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《第1课 萌兽对对碰》教学设计
教学内容分析
本节课选自2025年广东教育出版社五年级信息科技教材第3单元“玩转游戏要算法”的第1课，是在学生初步接触算法基本概念和三种基本结构后的进阶内容。教材以“斗兽棋萌兽对对碰”活动为核心情境，通过“动物擂台赛”“自动排位赛”“冠军争夺赛”三个梯度递进的活动，将“比较交换”算法、流程图绘制、分治思想等抽象知识与游戏体验深度融合，打破了传统算法教学的枯燥感。 教材遵循“做中学、玩中学”的理念，从找单个最值到批量排序，再到大数据量下的算法优化，层层递进地引导学生理解算法逻辑。同时，教材注重知识的生活迁移，通过列举运动会分组比赛、教室分区打扫等实例，让学生感受算法思想在生活中的广泛应用，符合2022版新课标中“强化科技与生活联系”的要求，为学生后续学习更复杂的排序算法和程序设计奠定基础。
学情分析
五年级学生已具备一定的生活常识和逻辑思维能力，对游戏类教学活动兴趣浓厚，这为以“斗兽棋游戏”为载体的教学提供了良好的情感基础。在知识储备上，学生此前已初步了解算法的概念和顺序、选择、循环三种基本结构，能够识别简单的流程图，具备了学习“比较交换”算法的基础。 但学生的抽象思维仍处于发展阶段，对于“算法优化”“分治思想”等较为抽象的概念理解存在困难，容易将“比较交换的步骤”与“算法逻辑”混淆。同时，学生在将实际问题转化为算法表达（如绘制流程图）的过程中，可能会出现逻辑不连贯、步骤遗漏等问题。此外，学生个体差异较大，部分学生动手操作和逻辑推理能力较强，而部分学生则需要更多的具象化引导和小组协作支持。
教学目标及核心素养指向
1能够感知“比较交换”算法和分治思想在数据处理中的价值，认识到排序算法在生活、学习中的应用场景，主动尝试用算法思维解决实际问题。（信息意识） 2能准确描述“比较交换”算法的基本原理，能用流程图清晰呈现该算法找最值的逻辑；能理解分治思想的核心是“拆分-求解-合并”，并能将其应用于解决较大数据量的最值查找问题，提升逻辑推理和问题拆解能力。（信息意识、计算思维） 3.能借助编程工具体验“比较交换排序”的过程，通过多组数据验证算法的有效性；能在小组合作中设计分组方案，创新运用分治思想解决复杂问题，培养数字化工具应用能力和创新思维。（数字化学习与创新） 4.在游戏化学习和小组协作中，遵守活动规则，主动分享思路和方法，培养合作意识和沟通能力；树立“算法优化能提升效率”的观念，养成严谨、规范的思维习惯。（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： “比较交换”算法的基本原理及用流程图描述该算法找最值的方法。 分治思想的核心内涵及在解决大数据量最值查找问题中的应用。 教学难点： 理解“比较交换”算法中“不断比较、适时更新”的核心逻辑，并能准确补全流程图的循环条件。 灵活运用分治思想设计合理的分组方案，理解分组数量对算法效率的影响。 重难点设计原因： “比较交换”算法是后续学习冒泡排序、选择排序等复杂排序算法的基础，流程图则是算法可视化的重要工具，掌握这两者是培养学生计算思维的关键；分治思想是解决复杂问题的重要算法思想，能帮助学生实现从“解决简单问题”到“解决复杂问题”的思维跨越，且两者均贴合教材核心内容和新课标对五年级学生算法素养的要求，是本节课必须达成的核心学习目标。 “比较交换”算法的逻辑需学生通过抽象推理把握，流程图的循环条件设计涉及对算法步骤的精准把控，而五年级学生抽象思维和逻辑严谨性仍需提升，容易出现逻辑断裂或条件遗漏；分治思想较为抽象，学生需突破“整体解决”的惯性思维，学会“拆分问题”，且分组方案的设计需综合考虑数据量、效率等因素，对学生的问题分析和优化能力要求较高，因此成为本节课的教学难点。
教学策略
