资源简介

(共15张PPT)
泰山版小学信息科技 · 五年级上册
校园算法初探究
第一单元 第 1 课 · 发现生活中的计算思维
授课教师：wjw
奇怪的“迟到”？
【情境导入】小丽的上学新发现
小丽：“我今天上学换了条路线，竟然少用了 5 分钟！”
小明：“这可不是巧合，是算法在其中起的妙用！”
思考：
同样是到学校，为什么换了路线就可以快那么多？
生活中处处有智慧，今天我们就来揭开这个秘密！
算法无处不在
【生活连接】观察我们身边的生活规则
01 出行规划
合理规划出发时间、乘车方式与行进路线，避开早高峰拥堵，确保准时到达。
02 家务劳动
先淘米煮饭，再洗菜切菜？合理安排家务步骤与并行顺序，大大节省烹饪时间。
03 日常整理
按课程表与分类标准整理书包，取用课本一目了然，提高课堂准备效率。
核心结论：这些看似平常的步骤安排，都蕴含了——「算法」！
什么是算法？
【概念揭秘】算法的本质定义
“像这种 解决问题的方法和过程 就是算法。”
并非计算机专属！
做事步骤就是算法！
开始/输入
处理/执行步骤
结束/输出
算法的“身份证”
【核心特征】一个完整算法必须具备的五大条件
有穷性
确定性
可行性
输入项
输出项
记忆口诀：有穷、确定、能做到（可行）；初始条件有输入，最终必定见结果（输出）！
任务：帮小丽规划上学路线
【实战任务】我是小小算法规划师
规划要求与步骤：
1. 观察起点与终点
在地图上找出“小丽家”与“学校”的具体位置及所有横纵道路。
2. 至少设计 3 条不同路线
依次写出经过的每条路名（求知路、奋勉路、博学路、思诚路等）。
3. 比较并说明选择理由
哪条路程最短？哪条红绿灯少？哪条不容易堵车？
小组讨论时间：3 分钟（请在草稿纸记录）
光靠嘴巴说够吗？
【认知冲突】自然语言描述算法的局限
“到了路口往左拐...”
疑问：到底是第几个路口？哪个红绿灯拐？
“往前走一点点就到了...”
疑问：走 50 米还是 500 米算“一点点”？
自然语言的两大痛点：
1. 极易产生主观歧义与误解。
2. 步骤多而复杂时，极易遗漏和混乱。
我们需要一种更清晰、更规范的“算法通用语言”！
算法的“通用语言”——流程图
【工具认识】标准流程图基础符号
圆角矩形（起止框）：表示算法的开始或结束。
矩形（处理框）：表示具体的操作或执行步骤（如：走求知路）。
箭头（流程线）：指引算法执行的流向与前后顺序。
菱形（判断框）：表示条件判断（如：是否红灯？本课作了解）。
流程图的最大优点：规范统一、结构清晰、逻辑一目了然！
殊途同归，效率不同
【路线大比拼】算法对比与优化
方案 A：最短距离路线
步骤：家 → 求知路 → 奋勉路 → 博学路 → 学校
特点：总路程最近，但经过闹市区，早高峰容易堵车，步行耗时不稳定。
方案 B：顺畅避堵路线
步骤：家 → 求知路 → 思诚路 → 博学路 → 学校
特点：路程稍远一点，但道路宽敞红绿灯少，实际少用 5 分钟！
探究发现：解决同一个问题，可以有 多个不同的算法。
我们的目标是根据实际需求寻找 最优解！
看图说话——小丽的路线图
【案例演示】顺序结构流程图绘制
开始（家）
走求知路
走奋勉路
走博学路
结束（学校）
读图法则一：箭头定顺序
流程线指向下方，代表算法自上而下严格按顺序执行，前一步做完才能做下一步。
读图法则二：框型定动作
圆角矩形是起止标志，直角矩形是具体执行动作，职责分明不混淆。
更简洁的 N-S 图
【进阶方法】盒图（N-S 图）的特点与优势
什么是 N-S 图（盒图）？
N-S 图去掉了流程图繁复的箭头连线，把所有算法步骤全部收纳在一个大方框（盒子）里。
两大优势：
1. 结构紧凑，占用版面小。
2. 顺序自然自上而下，严格结构化。
出发：家
走求知路
走奋勉路
走博学路
到达：学校
对比：流程图用箭头指路，N-S 图靠方格叠楼，表达的都是同一个算法！
挑战时刻——练一练
【课堂闯关】算法表达与设计实战
挑战一：看 N-S 图说算法
输入三角形的底 a 和高 h
计算面积 S = a × h ÷ 2
输出三角形面积 S
思考：请用规范的自然语言，将上面计算三角形面积的算法完整准确地描述出来。
挑战二：牧人与小鸭排序
情境故事：牧人捡到冻僵的小鸭带回家中取暖。妻子取水壶时不小心踢到小鸭，受惊的小鸭钻进了牧人的怀里睡觉。
任务要求：
请用“带回”、“隐藏”、“睡觉”三个动作词，写出正确顺序的算法步骤。
同桌两人互相交流你的描述，看看谁的算法更符合“确定性”与“有穷性”！
算法的进阶之旅
【知识拓展】从生活语言到计算机程序
