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第3课《通过执行检验算法》教学设计
课题 通过执行检验算法 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 五年级上
核心素养目标 信息意识：能意识到生活中许多问题的解决都藏着“算法”；在执行检验算法时，会主动关注“步骤是否完整”“顺序是否合理”等。计算思维：检验算法时，能按步骤逐一验证，找出逻辑漏洞，并尝试优化算法，通过重复逻辑完成排序，理解“循环”的初步思想。数字化学习与创新：在检验算法时，利用软件的“重复执行”功能快速测试多组数据，对比不同算法的效果；还能结合所学形成个性化算法。信息社会责任：明白算法执行要遵循规则，不随意修改集体确定的逻辑；执行检验算法时，能客观记录结果，养成“严谨诚实”的科学态度。
教学重点 1、能够思考并解决教材中小科与程序相关的问题，提高学生的问题解决能力。
教学难点 1、学会通过执行检验算法的正确性。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。1、新知导入观看视频解放军叔叔们执行天安门升旗仪式时经过了很多次训练，不断发现问题并加以修正，才做到了动作整齐划一，为我们带来视觉盛宴。除此之外我们也能通过执行算法来检验算法是否正确。算法的执行结果是否与预期一致，作为执行者，计算机有时很快就能判断出来，有时需要多次执行才能判断。 学习新知引入，观看教学视频。 引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 新知讲解：一、活动1：收集问题如果让小科分别沿着图3-3-1(1)所示箭头方向移动，图3-3-1(2)中所示程序可以实现吗 尝试增加控件实现小科的移动，并收集大家遇到的问题。（出示图片）大家遇到的问题有：小科移动方向与箭头不符，因为未正确设置面向方向。移动距离不合适，导致小科移动过远或过近。程序运行时角色出现旋转异常，如旋转角度设置错误。小科提示：程序编写完成后，通过执行来检查程序能否按预想的效果执行，这一过程称为程序的调试运行。不同的程序设计语言都有各自的语法规则，在程实现算法的过程中，我们需要遵循相应语言的语法规则。比如不同功能的积木（如移动、面向、旋转）要按照逻辑顺序拼接，就像搭积木要按顺序才能搭稳。还有积木参数的填写规范，比如 “移动步数”“面向角度” 要填合理的数字，不然程序就 “不听话”。就像写句子要按词语顺序，程序积木也要按语法顺序拼，参数填对，小科才会正确移动。用程序来描述算法时，要注意程序设计语言所规定的语法规则。输入时即使一个标点符号出错，也会导致程序出错而中断运行。我们可以根据计算机提示的出错信息修改程序，然后重新调试运行。比如在编程里，“移动（）步” 这个积木，要是忘记填步数，就像句子缺了关键词语，计算机就会提示错误。这时我们根据提示，把步数填上，比如填 “50”，程序就能正常运行了。就像写作业漏了字，补上就对了。拓展阅读英文单词“bug”原意为“小虫子”，现有“程序错误”的意思。在软件运行时，程序错误会造成软件功能不正常、死机、数据丢失、非正常中断等现象。二、活动2：调整数据小智用计算机模拟自动升旗的过程，使用了图3-3-2所示程序来执行“红旗向上移动一段距离后停止”，但是他发现红旗并不能成功升顶。请你调试运行程序，帮助他查找原因，并尝试解决。（出示图片）我发现的问题：问题一：红旗未升顶。原因：移动方向（15 度）不是垂直向上。解决：将 “面向 15 度方向” 改为 “面向 90 度方向”（垂直向上）。问题二：移动距离不足。原因：100 步不够。解决：增加移动步数，比如改为 “移动 200 步”，并调试至红旗升顶。小科提示：图形化编程的一般流程(1)设置背景及角色，如：(2)找到相关的指令，按顺序连接，如：(3)执行程序，观察运行结果。(4)反复调试程序，直至达到预想的结果。像这样程序能够顺利执行，但运行结果与预期不符的现象在算法执行时经常能遇到。虽然每条程序语句都符合语法规则，但如果程序中存在逻辑或计算方法等错误时，计算机往往不能检查出错误。因此，多次调试运行程序，有助于我们找出算法设计过程中容易忽略的问题，从而改进算法。三、课堂练习完成教材16—17页相关课堂练习题。四、拓展延伸1、算法检验常见的问题和解决办法问题一：算法执行时少做关键步骤，或步骤顺序混乱导致结果错误。解决办法：用 “编号清单” 写下所有步骤，按序号依次执行，完成一步打一个勾；复杂算法可画 “流程小箭头” 标注顺序。问题二：需要重复执行同一步骤时，漏做次数或多做次数。解决办法：用 “计数器” 记录重复次数（如用小石子、铅笔芯计数）；每次重复后在纸上画 “正” 字，完成后核对总次数。问题三：设计的算法步骤偏离最终目标。解决办法：先写下 “目标关键词” ，每完成一步就对照目标，检查是否朝着目标推进；用 “反向验证” 。问题四：完成算法后直接结束，不知道如何验证结果是否正确。