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信息科技 单元1 第1课 走进算法
课题 走进算法 单元 单元一 学科 信息科技 年级 三年级
教材分析 本课是湘教版五年级上册信息科技第一单元的开篇课程，旨在为学生打开计算思维的大门。课程从学生熟悉的生活场景出发，通过生动有趣的活动，将抽象的 “算法” 概念具体化、形象化。学生将在游戏和实践中理解算法是解决问题的清晰步骤，并初步尝试设计和描述简单算法。本课不仅是后续编程学习的基础，更是培养学生逻辑思维、规划能力和解决问题能力的关键一课，体现了信息科技学科的核心素养要求。
教学目标 信息意识：提升对算法在信息处理与问题解决中作用的敏感度，感知算法对信息处理效率的提升价值，理解算法是高效处理信息的基础。计算思维：用逻辑推理分析算法解决问题的过程，通过对比优化不同任务方案，培养用有序步骤解决问题的思维。数字化学习与创新：用逻辑推理分析算法解决问题的过程，通过对比优化不同任务方案，培养用有序步骤解决问题的思维。信息社会责任：用逻辑推理分析算法解决问题的过程，通过对比优化不同任务方案，培养用有序步骤解决问题的思维。
重点 一、理解算法的基本概念，知道算法是解决问题的清晰、有序的步骤。二、能够用自然语言清晰地描述一个简单任务的算法。三、通过实践活动，体验设计和执行算法的过程。
难点 根据具体任务，设计出逻辑正确、步骤清晰的算法。理解算法的 “确定性” 和 “有序性”，即每一步做什么必须明确，且顺序不能随意颠倒。 在小组合作中，将自己的想法转化为团队成员都能理解和执行的共同算法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 走进算法单元引入：计算机最初从处理数字信息开始，再经过编码使得多数人类的信息都可以进行“计算”，成为传递和处理信息最核心的工具。那为什么计算机能够达到人脑处理信息的能力呢 它是怎么做到像人一样思考的呢 这是人类通过“算法”告诉它的。在本单元的学习中，我们将初步认识算法，理解算法对于计算机工作的意义，并探索生活中的算法。通过学习，我们将能够借助算法的帮助解决实际问题，并尝试编写简单的程序。（出示图片）你将学习什么是算法计算机如何应用算法解决问题生活中常见的算法程序如何执行指令、验证算法你知道吗 算法就是我们解决问题的操作步骤。算得又快又准的同学，一定是发现了更为简便的计算方法，能够省去更多重复的操作步骤，也就是“算法”更优。学习热身双人计算大比拼(100以内的整数四则运算)。规则:一方出题，另一方分步骤描述计算过程。若回答正确，互换角色，继续出题作答。一方答错，游戏结束，出题方获胜。（出示图片）1、播放视频。2、 班主任提出了布置班级环境的任务，身为班长的小清看着杂乱的教室、空空的墙壁，不知从何下手。小华来帮忙，她先环顾四周，表示第一步肯定是收拾教室卫生，然后将教室的三面墙壁按区域分主题进行设计。随后，他们根据班委们各自擅长的领域分工合作，很快就有序地完成了任务。小清非常佩服小华，小华却说其实只是因为自己的“想法”很清晰、有步骤，再按照计划让大家分工完成各自的工作而已。这在计算机科学里就是“算法”。同学们，如果你是小清，你能提出比小华更高效、优质的算法，去解决你们班级教室的开学环境布置的问题吗 （出示照片）3、本课中你将学习：算法是如何被提出的算法给生活带来了什么变化人工智能中的算法 聆听单元介绍，明确学习目标观看视频思考布置教室步骤。 激发学习兴趣，建立学习认知从生活实例引出算法概念。
讲授新课 一 、新知讲解1、算法的诞生（1）“算法”一词最早源于数学中的计算，原本的含义是“数学的运算法则”。成书于西汉或更早时期的《周髀算经》，是中国最古老的天文学和数学著作。其中介绍的“勾股定理”就被称为一种“算法”。在西汉后期编成的数学专著《九章算术》，其中提到的四则运算，也被书中表述为“算法”。（出示图片）随着数学的不断发展和人们计算能力的不断提高，越来越多的复杂计算方法在四则运算的基础上诞生了，人们开始思考，如果能有机器帮我们完成运算，那是不是就能节省更多的时间去解决更关键的问题了呢 （出示图片）阅读 20世纪的英国科学家艾伦·麦席森·图灵提出了著名的图灵测试，他被誉为“计算机科学之父”。他用一种抽象数学模型设计了一台假想的计算机，被称为“图灵机”。图灵机通过一组有限的规则用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程。 这使得数学中基本的数的计算可以交由机器处理，而人类则通过发明更精妙、更高效的计算方法，命令机器替我们完成工作。所以，计算机科学家们将算法看作是计算机执行计算任务，也就是处理信息的过程。（出示照片）（3） 随着图灵机模型的提出，用机器替代人脑进行运算成为人类的奋斗目标，计算机科学应运而生，计算机科学家们对于算法进行了重新定义。总的来说，算法指的就是计算的方法，计算机通过程序实现，数学通过公式推导实现。探索结合课上所学，说说 “数学中的算法”（如四则运算、勾股定理）和 “计算机中的算法” 在实现方式上有什么不同？播放视频2、生活中的算法 算法作为一种思维方法，它的运用早已潜移默化地渗透到我们的日常生活中。比如，给物品分类、按顺序排队、玩各种策略游戏或者制订各类调研计划等，通常也是依据某种方法或策略，分步骤完成任务。同学们熟悉的猜数字游戏，是在猜数字和判定大小的过程中，不断缩小可能的范围，最终猜中谜底中的数字，这就是一种先比较再判定的算法。