资源简介

课题 设计算法 主备课人 总课时
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课型 信息技术常规课 使用人 上课时间
内容 1.算法设计的基本流程，即“理清步骤—分解细化—迭代优化”，掌握用自然语言梳理算法步骤，再将步骤拆解为计算机可执行的基本操作，并通过验证完善算法的方法。 2.20以内加法运算出题与批改算法的实际设计，学会运用流程图、自然语言描述算法，同时借助人工智能工具辅助校验、优化算法，并实现加法算法到减法算法的思路迁移。
教学 目标 核心素养 1.信息意识：认识到算法是解决问题的核心，理解好的算法能让计算机高效、准确地完成任务。 2.计算思维：掌握将问题解决步骤分解为计算机可执行操作的方法，能够通过迭代优化算法设计。 3.数字化学习与创新：能够运用流程图、自然语言等方式描述算法，并借助人工智能辅助完善算法设计。 4.信息社会责任：在设计算法时考虑算法的正确性与健壮性，培养严谨、负责的科学态度。 知识与技能 1.理解算法设计的基本过程； 2.掌握将问题步骤分解为计算机可执行操作的方法； 3.能够设计出“20以内加法运算”的出题与批改算法。 过程与方法 通过小组讨论、流程图绘制、人工智能辅助等方式，经历“分析步骤→分解细化→迭代优化”的算法设计全过程。 情感、态度与价值观 在算法设计过程中培养耐心细致的思维习惯，体验从模糊想法到清晰算法的成就感。
教学 重点 将解决问题的步骤分解为计算机可执行的操作，并形成完整算法。
教学 难点 理解计算机的执行逻辑，将自然语言描述的步骤转化为计算机能理解的精确指令。
教具 准备 多媒体课件、流程图绘制工具、人工智能辅助学习设备/软件
教 学 过 程 一、新课导入 教师活动：进行旧知回顾，提问学生上节课为“加法运算小能手”程序分析的功能需求和界面设计相关内容，引导学生回忆确定的功能；随后揭示课题，说明计算机完成程序功能需要设计算法，引出本节课《设计算法》的学习内容，并板书课题。 学生活动：思考教师提出的问题，积极回应并分享回忆的程序功能。 学生预回答1：能出20以内的加法题，还能自动批改答案。 学生预回答2：可以调整出题的范围，做完题能看到对错反馈。 设计意图：通过复习建立新旧知识的联系，让学生明确本节课的学习任务，自然过渡到算法设计的教学内容，激发学生的学习兴趣。 二、新知学习：理清步骤 （一）讨论并列出步骤 教师活动：提出问题引导学生思考实现自动出题和自动批改的步骤，组织学生以小组为单位进行讨论，从“出题”和“批改”两方面梳理步骤；邀请小组代表分享讨论结果，教师板书关键步骤。 学生活动：参与小组讨论，共同梳理并记录实现功能的步骤，小组代表主动分享讨论结果。 学生预回答1：先出题目，然后让学生输入答案，再判断答案对不对，最后告诉学生结果。 学生预回答2：生成两个数组成加法题，显示题目，等待输入，判断对错，给出反馈，还可以继续出题。 设计意图：通过头脑风暴的形式，让学生初步建立算法步骤的框架，培养学生的合作探究能力和逻辑思维能力。 （二）补充“出题”步骤 教师活动：出示教材中不完整的“出题”步骤图，引导学生思考现有步骤的不足，重点探讨“生成随机数”的范围设定和和的限制问题；指导学生补充完善“出题”步骤，明确加数1、加数2的取值要求。 学生活动：观察步骤图，思考并讨论需要补充的内容，积极发言分享自己的想法，完善出题步骤。 学生预回答1：要规定随机数在1到20之间，不然数太大就不是20以内的加法了。 学生预回答2：生成的两个加数加起来不能超过20，所以第二个加数要根据第一个加数来定。 设计意图：引导学生关注算法设计的细节，让学生认识到算法步骤的严谨性，为后续细化算法奠定基础。 三、新知学习：细化算法 （一）理解计算机能执行的操作 教师活动：提问学生计算机是否能直接理解梳理的步骤，举例说明计算机能执行的基本操作，如赋值、计算、比较、输入、输出、循环等；以“生成两个随机数且和不超过20”为例，演示如何将该步骤分解为计算机可执行的操作。 学生活动：思考教师的问题，聆听并理解计算机可执行的基本操作类型，跟随教师的演示学习步骤分解的方法。 学生预回答1：计算机应该不能直接理解，我们说的步骤太笼统了。 