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第2课时教学设计
课题 生命游戏的算法 单元 主题四 学科 信息科技 年级 五年级下册
教材分析 本课选自桂科版信息科技五年级下册第三单元，属于算法与编程核心内容。课程以经典的康威生命游戏为载体，融合规则理解、逻辑判断、决策树、列表遍历等知识，衔接前期遍历、分支结构等编程基础，是对计算思维的综合运用。教材遵循趣味游戏导入 — 规则探究推演 — 算法拆解解读 — 编程实践验证 — 创意拓展设计的认知逻辑，将抽象的算法思想转化为具象的网格细胞演化过程。通过手动推演、Scratch 图形化编程、自主设计布局等活动，落实信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大核心素养，为后续复杂算法、人工智能相关内容学习筑牢思维与实践基础。
学习目标 1. 信息意识：了解生命游戏的起源与应用场景，感知简单规则可催生复杂演化现象，养成运用算法视角观察生活现象的习惯。2. 计算思维：熟记生命游戏四大核心规则，能手动推演细胞演化过程；理解拆分 — 判断 — 合并的整体算法逻辑，读懂 Scratch 程序积木含义，学会用决策树描述分支判断流程。3. 数字化学习与创新：熟练操作 Scratch 程序完成生命游戏模拟，能在 10×10 网格中自主设计生命乐园初始布局，连续完成 20 轮演化并规范记录变化。4. 信息社会责任：辩证认识算法模拟现实的局限性，理解算法仅为仿真工具，树立理性看待数字技术、严谨实践的学习态度，体会规则与秩序的重要意义。
重点 掌握生命游戏四大核心规则，完成细胞手动推演；理解算法拆分、判断、合并三大流程；识别 Scratch 程序核心积木与对应功能。
难点 准确统计细胞 8 个方向的存活邻居，理解网格边界判断逻辑；掌握二维网格与一维列表的转换思路；设计能够持续繁荣的生命初始布局。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情景导入。教师活动11. 趣味展示：播放生命游戏动态演化视频，展示细胞繁衍、移动、形态变化的画面，提问：这款游戏和普通游戏有什么不同？2. 知识科普：介绍生命游戏发明者英国数学家约翰 何顿 康威，讲解其 “零玩家游戏” 特点 —— 无手动操作，仅依靠固定规则自动演化，可用于模拟生物种群、自然系统。3. 引出课题：今天我们一起探究生命游戏的算法，学习规则推演、程序实现与创意布局设计，出示本节课学习目标。 学生活动11. 观看视频，对比普通游戏，发现该游戏无需人为操作，细胞自动变化。2. 倾听教师讲解，了解游戏起源与特点，明确本节课学习任务。 利用趣味视频激发学生好奇心，结合人物科普丰富课堂内容，自然引出课题与学习目标，快速聚焦课堂主题。
讲授新课 新知讲解教师活动21. 基础概念讲解：讲解网格基本设定，规定1 代表细胞存活，0 代表细胞死亡；每个细胞拥有上下、左右、对角线共 8 个邻居，细胞下一代状态由存活邻居数量决定。2. 解读核心规则：逐条讲解生命游戏四大规则，提炼记忆口诀 “两活三存，孤死挤亡，三邻复生”；结合图示标注细胞邻居位置，辅助学生理解。3. 决策树梳理：展示细胞判断决策树，讲解 “先判断细胞状态，再根据邻居数量分支判定结果” 的逻辑，强化分支算法思想。4. 课堂实操推演：出示 3×3 网格练习题，引导学生独立分析每一个细胞的邻居数量，完成状态推演；随机抽查学生答案，针对易错点（邻居漏数）集中讲解订正。 学生活动2识记细胞两种状态与 8 个邻居的分布，逐条理解四大核心规则，背诵记忆口诀。 结合决策树，理解分支判断的算法逻辑。独立完成网格推演练习，举手作答，订正错题，总结数邻居的小技巧。 把抽象算法转化为看得见、说得出的流程，帮助学生建立结构认知，突破 “概念理解、流程梳理” 这一教学重点，让算法思维可感知、可表达拆解核心知识点，从概念、规则、逻辑、实操层层递进；借助口诀、决策树、练习巩固重点。