情境化教学策略：以“斗兽棋萌兽对对碰”活动为主线，贯穿“动物擂台赛”“自动排位赛”“冠军争夺赛”三个梯度活动，将抽象的算法知识融入具象化的游戏场景，激发学生学习兴趣。 梯度探究策略：遵循“感知-理解-应用-优化”的认知规律，从简单数据量的最值查找，到用流程图和编程工具深化理解，再到复杂数据量的算法优化，层层递进引导学生探究，降低学习难度。 小组协作学习策略：在核心探究环节采用4人小组合作模式，让学生在讨论、分享、互助中突破难点，培养合作意识和沟通能力，兼顾不同层次学生的学习需求。 数字化工具辅助策略：借助微视频帮助学生具象化理解知识，利用编程工具让学生直观体验算法执行过程，通过可视化手段降低抽象概念的理解难度。 问题驱动策略：围绕教材中的“勤思考”“细探究”问题，如“如何在6个棋子中找出最强棋子”“分组数量较多和较少分别有什么优缺点”等，引导学生主动思考、自主探究，推动课堂学习深度发生。
教学过程
课堂导入
教师活动：本单元情景描述：排序算法是计算机解决问题的基础算法之一，可以将无序的数据按照特定顺序排列。数据排序不仅让我们的生活更有条理，还能帮助我们更好地理解和解决问题。无论是在学习、工作还是娱乐中，掌握数据排序的方法，都能让我们事半功倍。在本单元，我们将以“玩转游戏”为载体，融合排序算法及规划思想，让学生在游戏体验中发现数据排序的规律，理解算法逻辑，掌握规划思想，提高用算法解决生活问题的能力。 情景描述：学校的斗兽棋社团正在举办“萌兽对对碰”活动。小智看到桌上摆着一排背面朝上的棋子，社团的规则是从斗兽棋的8个棋子中随机拿出6个棋子，反扣在桌上。参与者需要依次翻开棋子，查看其战斗力后，再将棋子反扣回去，继续翻开下一个棋子。当参与者翻完所有棋子后，需要指出战斗力最强的棋子的位置。 提出问题：只允许依次翻开查看，怎样才能准确找出战斗力最强的棋子？ 引导学生自由发言，初步感知“比较”的必要性。 学生活动：围绕教师提出的问题积极思考，分享自己的初步想法。明确本节课学习目标，产生探究算法的兴趣。 教师活动：明确本节课目标：1.能描述“比较交换”算法的基本原理。2.能用流程图描述“比较交换”算法，找出最值。3.能用“分治思想”提升算法的执行效率。 学生活动：明确本节课学习主题，产生学习兴趣。 问题设计： 问题1：“比较交换”算法的基本原理是什么 问题2：如何用流程图描述“比较交换”算法，找出最值？
设计意图： 通过游戏规则介绍，快速吸引学生注意力；结合生活化的游戏情境提出问题，引发学生思考，为“比较交换”算法的学习做好铺垫；自然揭示课题，让学生明确学习方向。
活动1：动物擂台赛
教师活动：讲解：斗兽棋中共有8种棋子:象、狮、虎、豹、狼、狗、猫、鼠。这些棋子按战斗力强弱排列，象为最强，鼠为最弱 播放斗兽棋介绍微视频 学生活动：观看微视频，了解斗兽棋棋子的战斗力排序和活动规则。 教师活动：布置任务：游戏中，每一次只能翻开一个棋子来查看它所代表的动物，如何在随机选出的6个棋子中找出战斗力最强的棋子呢 播放“比较交换求最值”微视频，引导学生总结算法步骤。 讲解：我们可以采用“比较交换”算法来找出一组数据中的最大值或最小值。“比较交换”算法和“擂台赛”类似，指一个挑战者上台与当前擂主比较,胜者留在台上，败者下台，其基本步骤如下。1.确定第一个数为“擂主”，将其暂定为最大数或最小数。2.逐个比较。逐个看这组数中的其他数，把每个数都和“擂主比较。3.更新“擂主”。如果发现某个数比“擂主”更大(或更小)，就让这个数当新的“擂主”。4.继续比较。把下一个数和新的“擂主”比，一直这样比下去，直到把这组数里的所有数都比完。5.得出结果。“擂主”就是这组数据中的最大数或最小数。通过“比较交换”算法，找到一组数据中的最大值或最小值，这种方法的核心在于不断比较和适时更新，最终确定最值。 学生活动：观看微视频，结合擂台赛经验，总结“比较交换”算法的基本步骤。 教师活动：布置任务：1.假设当前随机排列的棋子所代表的动物如下，可以运用“比较交换”算法来进行“动物擂台赛”游戏，记录游戏步骤。 2.当“动物擂台赛”进行到第四次，当前的擂主更新为_____，那么，我们_____(有/没有)必要进行第五次比较，因为_____________________。 学生活动：小组合作，按照算法步骤模拟“动物擂台赛”，记录每一次比较和擂主更新的过程。围绕教师提出的问题展开讨论，明确“即使当前擂主是较强的狮，也需与剩余棋子比较，确保不遗漏更强棋子”，理解算法的严谨性。 教师活动：讲解：“比较交换”算法不仅适用于斗兽棋游戏，还被广泛应用于数据处理和算法设计中。通过不断比较和适时更新，我们能够高效地找到一组数据中的最大值或最小值。在实际应用中，这种方法可以帮助我们快速筛选出最优解，提高工作效率。 追问：想一想，在体验“动物擂台赛”游戏时,“比较交换”的过程与我们之前学习过的算法三种基本结构中的哪一种密切相关 学生活动：回忆算法基本结构，思考并回答“比较交换”过程与循环结构、选择结构的关联。
