资源简介

第三单元 神奇的算法 单元教学设计
（一）单元基本信息
学科 信息科技 实施年级 五下 设计者 范宇
《课程标准》模块 身边的算法
单元名称 神奇的算法
单元课时 3课时
（二）单元教学规划
1.主题概述1.1核心概念本单元属于“身边的算法”模块中的“算法的效率”部分，主要对应《课程标准》“身边的算法”模块的内容要求（3）和（5）。本单元涉及的核心概念有模块的定义与调用、枚举法、二分法等。1.2内容结构本单元通过用程序实现比较多个数字的大小，猜数字等数学问题，让学生掌握定义模块、调用模块的方法，理解使用模块的作用及优势。并通过不同算法的比较，体会算法的效率，提升优化算法的意识。模块的妙用“枚举法”比大小猜数字游戏复习二个数比较大小的方法用定义模块的方法将程序分解，更便于阅读和理解了解枚举法用枚举法描述出找最大数问题的程序思路定义并调用模块解决问题，体验模块的便捷性了解二分法比较枚举法和二分法的算法效率。1.3教学过程图示神奇的算法第1课时首先利用已学知识完成两个数比较大小的程序；然后根据各部分的作用将程序分解，并利用“自制积木”的方法，将各部分定义成模块；最后调用模块完成程序。第2课时首先通过组合数字和付钱问题认识“枚举法”；然后分析多个数字找最大数的程序思路，并定义出对应的模块；最后调用模块完成程序，体会模块的便捷性。第3课时首先通过“猜数字”游戏，体会不同的思维方法；然后让学生认识“二分法”；最后通过调用不同的模块，比较枚举法与二分法的效率。1.4育人价值本单元围绕数学中常见数字游戏，让学生从掌握比较数大小的程序入手，了解程序可以根据功能划分出相对独立的结构，并根据划分的结构定义出模块，提高程序的阅读性，也锻炼学生的计算思维。在猜数字游戏中，针对不同的数据规模，采用不同的算法，记录完成任务的步数，认识不同算法的效率高低。最终让学生体会到编程的乐趣，培养优化程序、提高效率的意识。
2.主题学情分析学生对于算法的认识已经有五个单元了，对生活情境中的各种算法有着较全面的了解，并掌握了顺序、循环和分支三大程序基本结构。但在学生心目中，程序是一个整体，他们还没有根据功能分解程序思维习惯。本单元模块的定义和调用，能帮助他们分解程序。但如何定义，哪些程序应该定义到一个模块中，也很容易让学生混淆，这是本单元一个难点。
3.教学环境计算机教室，图形化编程软件
4.单元教学目标认识模块，掌握定义模块的方法，了解如何使用模块分解复杂任务。掌握模块的调用，体会调用模块在程序设计中的便捷性。知道什么是枚举法，能用自然语言描述思路，并根据思路编写程序。知道什么是二分法，能用自然语言说出对二分法的理解，并利用已有模块完成程序。通过对枚举法和二分法的比较，体会不同算法的时间效率。增强优化程序，提高效率的意识。
5.教学过程
课时（包括课名） 任务序号 教学主要任务
第1课时模块的妙用 任务1 根据已学知识，编写两个数比较大小的程序。
任务2 用流程图分析程序，并分解步骤。
任务3 将分解的步骤分别定义成模块，让程序更便于阅读和理解。
第2课时枚举法”比大小 任务1 通过数字组合和付钱问题，体验枚举法。
任务2 用枚举法描述出找最大数问题的思路。
任务3 定义带参数的模块，并调用模块，编程解决问题。
第3课时猜数字游戏 任务1 尝试用枚举法解决猜数字问题。
任务2 了解二分法，并调用二分法模块解决猜数字问题。
任务3 分别设置不同的数字范围，轮流调用枚举法与二分法模块解决问题，体会不同算法在时间效率上的优劣。
6.评价建议
需评价的任务 评价建议
第1课时任务3 评价内容：将程序分解，并分别定义成模块，并调用评价标准：调用模块后程序运行是否正确评价方法：组内互查，教师检查赋值方法：进行相应的赋分
第2课时任务3 评价内容：定义带参数的模块，并调用模块解决问题评价标准：调用模块后程序运行是否正确评价方法：组内互查，教师检查赋值方法：进行相应的赋分
第3课时任务3 评价内容：分别设置不同的数字范围，轮流调用不同模块解决问题评价标准：正确统计出不同方法的猜数次数评价方法：组内互查，教师检查赋值方法：进行相应的赋分
（三）课时教学设计
第1课时 模块的妙用
1.课时教学内容分析本课是“神奇的算法”单元的第一节课。通过复习上期已经学习的比较大小程序为引入，让学生了解程序可以根据其功能和作用划分成多个模块，使程序结构更加清晰，以提高程序的可阅读性。模块的定义和调用是本课的重点。
2.课时学情分析经过前面的学习，学生已经掌握了程序的三大结构，也对程序编写操作比较熟练。但学生在意识中会将程序理解成一个整体，还未形成将程序分解的思维意识。定义模块不难，但哪些程序可以定义到同一个模块中，需要根据具体程序分析，这也是培养学生计算思维的重要手段。
3.课时教学目标编写两个数比较大小的程序，并能根据功能将程序拆分。掌握模块的定义和调用，能利用模块编写程序。培养学生对问题进行抽象、分解的思维能力。
