资源简介

五年级信息科技学科教案
教学 内容 第六单元第1课 在线生活中的算法 上课时间 总第 课时
教学 目标 信息意识：认识到算法在线生活中的普遍存在和重要作用，能够关注并思考身边的算法应用。理解算法推送内容与个人兴趣之间的关系，培养主动获取信息的意识。 计算思维：理解排名算法和推荐算法的基本工作原理，能够分析算法对信息排序和推送的影响。通过案例分析，初步建立算法思维模型。 数字化学习与创新：能够运用算法知识解释在线平台中的现象，如搜索结果排序、个性化推荐等。在讨论和辨析中培养批判性思维和创新意识。 信息社会责任：辩证看待算法的价值与局限，认识算法可能带来的负面影响（如信息茧房、沉迷等）。培养多元化获取信息、批判性看待算法推荐的意识和能力。
教学重点、难点 教学重点： 1.理解排名算法的基本概念和网页排名值的计算方法。 2.理解推荐算法的基本原理及其在在线平台中的应用。 3.辩证看待算法的价值与局限，认识算法可能带来的负面影响。 教学难点： 1.理解网页排名值的计算逻辑——被链接的数量和质量。 2.理解推荐算法如何通过用户行为数据进行分析和推送。 3.理解“信息茧房”的概念及其形成机制，形成主动打破信息局限的意识。
教学 准备
教学流程
（一）导入新课：算法在线生活中 教师活动：同学们，在线社会悄然而至，在线导航、在线购物等在线应用已经进入人们的生活。在线生活给人们带来了便捷，而这些在线应用的实现都离不开算法的支撑。今天我们就来学习第六单元第1课——在线生活中的算法。 学生活动：思考自己日常使用的在线应用，初步感知算法的作用。 教师活动：搜索引擎、购物平台、短视频平台……这些我们每天都在使用的应用背后，都有算法在默默工作。它们是如何工作的？又会给我们带来什么影响？让我们一起来探究。 设计意图：以学生熟悉的在线应用引入，激发学习兴趣，明确本课的学习主题。 （二）探索发现：搜索引擎中的排名算法 教师活动：当我们在搜索引擎中输入关键字“江苏教育”后搜索，屏幕上就会出现许多相关的网页链接。如果更换几个相似的关键字进行搜索，就会发现某些网页总在搜索结果的前面，这究竟是为什么呢？ 学生活动：回忆自己使用搜索引擎的经历，思考为什么有些网页总是排在前面。 预设1：学生回答因为那些网页内容好、因为很多人点、因为网站权威等。 教师回应：同学们说得有道理。搜索结果中的网页链接会按照一定的规则排序，通过排名算法能够让一些特定的网页排在前面。不同的搜索引擎会采用各自的排名算法，用于计算网页的排名值，从而确定它们在搜索结果中显示的顺序。 教师活动：讲解网页排名值的基本原理：一个网页可以被其他网页链接，它的排名值是链接该网页的所有网页的排名值的总和。也就是说，被越多重要的网页链接，这个网页的排名值就越高。 教师活动：呈现网页排名值示意图：若网页A、B、C的排名值都是1，它们都链接到网页D，则网页D的排名值为3。 学生活动：观察图示，理解网页排名值的计算方法。 设计意图：通过搜索引擎这一学生最熟悉的应用，引入排名算法的概念，用图示帮助学生理解抽象的排名值计算。 （三）实践应用：计算网页排名值 教师活动：呈现链接关系示意图：下图所示为几个网页的链接关系示意图。假设网页A的排名值为3，网页C的排名值为6。请同学们计算网页B和D的排名值。 学生活动：观察图示，尝试计算网页B和D的排名值。 预设2：学生计算得出B的排名值为3（只有A链接到B），D的排名值为3.5（A链接到D贡献1.5，C链接到D贡献2，总计3.5）。 教师活动：验证计算结果：A的排名值为3，它链接到了B和D两个网页，所以每个被链接的网页从A获得的排名值是1.5；C的排名值为6，它链接到了D和另外两个网页（共三个），所以D从C获得的排名值是2。因此，B的排名值为1.5×2？不对，B只被A链接，所以B的排名值就是1.5？等等，让我们重新计算。 