资源简介

《体验算法控制》教学设计
一、教学内容分析
《体验算法控制》选自浙江教育出版社《小学信息科技》五年级上册第9课，是第二单元《算法的控制结构》的第四课。教材包括三块内容：算法的建构、算法的设计和算法的验证。本课安排了用算法解决问题的三个进阶过程作为学习载体，即“分析问题、设计算法、验证算法"三项内容。结合买票问题尝试分析其中的关键信息，让学生体验提取关键信息分解问题的方法；利用关键信息寻找关键节点实现算法设计，旨在让学生体验问题分解对算法控制结构的影响；通过验证算法突出流程图描述与Python代码描述的一一对应关系。
二、学习对象分析
本课学习对象为五年级的学生，通过前阶段的学习，学生了解算法的基本概念，掌握自然语言及流程图描述问题的方法，能借助数字化工具或在线平台绘制流程图，了解程序结构中的顺序结构与分支结构。同时，他们乐于表达，具备一定的逻辑思维能力，可以初步分析问题。但由于缺乏用计算机实现算法的经验，将生活中的购票问题转化为自然语言描述的算法、流程图表示的算法及python设计的算法与验证会带来一定的挑战性。
三、教学目标
1.通过分析生活实例，初步体验关键信息对问题分解的作用。
2.通过解决生活中比较复杂的问题，体验综合运用多种控制结构设计算法的过程。
教学重点：综合运用多种控制结构设计算法。
教学难点：用关键信息分解问题。
四、方法策略
本课以购买车票为真实教学情境，主要采用任务驱动教学法，辅以小组合作探究，以及学生的自主学习逐步展开。以“用计算机解决问题的一般过程”为线索，引导学生分析问题、设计算法、验证算法。通过确定“划分年龄对应不同购票方式”为关键问题，切割、分解、细化、完善整个流程图，抽象出顺序、分支结构，并蕴含分支嵌套概念，从而形成问题分解的思维，渗透“分而治之”的思想。
五、教学流程
（一）辩论交流，构建情境
教学内容与活动 设计意图
1.开展辩论，交流互动 开展“儿童购票优惠根据什么条件界定更合适？——‘身高VS年龄’”主题辩论，构建儿童火车购票情境，导入实际社会热点问题，激发学习兴趣。 请学生讨论并发言。 2.观看视频，归纳观点 播放铁路新规视频，了解儿童购票的三种条件不同购法。 师：现在学生营养好，很多人虽然年龄小但身高蹿得很快，这也是很多人认为按照身高来收取高铁票价并不是很合适的原因，大家都觉得用年龄来界定比较科学。 3.梳理旧知，引入新课 回顾第二单元前三课学习的顺序结构、单分支、双分支结构，请同学们看以下3张图片，抛出问题：闸机检票、人脸支付、指纹开门这些应用中蕴含哪些算法结构？（顺序、分支）学生回顾知识回答问题。 师：很多老年人并不清楚购票规定，同学们可以设计一个算法，帮助他人，实现在计算机程序中输入儿童的年龄，自动判断该儿童购火车票时符合什么票价吗？ 从社会热点问题入手，关注儿童铁路购票2023新规，通过辩论的形式，打开学生的话匣子，迅速集中注意力，进入课堂构建的情境中，激发学习兴趣。 通过视频观看，了解儿童铁路购票2023新规，在观看中获取关键信息，明确3种票价的区分依据为年龄。 回顾顺序、分支等算法控制结构，为分析问题、抽象建模、设计算法做铺垫。 3种应用蕴含分支结构“如果……那么……否则……”，引导学生在应用中对应控制结构。 在构建的情境中，请学生设计程序帮助老人购票，激发学生的社会责任感。
（二）任务驱动，分析问题
教学内容与活动 设计意图
