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信息技术 第1课 初识算法
课题 初识算法 单元 第一单元 学科 信息技术 年级 五年级上
教材分析 《初识算法》该课时教材编排了发现身边的算法、进一步了解算法，发现身边有哪些常见算法及什么是算法等的系列学习活动，学习算法的基本概念，知道算法是解决问题的方法和步骤，如何运用算法解决定量取水的问题。教材编排合理，教学环节注重实践与理论相结合，教材内容贴近学生生活实际，符合五年级学生认知特点。
教学目标 1、信息意识：能够认识到算法在解决问题中的重要性，了解算法是解决问题的方法和步骤。2、计算思维：能够通过学习算法的特征，培养抽象思维、逻辑思维和系统思维，提高问题解决能力。3、数字化学习与创新：能够利用自然语言和流程图描述算法，运用信息技术工具进行算法设计和实现，培养创新思维能力。4、信息社会责任：学生能够认识到生活离不开算法，理解不同算法的效率可能不同，培养正确使用算法的意识和责任感。
重点 一、发现身边的算法二、进一步了解算法三、尝试用算法解决问题
难点 1、分析移棋子游戏算法
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
要先找到完成这件事的方法和步骤。
我该怎样又快又好地完成一件事
在本单元，我们将借助学习与生活中的实例来认识算法，感受算法的神奇。
【学习目标】1.分析生活中的实例，认识算法。2.发现身边无处不在的算法。3.认识算法的基本控制结构。4.了解算法的描述方法。视频导入。 学生之间相互讨论怎样又快又好地完成一件事，并确立学习目标。 帮助学生了解生活中的算法，引入课堂。
500-100=400
你将学到
你身边还有什么算法？尝试举1-2个算法。
3.推荐算法：在社交媒体平台上，系统会根据用户的兴趣爱好和行为习惯推荐适合他们的内容或好友。
无论采用哪种方式，算法的描述都应该准确，没有歧义，以便于人们理解、交流甚至改进。
定量取水算法步骤 1：将杯子A装满；步骤2：将杯子A中的水倒满杯子B；步骤 3：倒空杯子 B；步骤 4：将杯子A中剩下的水倒入杯子 B；步骤5：将杯子A装满；步骤6：将杯子A中的水倒满杯子B，此时杯子A剩下 400 毫升水。 【小贴士】如果用计算机来解决问题，算法的描述要便于人与计算机之间的交流。【做一做】 阅读小明描述的算法，尝试能否成功量取400毫升水。小组交流大家更喜欢哪一种描述方式。下面是小王设计的另一个定量取水算法。解决同一个问题可以有多个不同的算法，我们需要努力找到执行效率高的算法。比较两个算法的执行效率，最简单的办法是比较它们执行的步骤数。一般执行步骤少的算法更高效。小王设计的定量取水算法步骤1：将水倒满杯子 B；步骤 2：将杯子B中的水全部倒入杯子A；步骤 3：将水倒满杯子 B；步骤4：将杯子B中的水倒满杯子A，此时杯子B中剩有100毫升水；步骤 5：倒空杯子 A；步骤6：将杯子B中的水全部倒入杯子A；步骤 7：将水倒满杯子 B；步骤8：将杯子B中的水全部倒入杯子A，此时杯子A中有400毫升水。【小贴士】你认为小明和小王的算法哪个更好？为什么？如果两个杯子的容积分别为800毫升和500毫升，要取600毫升水，小明和小王设计的算法能解决这个问题吗？如果两个杯子的容积分别为700毫升和500毫升，要取 200毫升水，他们的算法还能适用吗？ 我认为小明的算法更好，因为他的步骤更简单，计算效率高一点。如果改变杯子容积和所求水量，小明和小王的算法不能适用。有没有一个算法可以解决任意两个杯子定量取水的问题呢 怎样量出！毫升水？好问题！前面我们想出的算法是解决一个问题，而算法工程师们追求的是用一个算法解决一类问题。 根据下列算法绘图，尝试多用几组数据（如a为2或5等），验证该算法能否画出任意边长的等边三角形。画等边三角形算法步骤1：从起点处落笔；步骤 2：画长度为a厘米的直线；步骤3：画笔方向逆时针旋转60度；步骤4：画长度为a厘米的直线；步骤5：画笔方向逆时针旋转60度；步骤6：画一条连接起点的直线。【数字化学习】用一个算法解决定量取水这一类问题有一定难度，有兴趣的同学可以上网查找资料开展学习。使用广度优先搜索算法：将一个状态放入队列中，该状态表示每个水壶中水的当前量。直到队列为空或找到目标状态，从队列中取出一个状态。如果水壶不为空，则将水倒入另一个水壶中，直到其中一个水壶装满或另一个水壶为空。如果水壶为空，则从水龙头中加满水。将新状态添加到队列中，如果它们尚未在队列中。如果队列中存在目标状态，则返回一组操作，将水壶从初始状态转换为目标状态。否则，返回“无法解决”。【做一做】 《耕织图》为宋代画家楼璃(shú)所作，是中华民族珍贵的艺术瑰宝。图 1-1-5所示为清代画家陈枚所作的部分《耕织图》摹本。它总共由23幅耕图、23幅织图组成。这些图生动形象地描绘了劳动者耕作与纺织的场景和详细的生产过程，就像把耕作与纺织的完整过程分解成一个个步骤，形成耕织“算法”，教当时的人们如何耕作、织布。【知识拓展】解决问题的具体方法：1.