设计意图: 通过微视频具象化呈现算法步骤，降低抽象概念的理解难度；小组模拟游戏过程，让学生在动手操作中感知“比较交换”的逻辑；通过递进式问题引导，深化学生对算法核心和严谨性的理解，同时关联已有知识，构建知识体系。
活动2：自动排位赛
教师活动：情景过渡：在“动物擂台赛”游戏过程中，我们通过“比较交换”算法找到了最强的棋子。在这个过程中，不断比较相邻的棋子并根据战斗力交换棋子的步骤是重复进行的。这种重复的操作可以用循环结构来简化表示，使整个过程更加清晰和高效。 布置任务：请补充循环条件，完成“动物擂台赛”流程图的绘制。 邀请小组展示补充后的流程图，进行点评和修正 学生活动：小组讨论，结合“比较交换”算法步骤，补充流程图中的循环条件。展示小组补充的流程图，倾听教师点评，修正逻辑漏洞。 教师活动：讲解：流程图是算法的直观呈现，它为解决问题提供了明确的思路。算法是解决问题的核心，而程序则是将算法付诸实践的工具，我们可以使用编程工具编写程序实现斗兽棋的自动排位。 布置任务：请打开资源包中的“比较交换找最值.mp”文件，按照下面的步骤完成排序体验，可使用多组数据进行验证，进一步观察和了解“比较交换排序”的过程。 1.运行程序。 2.输入需要排序数值的总个数。 3.依次输入对应的数值。 4.输出排序的过程以及排序的最终结果。 提出问题：在“动物擂台赛”游戏过程中，一共要重复_______次比较交换的过程。如果从5000个数中寻找最大值，需要进行_______次比较。 学生活动：按照操作步骤运行编程工具，输入不同组数的数值，观察算法执行过程，记录排序结果。思考并回答教师提出的问题，总结“找最大值的比较次数=数据个数-1”的规律。
设计意图: 流程图绘制能将抽象的算法逻辑可视化，培养学生的逻辑表达能力；数字化工具的应用让学生直观感受算法的执行过程，验证算法的有效性；通过总结比较次数的规律，深化学生对算法效率的初步认知，提升数字化学习与创新素养。
活动3：冠军争夺赛
教师活动：升级游戏难度：学校的斗兽棋社团增加比赛难度，将“从斗兽棋的8个棋子中随机拿出6个棋子”改为“从斗兽棋的16个棋子中随机拿出12个棋子”，其余规则一致，16个棋子分别为2个象棋、2个狮棋、2个虎棋、2个豹棋、2个狼棋、2个狗棋、2个猫棋、2个鼠棋。这些棋子按战斗力强弱排列，象为最强，鼠为最弱。同一级别，蓝色棋子战斗力强于红色棋子。斗兽棋棋子的具体战斗力排行如下: 布置任务：想一想，如果继续使用前面的方法，会出现什么困难 有没有更好的方法 引出分治思想，讲解核心：拆分-求解-合并，即把复杂问题拆分为多个简单子问题，分别求解后再合并结果。 学生活动：思考并分享“数据量增大后，逐个比较效率低、易混淆”的困难，产生优化算法的需求。理解分治思想的核心内涵，明确“分组-找组内最值-组间比较”的思路。 教师活动：布置任务：“冠军争夺赛”开始啦!首先，将12个棋子平均分成4组。 1.分组预选赛，描述找出本组战斗力最强的棋子的过程。 第一组:翻开第一个棋子是狗，当前最大值为狗。翻开第二个棋子是狼，当前最大值更新为狼。翻开第三个棋子为狮，当前最大值更新为狮。 第二组:____________________________ 第三组:____________________________ 第四组:_____________________________ 2.半决赛，将第一组和第二组、第三组和第四组分别进行比较，找出战斗力最强的棋子。 第一组和第二组中战斗力最强的棋子为:___________________ 第三组和第四组中战斗力最强的棋子为:___________________ 3.冠军决赛，对半决赛中产生的战斗力最强的棋子进行比较，找出最值。 擂主:___________________________________ 学生活动:小组合作，按照分治思想完成预选赛、半决赛、决赛的过程描述和结果记录，体验“拆分-求解-合并”的完整过程。 