教师活动：引导正确计算：A的排名值为3，它链接到B和D两个网页，所以B和D各获得A排名值的一半，即1.5。C的排名值为6，它链接到三个网页，所以每个被链接的网页获得C排名值的1/3，即2。D同时被A和C链接，所以D的排名值为1.5+2=3.5。B只被A链接，所以B的排名值为1.5。 教师活动：提问：A、B、C、D四个网页在搜索结果中同时出现时，会如何排序？ 预设3：学生回答按照排名值从高到低排序——C(6) > D(3.5) > A(3) > B(1.5)。 教师活动：总结：排名算法计算出网页的排名值，从而决定它们在搜索结果中排列的顺序。通常，网页的排名值越高，显示的位置就越靠前。 设计意图：通过实际计算，让学生动手操作，深入理解网页排名值的计算方法，体会排名算法的工作原理。 （四）联系生活：推荐算法的应用 教师活动：在使用在线平台时，我们可以搜索、查看自己感兴趣的内容，还会经常收到平台主动推送的我们可能感兴趣的内容。这是为什么呢？ 学生活动：思考平台推送内容的原因。 预设4：学生回答因为平台知道我看了什么、因为平台想让我多买东西等。 教师回应：由于每个人的兴趣、爱好、习惯不同，因此各自会在网络上选择不同的内容进行浏览。在线平台会通过推荐算法，向用户推送与其喜好相匹配的内容，这就是在同一在线平台上不同用户看到的内容不完全相同的原因。 教师活动提问：使用在线平台时，我们经常会看到“根据你的喜好推荐”“看到的人还看过……”“购买过的人还购买了……”等个性化推荐信息。说一说：在线平台向你推荐过哪些内容？ 学生活动：分享自己被推荐的经历，如视频平台推荐相似视频、购物平台推荐相似商品等。 教师活动：推荐算法通过分析用户的在线行为、历史记录等数据，能够比较精准地向用户推送其可能感兴趣的内容。无论是购物网站的商品推荐，还是视频播放平台的视频推送，人们都能感受到推荐算法带来的便利与惊喜。推荐算法能够帮助人们在短时间内发现对自己有价值的信息，大大提高了信息发现和检索的效率。 设计意图：通过学生亲身经历的分享，让抽象的推荐算法变得具体可感，理解推荐算法的基本原理和价值。 （五）案例分析：推荐算法的应用场景 教师活动：呈现案例：小智、小慧和小文三人的妈妈在某一购物平台上互为好友，她们都喜欢通过这个平台购买文具。她们都购买过水彩笔，小智妈妈和小慧妈妈还购买过本子，小慧妈妈则购买过文具盒。基于以上信息，平台可能会优先向小文妈妈推荐本子，还是文具盒呢？说说判断的理由。 学生活动：小组讨论，分析推荐的可能性和理由。 预设5：学生回答可能推荐本子，因为小文妈妈和小智妈妈、小慧妈妈是好友，她们都买了本子，而且小文妈妈也买文具，所以可能对本子感兴趣；也可能推荐文具盒，因为小慧妈妈买了文具盒，而且小慧妈妈和小文妈妈也是好友。 教师活动：引导分析：推荐算法会综合考虑多种因素——用户之间的相似性、购买行为的关联性、商品的搭配可能性等。在这个案例中，本子被两位妈妈购买，而文具盒只被一位妈妈购买，所以本子的推荐优先级可能更高。但实际算法会更复杂，还会考虑浏览记录、收藏行为等。 教师活动：总结：推荐算法通过分析用户的在线行为、历史记录等数据，能够比较精准地向用户推送其可能感兴趣的内容。这大大提高了信息发现和检索的效率。 设计意图：通过具体案例讨论，让学生深入理解推荐算法的分析逻辑，培养分析问题和推理判断的能力。 （六）辩证思考：算法的局限与问题 教师活动：很多网络平台设有“热榜”或类似栏目。其中，某平台根据站内文章的访问量来决定“热榜文章”的显示顺序，如下表所示。你觉得这样的排行榜合理吗？为什么？ 学生活动：小组讨论，分析这种排名方式的合理性和问题。 预设6：学生回答合理，因为访问量高的文章说明更多人喜欢；不合理，因为可能有人刷量，访问量高不代表质量高。 教师活动：点评：单纯按访问量排名有其合理性——反映了大众的关注度，但也有问题——可能被刷量操控，而且“热门”不一定等于“优质”。