学生预回答2：知道了，要把步骤拆成简单的，计算机能做的动作。 设计意图：帮助学生跨越从“人类思维”到“计算机思维”的鸿沟，让学生掌握将自然语言步骤转化为计算机可执行操作的基础方法，培养学生的计算思维。 （二）小组合作细化算法 教师活动：让学生拿出步骤清单，组织学生以小组为单位将每个步骤分解为计算机可执行的操作；指导学生将分解后的操作填入流程图中，提醒学生算法必须包含输出相关操作。 学生活动：开展小组合作，共同分解算法步骤，绘制算法流程图，将分解后的操作准确填入流程图。 学生预回答1：我们把显示题目归为输出操作，等待输入答案就是输入操作。 学生预回答2：判断对错就是比较操作，把随机数给加数1、加数2就是赋值操作。 设计意图：通过小组合作的形式，让学生动手实践分解算法步骤、绘制流程图，培养学生的合作能力、动手操作能力和逻辑表达能力，强化学生对计算机执行操作的理解。 （三）迭代优化 教师活动：引导学生思考当前设计的算法是否存在漏洞，提出具体问题如用户输入非数字该如何处理，组织学生讨论算法的优化方法。 学生活动：思考并寻找算法中的漏洞，积极讨论并提出自己的优化思路和方法。 学生预回答1：如果用户输入字母或者符号，计算机就不知道怎么判断了，要加一个判断输入是否是数字的步骤。 学生预回答2：可以让计算机先检查输入的内容，不是数字的话就让用户重新输入。 设计意图：培养学生的批判性思维，让学生认识到算法设计需要不断验证和改进，提升学生算法优化的意识和能力。 四、实验室：借助AI完善算法 教师活动：引入人工智能辅助算法设计的内容，引导学生阅读教材小贴士，讲解AI在算法设计中的作用；简单演示向AI提问的方法，如输入“请给出一个20以内加法出题与批改的算法步骤”；组织学生将AI给出的步骤与本组设计的算法对比，讨论AI设计的优点和可吸收的内容。 学生活动：阅读教材小贴士，学习借助AI设计算法的方法；尝试向AI提问获取算法建议，对比本组算法与AI算法的异同，参与小组讨论。 学生预回答1：AI考虑到了出题的数量设置，我们没想到这一点，可以加进去。 学生预回答2：AI的步骤更细致，在反馈结果的时候还会给出正确答案，我们的算法可以优化这部分。 设计意图：让学生了解AI可以作为工具辅助学习，培养学生与AI协作的意识和能力，进一步完善学生设计的算法，拓宽学生的算法设计思路。 五、拓展迁移 教师活动：提出问题引导学生思考20以内减法运算自动出题与批改的算法设计，从被减数和减数的范围设定、批改逻辑变化等方面进行引导；组织学生小组讨论，鼓励学生用自然语言或流程图简单描述减法算法的关键步骤。 学生活动：参与小组讨论，分析减法算法与加法算法的异同，尝试描述减法算法的关键步骤。 学生预回答1：减法要保证被减数比减数大，差不能是负数，被减数也不能超过20。 学生预回答2：批改的时候就是用被减数减减数，看结果和输入的答案一样不一样，和加法批改逻辑类似但计算方式不同。 设计意图：培养学生举一反三的能力，强化学生的算法思维，让学生能够将所学的加法算法设计方法迁移到减法算法设计中，提升学生的知识应用能力。 六、课程小结 教师活动：引导学生回顾本节课的学习内容，依次提问学生算法设计的一般步骤、学习过程中最难的步骤及克服方法、从AI辅助学习中收获的内容，对学生的分享进行总结和点评。 学生活动：认真回顾本节课内容，积极分享自己的学习收获和体会。 学生预回答1：算法设计要先理清步骤，再分解细化，最后迭代优化。 学生预回答2：最难的是把步骤转化为计算机可执行的操作，通过老师的例子和小组讨论慢慢就理解了。 学生预回答3：知道了AI可以给我们提供思路，但是不能完全依赖，要自己判断和调整。 设计意图：帮助学生梳理本节课的知识体系，让学生回顾学习过程，总结学习方法，加深学生对算法设计的理解和掌握，提升学生的学习反思能力。 个案补充 错误纠正
板书 设计 设计算法 1.算法设计三步走： 理清步骤（自然语言） 分解细化（计算机可执行操作） 迭代优化（验证、改进） 2.工具：流程图、AI辅助 3.核心：把人的想法转化为计算机的指令
教学 反思

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