展示步骤，任务驱动 （1）展示用计算机解决问题的一般过程。 （2）布置【任务一】六人一组，通过小组讨论，分析购票算法中的关键问题： （3）小组进行合作探究，填写学习单。 分析问题，寻找关键 （1）各小组派学生代表汇报他们寻找到的购票算法的关键问题（年龄）以及解决关键问题的算法思路。 （2）教师展示对比各小组任务单上的流程图，先判断年龄<6、先判断年龄>=14,引导学生感受解决具体问题的算法具有差异性——并不只有一种正确格式，鼓励学生大胆尝试，认同每个人的思维模式不同，算法是由不同“程序员”的独立思维决定的。 通过小组合作、讨论交流，以及问题串的引导，使学生在完成任务一的过程中逐步分析出关键信息——年龄的划分，并用前两节课学习过的分支结构，用局部的流程图准确描述出划分的年龄与对应的购票结果，完成局部算法，不知不觉中完成问题的拆分，为后续设计算法做铺垫。 通过交流分享，看到不同组同学设计的不同流程图，体会用计算机解决问题时，灵活组合各种算法控制结构可以形成各种各样的算法。
（三）深度挖掘，设计算法
教学内容与活动 设计意图
灵活转化，描述算法 ——自然语言vs流程图 根据书本P36页展示的5步购票算法，展开第4步：“确定车票类型”，把复杂的问题根据关键信息拆分成几个小问题，对应书中的流程图，攻破算法。 拼图搭建，完整算法 布置【任务二】打开iodraw软件绘制的流程图碎片文件，参考P37书本最下方的合并流程图，独立搭建完整的儿童购火车票流程图。 （2）展示不同的流程图，进行分享交流。 提炼新知，分支嵌套 抛出问题，请同学们思考回答： 教师总结，揭示分支嵌套的应用规律： 可以以不同的判断条件来设计相同规则的算法。 展示完整的5步购买火车票步骤，步步对应流程图，明确第4步确定车票类型是关键步骤，发现已经用流程图细化出解决方案，降低畏难情绪。 采用自主阅读书本的方式，搭建流程图中分支的嵌套，在iodraw软件中提前准备好流程图步骤碎片，节省搭建时间，聚焦流程图的合并。 通过问题串的设计，引导学生逐步思考出随着分支的延申，可以逐步把年龄阶段分为<6周岁的、满足>6周岁同时<14周岁、以及满足>6周岁同时<14周岁的条件下>=14周岁的，嵌套时不需要重复声明条件。有了这种划分分支的经验，有利于学生更加深刻地理解其中蕴含的分支嵌套的概念。
（四）运行调试，验证算法
教学内容与活动 设计意图
条条对应，拆分语句 布置【任务三】请同学们阅读书本P38页的完整代码，对代码进行拆分，将指令填写到对应的流程图位置旁。 梳理结构，统一缩进 （1）布置【任务四】打开用Thonny软件编写的“购票范例.py”文件，小组内进行讨论交流，找出运行出错的原因，调试修改程序。 （2）小组派代表运行调试好的程序，向全班同学汇报组内总结出的报错原因。 （3）教师总结：众所周知，Python语法要求在一份运行代码中的所有if/else的语句要统一缩进量，如果缩进量不统一（TAB键和四个空格混用，即使Tab键的长度和四个空格一样长，两者一起用依然还是会报错），则程序便会报错。 编写程序，验证算法 请同学们新建一个空白文件，手动输入程序，成功运行后，验证算法。 通过找代码，归类到对应的流程图旁，助力学生理解每条语句的执行命令是什么，为后续自己编写程序做铺垫。 设置小组任务，齐心协力寻找报错原因，修改调试程序，探索python语言中if…else…嵌套格式的书写规则，感受分支嵌套的规律之美。 在确定算法结构、编程语句、书写规则后，获得完整书写程序并成功运行的满足体验。
（五）迁移应用，总结提升
教学内容与活动 设计意图