所以很多平台会采用更复杂的算法，综合考虑多种因素。 教师活动：提问：现在，很多网络平台会利用算法向用户反复推送相似的内容。你有过类似的经历吗？对此，你怎么看？ 学生活动：分享自己被反复推送相似内容的经历，如看过某个视频后就不断收到同类视频。 预设7：学生回答这样很方便，总能看自己喜欢的；但也会觉得看腻了，想看点儿别的却看不到。 教师活动：在线平台通过排名、推荐等算法给人们的在线生活、学习和工作带来各种价值的同时，也会带来一定的负面影响。例如，有的商家会利用购物平台的排名规则，通过刷单来增加店铺的点击率，从而提高排名；有的平台会向用户推荐相似的浏览信息，虽然简化了信息筛选过程，但也可能限制了用户的视野和想法，甚至导致决策错误。特别是在短视频平台上，“瀑布流”的展示方式虽然方便用户浏览，但也容易让人沉迷其中。 设计意图：引导学生辩证看待算法，认识算法的局限和问题，培养批判性思维。 （七）深入探讨：算法对认知的影响 教师活动：呈现对话场景： 小科说：“我妈妈总是不让我吃蛋黄，因为她在网上看到很多信息，都说吃蛋黄会让人发胖，是这样的吗？” 小文说：“我爸爸让我每天喝满8杯水，他在网上看到很多视频都说每天喝满8杯水，身体才健康，真是这样吗？” 教师活动提问：你们遇到过类似的情况吗？为什么爸爸妈妈会相信这些信息？ 学生活动：讨论，分析原因。 预设8：学生回答因为他们总看到类似的信息，看多了就信了。 教师活动：引导：其实，吃蛋黄并不会使人发胖，每个人每天喝多少水，也要根据自己的身体状况来决定。你们的爸爸妈妈之所以这样认为，是因为平台总把相关的信息推送给他们，他们看多了，自然就相信了。 教师活动：进一步讲解：互联网是一个充满多样信息的平台，但推荐算法却在不断地引导我们浏览相似内容。例如，在购物平台中，如果你搜索过某个商品，那么首页就会出现许多与该商品类似的款式；在短视频平台中，一旦你对某个视频多看了几遍，系统就会推送大量相似视频；在新闻平台中，一旦你搜索、点赞或者评论了某条新闻，就会触发系统推送更多相关报道…… 教师活动：提问：这种“总推送相似内容”的现象，会带来什么问题？ 预设9：学生回答会让人只看自己喜欢的东西，看不到其他的；会让人以为世界就是这样；会让人变得越来越“窄”。 教师活动总结：这种现象被称为“信息茧房”——就像蚕宝宝把自己裹在茧里，只能听到自己想听的声音，看到自己想看的内容。为了避免被单一信息所限制，我们需要积极寻求多元化的信息来源，培养批判性思维，主动探索不同领域，从而丰富知识、拓宽视野。 设计意图：通过生活化的对话案例，让学生理解算法推送可能带来的认知局限，建立“信息茧房”的概念，培养主动打破信息局限的意识。 （八）课堂总结：梳理收获 教师活动：今天我们学习了什么？谁来总结一下？ 预设10：学生回答我们学习了搜索引擎的排名算法，知道了网页排名值怎么计算；学习了推荐算法的原理，知道了平台为什么给我们推荐内容；还知道了算法有好处也有坏处，要学会辩证看待。 教师活动总结： 第一，排名算法是搜索引擎的核心，通过计算网页排名值决定搜索结果的顺序。 第二，推荐算法通过分析用户行为数据，向用户推送可能感兴趣的内容。 第三，算法给在线生活带来便利，但也可能带来“信息茧房”、沉迷等问题。 第四，我们要辩证看待算法，既要享受便利，也要警惕局限。 第五，主动寻求多元化信息，培养批判性思维，才能避免被算法“绑架”。 教师活动：布置课后思考：观察自己使用的在线平台，看看哪些地方有算法的影子？算法的推荐有没有让你错过什么有趣的内容？下一节课我们将学习“人工智能离不开算法”，看看算法在人工智能中扮演什么角色。 设计意图：帮助学生梳理本课所学知识，形成系统认知，并为下一节课的学习做好铺垫。

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