分而治之：将问题分解成较小的子问题，分别解决这些子问题，然后将解决方案组合起来。2.贪心算法：在每一步中做出看似最佳的局部决策，即使这些决策可能导致次优的全局解决方案。3.动态规划：将问题分解成重叠的子问题，并存储先前子问题的解决方案以避免重复计算。4.回溯：系统地枚举所有可能的解决方案，并剪枝不符合约束条件的解决方案。5.分支限界：一种回溯算法，在每个分支中跟踪最佳已知解决方案，并剪枝任何较差的解决方案。四、挑战时刻1.小明全家打算驾车从六盘水出发到铜仁游玩。他们选择了一些可以停车休息的途经地，如图1-1-6所示。图中数字表示两地之间驾车所需的预估时间(单位：小时)，请规划一条最省时的路线。你选择的路线是：六盘水 — 安顺 — 贵阳 — 铜仁。 总计花费时间：7小时。2.移棋子游戏：桌上有10个可以放棋子的位置，6枚棋子黑白相间地靠右排成一排，左边留出4个空位，现在要把这6枚子移成如图 1-1-7 所示的排列方式。要求一次并列移两子，把它们移到空位上，且不能更改棋子的顺序。(1)完成移棋子游戏的算法，参考步骤1，画出余下的步骤。(2)小组交流算法，比一比谁的算法正确，谁移动的步骤少。 (3)参考图1-1-8，试着用文字描述移棋子算法，小组交流。移棋子游戏算法步骤1：移动6、7位置的棋子到3、4位置；步骤2：移动8、9位置的棋子到1、2位置；步骤3：移动2、3位置的棋子到8、9位置；步骤4：移动9、10位置的棋子到2、3位置；步骤5：移动4、5位置的棋子到6、7位置；步骤6：移动7、8位置的棋子到4、5位置。五、拓展延伸1、算法在解决问题中的作用。播放视频2、算法的描述方式有哪些。自然语言：使用人类可理解的语言来描述算法步骤和逻辑。这是最常见的描述方式，但可能存在歧义或不够精确。伪代码：一种类似编程语言的抽象描述方式，结合了自然语言和编程元素，用于清晰地表达算法思想和步骤，但不关注具体语法规则。流程图：使用图形符号表示算法中的操作和流程，并通过连接线表示它们之间的关系。流程图能够直观地展示算法的执行过程。结构化程序设计工具：如N-S图、PAD（Problem Analysis Diagram）等，提供了更严格、形式化的方法来描述算法。程序代码：使用特定编程语言编写出完整可执行的程序代码来实现算法。这种方式最为精确和详细，同时也是最具体和直接的描述方式。3、算法的特点明确性：每个步骤都必须清晰、无歧义地定义。有限性：算法必须在有限时间内停止并产生结果。有效性：算法应该能够在合理的时间范围内解决问题。输入输出：算法接受输入，并根据规定产生相应的输出。可行性：算法中使用的操作和控制结构必须在实际计算环境中可行。通用性：同一个问题可以有多种不同的算法来解决，因此一个好的算法应该适用于各种情况下。六、课堂练习街边的大爷卖煎饼，只有一个锅，正好能容纳两张煎饼，已知煎一个饼的一面需要5分钟，一张完全煎熟的饼需要煎两面，怎样才能在最短的时间内煎完3张饼？ 最短时间煎饼的算法步骤1：煎饼1和煎饼2同时放锅里煎；步骤2：煎饼2先拿出来，把煎饼1反翻面再把煎饼3放一起煎；步骤3：把煎好的煎饼1拿出来，把煎饼2和煎饼3的反面放在一起煎。 读懂并学习如何定量取水，了解活动要求。确定活动内容。学生通过看课件和老师讲解，学习制作蛋糕的步骤。学习小贴士。想一想身边有哪些算法。 尝试用算法解决生活中的问题。学习拓展知识。学习两种方法描述定量取水的算法。学习小王所写的算法，找到更高效率的算法。学习小贴士。学生通过网络学习用其他方法解决定量取水问题。学生课堂通过课件，学习问题的分析过程。学习拓展知识。完成挑战练习。学习拓展知识。做随堂练习。 帮助学生积极融入课堂。学生通过讨论与探究，了解什么是算法。指引学生课堂学习重点和方向。注意制作蛋糕的小细节。帮助学生学习如何解决生活中的问题。 帮助学生熟悉如何分析算法步骤。帮助学生理解算法。打开学生视野，相互交流，找到自己觉得更方便的算法。帮助学生拓展思维，学会用不同的方法解决问题。帮助学生巩固算法知识。帮助学生学习更难更复杂的算法。帮助学生学会读懂算法。了解解决问题的具体方法。让学生进一步巩固课堂知识。使课堂学习更完整，拓宽学生视野。检验学生学习成果，融会贯通。
布置作业 尝试用算法计算出从家到学校用时最短的方案。 完成作业 培养学生实践能力，分析解决问题的能力
课堂小结 通过初识算法课程，我们学习了发现身边的算法、进一步了解算法的知识，学习什么是算法，通过用算法去解决身边的问题。学习了算法的基本概念，知道算法是解决问题的方法和步骤，如何运用算法解决定量取水的问题，学会设计算法并通过实践验证算法的最优解。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、发现身边的算法二、进一步了解算法三、尝试用算法解决问题四、挑战时刻 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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