二、算法的描述结合推演过程，讲解生命游戏整体分为拆分、判断、合并三大环节。先用自然语言简述完整步骤：先初始化网格与列表，再将二维网格拆分为独立数据，逐一统计每个细胞的存活邻居，依照规则判定细胞新状态，最后拼接重组网格，循环执行实现多轮演化。随后展示算法流程图，讲解流程走向与分支节点含义，组织学生小组交流，用规范语言复述算法流程。 学生讨论1. 跟随教师梳理算法整体框架，记录自然语言描述的完整步骤。2. 对照流程图，理解每一个流程节点的作用，思考分支判断的意义。 落实算法描述知识点，让学生掌握自然语言、流程图两种标准描述方式，将实操过程转化为标准化算法语言，突破算法描述的难点梳理算法整体步骤，对照流程图理清执行逻辑，在小组内相互复述流程，规范算法表达用语。
算法的程序讲解 Scratch 程序与算法流程一一对应，整体分为四大功能模块。依次介绍初始化、网格拆分、邻居统计、规则判断、结果合并等核心积木，着重说明边界判断、坐标转换的作用，避免程序运行出错。带领学生分步查看积木功能，上机打开源程序进行调试运行，对比手动推演结果，验证程序运算的准确性，理清算法与编程积木的内在关联。 学生活动3 分段学习 Scratch 各模块积木，对应算法流程理解积木功能。 重点理解边界判断、坐标转换、分支判断等难点积木。上机操作软件，分步调试、运行程序，验证程序运行结果与推演结果一致。 打通 “算法描述” 与 “编程实现” 的关联，让学生理解代码积木和算法步骤的对应关系，提升数字化工具应用能力，教会学生标准算法表达，对应算法流程理解各模块积木功能，重点掌握难点逻辑，上机操作并运行程序，核对运行结果。
课堂练习 分层练习：1. 基础题：补全教材中水果采摘决策树流程图，确保分支、判断、结果全部正确。2. 提升题：用自己的话完整描述决策树的构建步骤。3. 拓展题：以 “周末要不要出门玩” 为情境，小组合作设计简单决策树，说出判断条件与分支走向。巡视课堂，个别指导，及时纠错。4.教师巡视指导，及时纠正流程错误，组织小组展示交流，强调判断顺序与分支逻辑，鼓励学生结合生活实例创新设计。 1. 结合所学知识，在网格纸上绘制专属生命乐园初始布局。2. 逐轮推演 20 轮细胞变化，认真填写记录表格，观察细胞繁衍、移动、新生结构等现象。 以任务驱动开展创意实践，融合知识运用、动手推演、观察记录多项能力；鼓励学生创意发挥，落实数字化学习与创新素养，强化对生命游戏演化规律的认知。
课堂小结 1. 课堂小结：师生共同回顾本节课知识点：生命游戏起源、四大核心规则、算法三大流程、算法两种描述方式、Scratch 程序逻辑、经典细胞结构。总结核心思想：简单的规则，能够演化出复杂多样的现象。2. 拓展延伸：介绍生命游戏在生物模拟、森林火灾推演、数字艺术、人工智能等领域的实际应用；引导学生思考生活中 “规则驱动演化” 的同类现象。3. 价值引领：结合游戏演化规律，引申规则的重要性，同时说明算法只是模拟工具，存在局限性，引导学生理性看待数字技术。 1. 跟随教师回顾整节课知识，梳理知识框架。2. 了解生命游戏的现实应用，联系生活举例说出相似现象。3. 感悟规则的意义，树立正确的数字技术使用观念 系统梳理本节课内容，构建完整知识体系；拓展知识边界，联系生活深化理解，渗透信息社会责任素养梳理算法整体步骤，对照流程图理清执行逻辑，在小组内相互复述流程，规范算法表达用语。
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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