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第13课 让计算机会数数 教学设计
课题 让计算机会数数 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析 【学情分析】算法是培养计算思维的核心要素之一，主要表现在三个方面：一是能够清晰地理解问题解决的规则，认识问题的起点、边界和限定范围；二是将问题进行分解，即能够将一个复杂的问题分解成若干子问题，缩小问题的范围；三是能清楚地分析问题解决方法的优劣，设计和构建操作步骤少、效率高的算法。在信息科技中，算法注重问题求解的有效性。首先要能给出结果而且是正确的结果；其次要关心效率，能在一定时间内快速完成任务，越快越好，且占用的存储资源越少越好等。通过学习算法和程序实现，学生可以体验解决问题的过程，培养计算思维能力，这是本模块的主要目标。算法是信息科技课程的一个核心概念，也是计算机科学的核心内容。在信息社会中，对身边算法的认识与了解可以更好地提高学习和生活质量。在前面的学习中，学生认识了算法的基本流程（输入—处理—输出），能利用自然语言、流程图等方式描述求解简单问题的算法，知道算法的三种基本控制结构是顺序结构、分支结构和循环结构。本单元将进一步引领学生认识、理解计算机解决问题的基本方法，利用算法中的循环结构来解决实际问题，在体验编程让计算机执行的过程中，感受算法实现的优势和意义。本模块强调用计算思维解决问题的独特价值，通过本单元的学习，学生能够进一步明确算法执行的正确性与效率要求，并能够进行讨论与辨析。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过对不同的算法进行分析，帮助学生认识算法效率，知道用不同算法解决同一问题时存在不同的效率。2. 计算思维：认识循环结构和计算机工作特点之间的联系，体会利用计算机的快速运算能力来解决问题的方法。3. 数字化学习与创新：通过学习身边的算法，体会算法的特征，有意识地将其应用于数字化学习过程中，适应在线学习环境。4. 信息社会责任：了解加密算法在保护信息安全方面的意义，增强信息安全意识。
重点 循环结构中重复执行的操作和数值变化的过程。
难点 利用计算机的快速运算能力来解决问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【激趣导入】 思考、注意 吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。
学习活动 【学习活动1】一、描述“从 1数到 100”的算法1. 缩小问题规模为了便于理解，先把问题规模缩小，分析从 1 数到 10 的过程。思考以下问题。（1）我们数数的过程是什么样的？（2）数完一个数后，怎么数下一个数？（3）如何让计算机数数？人数数的过程很简单，一个数一个数地数下去。如果这个任务交给计算机来完成，也需要进行同样的过程。那么，让计算机直接数数不好体现，可以选择用输出这些数来表示。2. 回顾学习过的循环结构 循环结构是一种基本的控制结构，用于重复执行循环体中的语句，直到满足循环条件为止。循环结构可以帮助我们处理那些需要重复执行的任务。循环体指循环结构中需要重复执行的语句，可以包含一个或多个语句。执行过程可以描述如下。（1）如果循环条件成立，则做一遍循环体指定的操作；（2）再检查循环条件，如果成立，则再做一遍循环体指定的操作；（3）以此类推，重复执行，直到循环条件不再成立。3. 还原问题，描述算法 要让计算机“从 1 数到 100”，如果是“第一次输出 1、第二次输出 2、第三次输出 3……”那么每次操作都不一样。如果画出流程图，就有 100 个操作框，在一张纸上根本画不下，事实上也没必要画出来。要描述“从 1 数到 100”的操作，每次操作都是相同的，只是数值不同，这样，可以用循环结构来描述。初始时：这个数为 1 结束时：这个数为 101第 1 次：输出这个数，然后把这个数加 1。 （判断这个数是否小于等于 100，此时条件满足，继续循环）第 2 次：输出这个数，然后把这个数加 1。 （判断这个数是否小于等于 100，此时条件仍然满足，继续循环）……第 100 次：输出这个数，然后把这个数加 1。 （判断这个数是否小于等于 100，此时条件不满足，结束循环）【思考-讨论】进一步探究：描述让计算机“从 1 数到 100”，只数其中的奇数 又如何实现？【学习活动2】二、验证“从 1 数到 100”的算法第 1 步：在 Python 中打开并运行以下参考程序，查看运行结果，了解程序执行的过程，观察 while 循环结构。在 Python 中，循环结构可以用 while 语句来实现。语句的基本格式如下。while 循环条件 :循环体当循环条件成立时，执行循环体的操作；当循环条件不成立时，退出循环。这个结构不需要统计要运行多少次循环，只需要使用判断条件来确定什么时候停止循环。第 2 步：修改程序。输入一个自然数 n，输出 1 至 n 之间的所有偶数。【学习活动3】三、感受计算机运算处理的优势用计算机处理问题时的最大优势，就是其快速的运算能力。第 1 步：启动 Python，打开它的窗口。第 2 步：运行“数数 .py”程序，观察并运行，体会编程进行计算的速度。1 秒大约进行 ________ 次数数（加法运算）。第 3 步：运行“数数并输出 .py”程序，观察并运行。1 秒大约进行 ________ 次数数（加法运算）和 _______ 次输出。通过简单的对比，可以发现，编程让计算机完成加法运算时，可以充分发挥算法的优势，提高解决问题的效率。但相对于加法运算来说，输出操作也要占用不少的时间。利用程序来让计算机完成数数时，即使是一台普通的个人计算机，1 秒也可以枚举几百万个数。这个数量可能与计算机的硬件配置和软件相关，但同一类型的计算机，数量级基本是一致的。而人类进行翻书页、数物品个数、排队报数等操作时，每秒最多也就能翻几页书、数几个物体、报几个数。 听讲、思考、讨论 教师通过讲授课程内容，向学生传授知识。学生通过听讲和观察，学习基础知识。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂练习 思考并回答 培养学生分析问题及语言表达能力；根据学生的答题情况实时掌握其知识的掌握情况。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展与提升 1. 如果知道起始数 b 和终止数 e，编程找出 b 到 e 之间的所有奇数。2. 有一个“逢七必过”的游戏，游戏规则如下。（1） 游戏参与者按顺序排好队。（2） 从 1 依次报数到 100，如果是 7 的倍数或末位数是 7，就报“过”。（3） 如果违规了就要被“罚”。尝试玩一玩这个游戏并思考：游戏中的判断条件是什么？如何用流程图描述算法？ 巩固、拓展 让学生通过课外拓展，巩固、延伸所学内容，强化对所学知识的掌握。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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