给物品分类也包含很多种不同的算法，比如按照物品的作用分、按照物品的大小分、按照物品的颜色分、按照使用的频次分等。针对同一道数学题目有不同种的求解方法，也是不同的算法。（出示图片）知识链接算法的概念最早可追溯至中国古代数学著作《周髀算经》《九章算术》，书中记载的勾股定理、四则运算规则，就是早期算法的雏形。20 世纪，科学家艾伦 图灵提出 “图灵机” 模型，将算法与机器运算结合，为计算机科学奠定了核心基础。算法并非只存在于书本或代码中，它藏在我们的日常里：整理教室时的分步计划、猜数字游戏中缩小范围的逻辑，都是简单实用的算法。探索整理班级教室，将现在教室里的物品利用不同的分类方法进行整理，分小组提出方案，比一比谁的算法最合理、有序。播放视频 越来越多高级复杂的算法，提升了计算机处理更多复杂信息的能力，使得计算机能够帮助人类完成更多的工作，也更接近于人类的思维水平，这都是计算机科学家们不断提升算法水平的功劳。（播放视频）3、人工智能里的算法 （1）算法是计算思维的核心要素之一，也是人工智能得以普遍应用的三大支柱(数据、算法和算力)之一。人工智能看似高深莫测，然而再高深的技术，也是从基础原理开始的。人工智能领域中的有些基础算法，原理浅显，很早就被人们用来解决生活中的实际问题了。（2）决策树，是人工智能中的基础算法之一，其实也是我们每天遇到问题时，自己进行判定、做出决定的思维过程。举个简单的例子，学校要选一个地点组织全校秋游，要从距离、花费、教育意义、场地面积、场地资质等方面共同考虑得出结论，最终决定是否可以选择该场地，会得到下图所示的决策树。（出示照片）探索同学们，你们认为优秀文明班级必须具备哪些条件呢 利用决策树，设计一套优秀文明班级的评价方案，老师和同学们一起评判，这套方案是否公正、可行，并在年级中试运行。 算法怎么让服务更便捷、精准？ 算法学习我们的习惯和实时数据，让导航、外卖更省时间，推荐的内容也 更合心意，少花冤枉功夫。阅读 神经元是动物大脑中的神经元细胞，是动物神经系统最基本的结构和功能单位。科学家们利用仿生学原理，参照人的思维模式，提出了利用神经元网络对信息进行处理的数学模型，人工神经网络算法由此诞生，并应用于人工智能领域。（出示照片）（3）人工智能技术其实就是计算机科学家利用仿生学原理，参照人的思维模式，解析出人类解决问题的过程，设计出相应的算法，并让计算机模仿人类的思维方式处理信息、解决问题。（出示照片）拓展与长辈聊一聊，随着算法的不断优化，同一应用程序或智能技术经过多年的更新和升级，在使用体验上有什么变化 感受算法的进步给信息科技支持下的生活带来的质量提升，并探讨智能技术是如何通过优化算法，为我们提供更加便捷、精准的服务与建议的。 还可以想一想，如何利用算法让不同年龄、背景和能力的用户都能平等地享受技术进步带来的便利，确保科技发展的成果惠及每一个人。 二、课堂练习1、结合本课内容，说说 “算法” 的含义是什么？答案：算法是解决问题的清晰有序步骤，既源于数学运算法则，也是计算机处理信息、执行任务的方法，能帮我们高效完成任务。2、本课提到了整理教室的例子，请说说这个例子中的 “算法” 是什么，有什么作用？答案:算法是 “先打扫卫生、再分区布置、再分工合作” 的步骤，它能让班级环境布置的任务有序、高效地完成。3、结合本课拓展内容，说说如何利用算法让不同用户平等享受科技进步的便利？ 答案：设计算法时要兼顾不同年龄、背景和能力用户的需求，优化适配性，让科技服务惠及每一个人，缩小数字鸿沟。三、拓展延伸1、算法从何而来算法最早源于数学运算，如《周髀算经》的勾股定理、《九章算术》的四则运算，后经图灵发展，成为计算机处理信息的核心方法。2、生活中的算法算法藏在日常小事里，整理教室、猜数字游戏、物品分类都有分步方法，按清晰步骤执行，能让任务完成得更有序高效。(出示图片)3、AI 中的基础算法 人工智能的基础算法如决策树，模仿人类思维处理信息，优化算法可适配不同用户需求，让科技成果惠及每一个人。 讨论机器帮人运算的优势与意义。阅读图灵机与算法发展内容观察生活实例。对比数学与计算机算法差异。玩猜数字游戏并设计物品分类方案。列举生活中分步解决问题例子。小组设计教室物品分类方案。 小组合作设计秋游决策树流程。 用决策树设计班级评价方案。交流算法优化生活便利变化。独立完成算法含义应用练习。梳理算法起源生活 AI 应用。 体会算法与计算机诞生的联系。了解算法与计算机起源关系。区分不同场景算法的特点。体验算法在生活中的多样应用。把抽象算法变得直观易懂。实践算法有序性与确定性。体验 AI 算法的基础决策逻辑。体验 AI 基础算法构建逻辑。 理解算法便民与公平价值。巩固本课核心知识与要点。 构建完整算法知识结构。
布置作业 与家人用决策树思路设计周末出游方案，说说每个判断步骤的理由。观察生活中的算法应用（如分类、排序），记录 1 个例子并分享它的作用。 完成作业 将算法思维延伸到课外
课堂小结 认识算法的起源了解生活中的算法探究 AI 中的算法完成课堂实践探索进行知识拓展延伸 对照板书勾画重难点知识点 明确重点方便课后复习
板书 对照板书，勾画本课重点难点知识点 明确知识重点，辅助课后复习巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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