4.教学环境计算机教室、图形化编程软件
5.教学过程
教学环节 教师与学生活动 教学意图
问题讨论引入新课 在数学中，我们轻松掌握了比较两个数大小的问题，但在信息科技中又该怎么实现呢？今天我们就试着设计一个通用的算法，用来比较任意两个数的大小。 设置情境
任务一 请你尝试试着用自己以前学过的知识编写一个比较两个数大小的程序。注意使用变量X作为输出的专用变量。 复习旧知，发现差异。
任务二 我们可以用流程图来分析这个程序。看看这个算法可以分解成几个的步骤。 算法分析，让学生学习程序的拆分
任务三 为了便于阅读和理解，我们可以把一个大步骤中的若干个指令定义成一个模块。定义好之后，调用这个模块，就能执行对应的操作。出示任务：将程序按前面分解的步骤分别定义模块，并调用执行 理解并学习模块的使用方法
6.课时教学板书设计模块的妙用模块：1.定义 2.调用
7.课时作业设计将比较大小的程序按步骤分别定义模块，并调用执行。
第2课时 “枚举法”比大小
1.课时教学内容分析本课是“神奇的算法”单元的第二节课。在上一节学生已经掌握了模块定义和调用的基础上，进一步体会程序中使用模块的便捷性和易读性。本课知识分为两个方面。一是认识“枚举法”。这种方法学生在之前的数学学科学习中已经有过使用，相对简单。二是对带参数模块的定义和调用。虽然方法相同，但难度上会大很多。
2.课时学情分析学生在之前的数学学习中，已经接触过枚举法，理解起来比较容易。但枚举法的核心是找出所有可能情况，枚举顺序尤为重要。随机枚举往往会有遗漏，不建议学生采用。对于带参数的模块，学生理解可能会比较吃力。参数不同于变量，它只能作用于本模块中，并且会根据使用者输入的数据变化而变化。参数的名称不重要，重要的是相同的名称的参数内容必然是一样的。所以在定义带参数的模块时，参数在程序中的位置特别关键。参数的运用是本课的难点。
3.课时教学目标 认识枚举法，并能运用枚举法描述算法思路。认识带参数的模块，能正确进行定义和调用。 通过修改已调用模块来解决不同问题，体验调用模块的便捷性。
4.教学环境计算机教室、图形化编程软件
5.教学过程
教学环节 教师与学生活动 教学意图
问题讨论引入新课 数学小游戏：有 2，5，9 三个数字，可以组成多少个不同的三位数？你是怎么思考的？ 设置情境，引出枚举法
任务一 这种逐一考虑所有的可能情况，最后得到结论的方法，称为“枚举法”。用枚举法解决付钱问题，说说枚举法的关键是什么？ 了解枚举法
任务二 思考：用枚举法比较五个数的大小，程序思路该是怎样的？ 体验用枚举法解决问题
任务三 学习带参数模块的定义。调用模块，解决五个数比大小的问题。 体验模块使用的便捷性
6.课时教学板书设计“枚举法”比大小 X <—— 第1个数 比较X和第2个数的大小 比较X和第3个数的大小 比较X和第4个数的大小 比较X和第5个数的大小
7.课时作业设计定义带参数的模块，按照示例完成程序。尝试修改模块的定义内容，输出 5 个数字中的最小数。
第3课时 猜数字游戏
1.课时教学内容分析本课是“神奇的算法”单元的第三节课。通过猜数字游戏，体验采用不同算法后，时间效率的不同。因为两种算法由程序实现都比较复杂，所以不要求由学生编程实现，而是将已经定义好的模块直接提供给学生，学生只需调用不同算法模块，并体验最终效果即可。通过统计不同算法完成猜数任务的次数，比较出不同算法的效率。
2.课时学情分析相对枚举法而言，学生对二分法的接触要少很多，只有少数学生对二分法有了解。不过以学生的能力，掌握二分法的思维方式是比较容易的。对于几数方法的程序编写，已经超出学生的知识理解范围，有余力的学生可以尝试阅读一下程序。
3.课时教学目标 认识二分法。 能运用二分法解决猜数字问题。 比较不同方法的差别，体验枚举法和二分法的算法效率。
4.教学环境计算机教室、图形化编程软件
5.教学过程
教学环节 教师与学生活动 教学意图
问题讨论引入新课 今天老师和大家一起玩一个猜数字游戏，你在心里想一个数字，然后老师使用程序来猜，你只需要回答“是”或“否”，看看几次能猜中。 激发兴趣，引入新课。
任务一 两人一组进行游戏，然后说说自己猜数字所用的方法。打开老师提供的程序，体会用枚举法猜数字。 感受用枚举法解决问题。
任务二 认识二分法。老师演示用二分法猜数字。学生调用二分法模块，体会算法。 学习二分法。
任务三 设置不同的猜数范围，轮流调用枚举法和二分法模块，记载不同方法的猜数次数，体验两种算法时间效率的区别。 比较枚举法和二分法的算法效率。
6.课时教学板书设计 猜数字游戏 数值范围越大，用二分法效率越高n305070100枚举法……………………二分法……………………
7.课时作业设计完成课后“练一练”。有能力的同学尝试“探一探”。
参数

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