的策略，找到从起点到终点的最短路径。 大家来看，这份路线图，其实就是施老师所在的东港学校到我们学校的其中一部分路线图。 导航软件其实就是将真实道路在电子地图上抽象为点与线，并采用一定的算法对起点与终点之间的路径进行计算，从而完成线路规划。 当施老师在导航到我们学校的时候，导航给出了3条路线方案，我们一起来看一下，它给我推荐了哪一条方案。 请大家对比一下这3条路线，你们知道导航为什么推荐这条路线给我吗？ 这条路线无论是路程，还是预计所需的时间，都不是最优方案，为什么系统还是推荐这条路线呢。 其实是因为导航利用蚁群算法知道了这条路线是大多数人选择的路线，所以推荐给我了。 原来啊，是这条路上有两个工地在施工，工程车把道路压的坑坑洼洼的，所以大家都不喜欢开这条路过，所以就开另一条路又好开，路线又直的路了。 因此我们可以知道，利用蚁群算法可以知道大多数人选择的路线。 而导航，往往是综合运用了多种算法来进行路线规划的。 通过前面的学习，我们已经认识和体验了在线生活中的算法。其实在线生活中还有其它很多的算法，同学们可以课后利用网络进行搜索和学习。 下面我们来检验一下大家的学习成果。请完成学习单的活动三，将各种在线生活场景与其背后的主要算法连一连。 在线生活中，综合运用各种算法可以更高效解决实际问题。例如，规划出行时，使用推荐算法可以获得景点、饮食、住宿等相关推荐，使用路径规划算法可以获得到达目的地的最佳路径，使用估算预测算法可以预测路程用时、景点客流量等。 接下来施老师想请大家帮忙完成一份周末露营的出行指南，等天气暖和点我就要去古堰画乡的星空草坪露营了。 请大家完成活动四，先使用百度地图，帮老师规划路线。 使用刚才的地图，帮老师找一家古堰画乡附近的饭店，并写出你的理由。 【练习】 今天我们已经认识和体验了在线生活中的算法，
课堂总结 通过这节课的学习，你有哪些收获呢？
板书 附后
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 3 页）
“推荐算法”演绎分工表
基于用户的推荐算法
导演 姓名： 算法分析师 姓名： 记录员 姓名：
产品A 帐篷 产品B 《三国演义》
产品C 烧烤架 产品D 露营小拖车
用户A 演员姓名： 已购买产品
人物基本信息和特点 女，27岁，银行职员，在莲都区工作，爱好教育、露营、跑步......（可继续补充）
用户B 演员姓名： 已购买产品
人物基本信息和特点 女，58岁，退休教师，在杭州市工作，爱好阅读、烹饪、跳舞......（可继续补充）
用户C 演员姓名： 已购买产品
人物基本信息和特点 男，27岁，银行职员，在青田县工作，爱好绘画、露营、越野......（可继续补充）
想一想 如果我是算法分析师，我会向用户 推荐产品 ，理由是： 。
总分10分，自评分（ ）分。
基于产品的推荐算法
导演 姓名： 算法分析师 姓名： 记录员 姓名：
产品A 帐篷 产品类别和特点 户外、露营、睡觉、防雨、野炊，缙云县北山狼公司......（可继续补充）
产品B 《三国演义》 产品类别和特点 书籍、阅读、名著、学习、学生，中国工人出版社......（可继续补充）
产品C 露营小拖车 产品类别和特点 户外、露营、野炊、便捷、储物，缙云县北山狼公司......（可继续补充）
用户A 演员姓名： 已购买产品
用户B 演员姓名： 已购买产品
用户C 演员姓名： 已购买产品
想一想 如果我是算法分析师，我会向用户 推荐产品 ，理由是： 。
总分10分，自评分（ ）分。
第13课《在线生活中的算法》学习单
班级： 姓名：
活动一：观察下图，如果你是路线规划师，规划起点到终点的路线，并进行比较。（共10分）
【会用贪心算法5分，会用迪杰斯特拉算法5分】
方案 经过的路线（例：10→4→4→……） 总长度 自评
方案1（贪心算法） （ ）分
方案2（最短路径） （ ）分
活动二、请将各种在线生活场景与其背后的主要算法连一连。（共10分）【自评：（ ）分】
在线生活场景 主要算法
网络购物时推荐其他用户购买过的产品 估算预测算法
导航时推荐最短路径 蚁群算法
导航时预测目的地周边景区的客流量 基于产品的推荐算法
看短视频时根据你的点赞记录推荐相似视频 基于用户的推荐算法
导航时推荐更多人选择的路径 Dijkstra算法（迪杰斯特拉算法）
活动三：周末准备去莲都区古堰画乡的星空草坪进行露营，请你设计一份出行指南。（共10分）
周末露营出行指南
任务一：出行路线规划 【自评：（ ）分】
出行时间 待定 返程时间 待定
起点 丽水市实验学校南门 终点 古堰画乡星空草坪
出行方式 驾车 导航地图选择 百度地图（map./）
选择路线 用时最短 最短路程 避免拥堵 避免收费 选择该路线的理由 时间因素 距离因素 速度因素 费用因素
任务二：用餐推荐 【自评：（ ）分】
第一天午餐饭店 （特别喜欢吃鱼） 推荐理由
合计（ ）分
25—30分为优秀，20—24分为良好。
浙江教育出版社（2023）信息科技六年级上
第13课《在线生活中的算法》板书设计
《在线生活中的算法》

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