问题解决，迁移应用 （1）出示真实情境，某城市公交车票价2元，乘客可以刷卡乘车。刷卡时，若公交卡余额不足2元，提示“请投币”；若余额大于或等于 2元但小于10元，提示“余额即将不足”；若余额大于或等于10元，提示“欢迎乘车”。 （2）请同学们设计一个公交车刷卡播报算法，在计算机中编写代码并运行，对设计的算法进行验证。 课堂评价，总结提升 请同学们对照学习单上的评价表完成自评。 （2）课堂小结：用计算机解决问题时，灵活组合各种算法控制结构可以形成各种各样的算法；遇到难以一步解决的项目，可以将问题细化为可以让计算机解决的小问题，逐步实现。 实践操作，迁移技能，畅享利用所学的算法控制，编写计算机程序解决生活问题，获得成功的体验，增强信息化意识与信心，提升计算思维。 完成课堂评价，了解自身掌握情况，督促及时调整学习状态。 总结课堂，强化算法控制的体验，培养学生“分而治之”、灵活设计的思想。
板书设计：
9.体验算法控制
（一）辩论交流，构建情境
（二）任务驱动，分析问题
（三）深度挖掘，设计算法
（四）运行调试，验证算法
（五）迁移应用，总结提升(共15张PPT)
/第9课 《体验算法控制》
五上信息技术
辩论“年龄”ｖｓ＂身高＂
年
龄
身高
儿童购票优惠根据什么条件界定更合适？
儿童火车购票２３年新规
……
开 始
……
……
结 束
否
是
是
否
回顾算法控制结构
顺序结构
单分支结构
双分支结构
闸机检票、人脸支付、指纹开门这些应用中蕴含哪些算法结构？
信息的获取
回顾算法控制结构
很多老年人并不清楚购票规定，同学们可以设计一个算法，帮助他人，实现在计算机程序中输入儿童的年龄，自动判断该儿童购火车票时符合什么票价吗？
活动情景
用计算机解决问题的一般过程：
任务驱动，分析问题
任务驱动，分析问题
深度挖掘，设计算法
流程图
自然语言
拼图搭建，完整算法
提炼新知，分支嵌套
条条对应，拆分语句
梳理结构，统一缩进
某城市公交车票价2元，乘客可以刷卡乘车。刷卡时，若公交卡余额不足2元，提示“请投币”；若余额大于或等于 2元但小于10元，提示“余额即将不足”；若余额大于或等于10元，提示“欢迎乘车”。
请同学们设计一个公交车刷卡播报算法，在计算机中编写代码并运行，对设计的算法进行验证。
问题解决，迁移应用
课堂评价《体验算法控制》任务单
班级： 姓名：
【任务一】六人一组，通过小组讨论，分析购票算法中的关键问题。
流程图绘制区域：
【任务二】打开ioDraw软件绘制的“流程图碎片.iodraw”文件，参考P37书本最下方的合并流程图，独立搭建完整的儿童购火车票流程图。
【任务三】请同学们阅读书本P38页的完整代码，对代码进行拆分，将指令填写到对应的流程图位置旁。
【任务四】打开用Thonny软件编写的“购票范例.py”文件，小组内进行讨论交流，找出运行出错的原因，调试修改程序。
购票范例.py
程序报错原因：
修改后的代码：
【课堂评价】给自己的表现打颗星吧。
评价指标 自评
1 我能分析购票算法中的关键问题，并确定算法结构。 ☆☆☆
2 我能正确用流程图描述关键信息的算法。 ☆☆☆
3 我根据碎片文件，独立搭建了完整的儿童购火车票流程图。 ☆☆☆
4 我可以流利阅读python代码，对代码进行拆分，并归类到流程图相应的位置旁。 ☆☆☆
5 我可以找出程序报错原因，搭建整齐的分支嵌套结构。 ☆☆☆
6 我可以准确编写程序，并迁移应用，用计算机解决同类型问题。 ☆☆☆
你总共获得了几颗星？（ ）

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