解决办法：用 “两种方法验证”，如排序题用 “从前往后查” 和 “从后往前查”；计算题用 “逆运算”。2、软件运行时遇程序错误的处理方法先关闭错误弹窗，退出软件后重新打开，尝试再次操作。检查软件是否为最新版本，若不是则更新后再试。关闭其他无关程序，释放电脑内存，避免资源占用导致错误。若反复出错，查看错误提示信息，联系软件客服反馈问题。必要时卸载软件，重新下载安装，排除安装文件损坏问题。五、小结与评价1、单元拓展掌握了算法的顺序执行、算法执行中的特征以及计算机执行算法要编写程序等知识，我们就能利用这些知识解决很多简单问题。请尝试应用所学知识，完成下列任务。任务一：选择一个校园活动,尝试用顺序结构流程图描述其活动顺序。在这个流程图中,要能显示出算法的一些特征,如开始和结束、输入和输出等。任务二：尝试使用计算机执行“走路”程序，并调试。（出示图片）任务三：小明妈妈用一个平底锅煎蛋，每次最多只能煎2个蛋，煎1个蛋要2分钟(正反面各需1分钟)。煎3个蛋至少需要几分钟 请你用流程图描述出煎3个蛋用时最少的算法。（出示图片）2、单元阅读图灵机1936 年科学家提出图灵机概念，它是假想机器，由控制器、无限磁带和可移动读写头组成，能通过有限规则模拟人脑计算。它在含 0、1 和空格的无限磁带上运行，读写头读取、写入符号并移动。作为现代通用计算机的原始模型，图灵机奠定了计算机理论基础，是计算机科学的重要里程碑。有趣的计算机音乐程序如果想让计算机唱歌，我们可以通过计算机里的音乐程序来实现。将歌曲的曲谱按音符的顺序依次翻译成积木，并搭建形成程序。执行程序，借助计算机的喇叭或耳机，将音乐传递到我们的耳朵。3、单元评价在本单元，我们通过升旗仪式算法认识算法的顺序结构，了解算法执行过程中呈现出来的一些特征，知道计算机能够执行算法以及算法要编写为程序才能在计算机上执行，形成通过执行可以检验算法的观念。在学>过程中，你有哪些收获 表现如何呢 请对本单元的学习做出评价。4、单元练习1.你认同下面的说法吗 (1)在顺序结构里，每个步骤按照出现的先后顺序依次执行。(2)能够执行的算法，需要包括明确、可执行的操作步骤；算法执行后会产生结果。(3)一个算法的执行步骤可以是无限的。(4)算法的执行者可以是人或机器。答案：VVXV2.说说你的思考和发现。你在生活中还发现哪些算法具有顺序结构 你认为一个能够执行的算法，具有哪些特点 请举例说明。答：生活中，做早餐的算法是顺序结构：先打鸡蛋，再煎鸡蛋，最后装盘。能执行的算法有这些特点：一是步骤明确，比如煎鸡蛋要先倒油再放蛋；二是步骤有限，做早餐的步骤是确定的几步；三是有结果，最终能吃到早餐。5、学习评价请从算法执行有顺序、算法能用计算机执行的特征、执行可以检验算法及小组合作等方面，评价本单元的学习表现。答：本单元学习中，我理解了算法执行有顺序，也知道算法能被计算机执行，通过调试程序（如修改红旗移动方向）验证了这一点。在调试中能根据错误信息修改程序，检验算法是否正确。小组合作时，大家一起分析问题，提高了学习效率，也加深了对算法的理解。6、单元总结在本单元，我们推开了算法世界里崭新的一扇门，不仅了解到算法执行有顺序，认识了顺序结构，还发现算法可以有不同的执行者。同时我们通过了解升旗仪式，尝试用计算机来解决问题，理解了算法执行的特点形成了在执行过程中检验算法的观念。 完成活动：收集大家遇到的问题。学习小科提示，理解什么是调试运行，知道不同的程序设计语言都有各自的语法规则。学习拓展阅读，理解bug就是程序错误。完成活动：调整数据，调试运行程序，查找原因，并尝试解决。学习小科提示，了解图形化编程的一般流程。完成课堂练习。进行课外知识拓展，了解算法检验常见的问题和解决办法。进行单元小结与评价。 引导学生根据所出示的指示图，思考小科会遇见的问题，从而进行本课内容研究。强化学生对程序的调试运行过程的理解，明确所指代的内容和目的。拓宽学生所学知识面，帮助学生理解程序错误会造成软件功能不正常、死机、数据丢失、非正常中断等现象。结合教材所出示的问题情景，进行调试运行程序，引导学生帮助查找故障原因，在模拟中强化对知识点的理解和解决问题的能力。强化学生对图形化编程的一般流程认识。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面，引导学生学习算法检验常见的问题办法。引导学生完成单元总结与评价，回顾本单元学习内容并巩固知识点。
课堂小结 通过执行检验算法1、引入新知内容2、收集问题3、调整数据4、完成课题练习和单元评价5、进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 用Scratch软件模拟“整理书包”的算法，要求：①包含“放入课本→放入作业本→放入文具”3个核心步骤；②添加“如果课本放错位置就提示重新放”的判断效果；③运行程序检验是否流畅，截图程序界面并标注算法步骤。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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