教师活动：讲解：当需要比较交换的数据量较大时，可以采用“分治思想”，将复杂问题拆为多个相同或相似的子问题，再将子问题不断拆小，直至可直接求解，最后将子问题的解合并，即可得到原复杂问题的解。 提出拓展问题：如果棋子数量增加到32个，如何分组最优 分组数量较多和较少分别有什么优缺点 学生活动:围绕拓展问题展开讨论，结合生活实例，分析不同分组方案的优缺点。 教师活动：讲解：在生活中,“分治思想”的应用非常广泛。例如，参加学校运动会时，会先按班级分组比赛选出优秀选手，再让优秀选手参加校级决赛;打扫教室时，先把教室分成讲台区、课桌区、窗户区和地面区，再由各小组负责打扫相应区域。这种“分治思想”能让复杂事情变简单，更容易完成，同时分组数量要根据任务难易、时间限制等实际情况合理安排，才能达到最佳效果。
设计意图： 通过增加数据量制造认知冲突，激发学生的算法优化意识；分治思想的讲解结合生活实例，降低抽象理解难度；小组合作完成探究任务，让学生在实践中应用分治思想，提升问题拆解和协作能力；拓展问题的设计，引导学生深入思考算法优化的细节，培养严谨的思维习惯。
课堂小结
教师活动：引导学生回顾本节课的三个活动，提问：我们学到了哪些找最值的方法？核心思想是什么？梳理知识脉络：“比较交换”算法→流程图→分治思想，强调算法与生活的联系。 学生活动：回顾课堂学习内容，总结“比较交换”算法和分治思想，分享自己的学习收获；跟随教师梳理知识脉络，加深对知识间逻辑关系的理解。
设计意图: 通过提问引导学生自主总结，强化知识记忆和理解；梳理知识脉络帮助学生构建系统化的知识体系；课后任务将算法思想迁移到生活实际，巩固学习效果，培养学生运用算法解决实际问题的能力。
教学反思
成功之处 情境设计贴合学生兴趣，以“斗兽棋游戏”为主线，梯度递进的三个活动有效激发了学生的学习积极性，让抽象的算法知识变得具象化、可感知，学生参与度较高。核心素养目标贯穿教学全过程，通过“感知算法-绘制流程图-数字化体验-应用分治思想”的系列活动，逐步提升学生的信息意识、计算思维等核心素养，达成了预设的教学目标。教学策略运用得当，微视频、编程工具等数字化资源的使用降低了抽象概念的理解难度，小组协作学习兼顾了不同层次学生的需求，问题驱动策略推动了学生的深度思考。注重知识的生活迁移，通过运动会分组、教室分区打扫等实例，让学生感受到算法思想在生活中的广泛应用，增强了知识的实用性和学生的学习动力。 不足之处 部分学生在绘制流程图时，仍存在循环条件表述不精准、逻辑步骤遗漏的问题，说明对算法逻辑的严谨性把握不足，后续需增加流程图专项练习，强化逻辑表达能力。分治思想的应用环节，部分小组在设计分组方案时缺乏深入思考，仅机械按照教师给出的分组完成任务，对“分组数量影响效率”的理解不够深刻，需在后续教学中增加自主设计分组方案的环节，给予更多思考和讨论时间。数字化工具体验环节，部分学生因操作不熟练影响了体验效果，且对算法执行过程的观察不够细致，后续需提前简要讲解工具操作方法，引导学生带着问题观察体验过程。课堂时间分配略显紧张，“冠军争夺赛”的拓展讨论环节未能充分展开，部分学生的精彩思路未能充分分享，后续需优化时间分配，给学生更多表达和交流的机会。 改进方向 课前准备：提前发放流程图基础知识点预习资料，让学生熟悉常用流程图符号和逻辑结构；简要录制编程工具操作教程，供学生课前预习，提高课堂操作效率。 课堂优化：增加流程图专项训练，设置“找茬”游戏（找出错误流程图的问题），强化逻辑严谨性；在分治思想应用环节，取消固定分组方案，让学生自主设计分组，鼓励不同分组方案的碰撞和交流；合理分配各环节时间，预留充足的分享和讨论时间，关注学生的思维过程。 课后延伸：设计分层课后任务，基础层为用“比较交换”算法找生活中的最值，提高层为自主设计分组方案解决32个棋子的最值查找问题，满足不同层次学生的需求；建立班级学习交流群，鼓励学生分享课后任务的思考过程，教师及时点评和指导。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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