1. 自然语言
人类最容易听懂和理解，但容易产生模糊与歧义。
2. 流程图 / N-S 图
图形化规范表示，逻辑严谨、步骤清晰。
3. 伪代码
介于自然语言与程序代码之间的高效描述方式。
4. 程序设计语言（如 Python）
计算机能精确高速执行，将算法化为真正的数字力量！
算法是程序的灵魂，学好算法，你就能指挥计算机创造无限可能！
今天我们学到了什么？
【课堂盘点】全课知识脉络梳理
1. 什么是算法？
2. 算法五大特征
3. 描述方法
4. 核心价值
用算法思维思考，用科学方法做事！
作业
让我们用算法思维，探索更智能的世界！
课后小实践（二选一）：
1. 回家后，画出你“整理书包”的标准流程图。
2. 用 N-S 图画出“洗红领巾”的完整执行步骤。
下节课我们一起展示交流，看看谁的算法最优！第1课 校园算法初探究
课题名称 校园算法初探究 授课年级 五年级上册
教材版本 泰山版小学信息科技 2024年版 单元主题 第一单元：身边的算法
课时安排 1课时（40分钟） 课型 新授课/探究课
【教材分析】
本课选自泰山版小学信息科技五年级上册第一单元第一课。教材通过“小丽上学路线”这一贴近学生生活的真实情境，引出“算法”这一核心概念。教材首先展示了生活中的算法实例（如规划路线、做饭步骤），随后通过具体的地图案例，引导学生发现解决同一问题可以有多种方法（不同的路线）。接着，教材引入了自然语言、流程图和N-S图三种描述算法的方式，重点讲解了如何用图形化的方式清晰表达解决问题的步骤。最后简要介绍了伪代码和程序设计语言，为后续学习打下基础。本课是算法学习的起始课，重在建立概念和感知算法的优化价值。
【学情分析】
五年级学生具备一定的逻辑思维能力，对“步骤”、“顺序”有直观的生活经验（如做操、扫地），但尚未形成系统的“算法”概念。他们习惯于用自然语言描述过程，但对于如何精确、无歧义地描述步骤缺乏训练。学生对图形化表达（如流程图）可能感到新鲜但陌生。此外，学生在日常生活中已经潜移默化地使用了算法（如导航软件），但未将其上升到理论高度。教学中需利用学生熟悉的生活场景，降低认知门槛，从感性认识过渡到理性分析。
【教学目标】
1. 信息意识：
（1）能够敏锐捕捉生活中蕴含算法的现象，意识到合理安排步骤能提高效率。
（2）在面对上学路线规划等问题时，能主动思考多种解决方案并比较优劣。
2. 计算思维：
（1）理解算法的定义，掌握算法的五个基本特征（有穷性、确定性、可行性、有输入项、有输出项）。
（2）学会使用自然语言、流程图、N-S图三种方式描述简单的算法过程。
3. 数字化学习与创新：
（1）尝试利用流程图工具或手绘方式，将生活问题转化为可视化的算法模型。
（2）在小组合作中，创新性地设计最优上学路线方案。
4. 信息社会责任：
（1）体会算法优化对社会效率提升的意义（如交通管理）。
（2）养成做事有条理、讲效率的良好习惯。
【教学重难点】
教学重点：理解算法的概念及其特征；掌握用流程图和N-S图描述算法的方法。
教学难点：理解算法的“有穷性”和“确定性”特征；能够准确地将自然语言描述的步骤转换为规范的流程图或N-S图。
【教学方法】
情境教学法、任务驱动法、对比分析法、小组合作探究
【教具准备】
多媒体课件、校园周边地图素材、学习任务单、磁吸式流程卡片、板书贴纸
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动
一、情境导入
引发思考 （一）故事引入，揭示“迟到”的秘密
1. 创设情境，抛出问题
教师展示教材第2页的情境图（三个学生在对话）。
师：“同学们，今天早上发生了一件奇怪的事。小丽像往常一样7:30出门，平时都要7:50到校，今天竟然7:45就到了！她既没跑也没飞，这是为什么呢？”
引导学生观察图中对话框：“我今天上学换了条路线，竟然少用了5分钟！”
2. 头脑风暴，初步感知
师：“同样是到学校，为什么换了条路线就可以快那么多？这背后藏着什么秘密？”
邀请2-3名学生分享看法。
预设生：“可能那条路不堵车。”“可能那条路近一点。”
师总结：“没错，选择不同的路径，花费的时间就不同。这种‘选择最佳路径’的方法，其实就是一种——算法。”
3. 联系生活，拓展认知
师：“其实算法在我们的生活中无处不在。比如早上妈妈做饭，先淘米还是先切菜？如果先切菜再淘米，饭可能还没熟菜就凉了。合理安排做饭步骤以提高效率，这也蕴含了算法。”
板书课题：《校园算法初探究》 1. 观察图片，聆听故事，思考小丽迟到的原因。
2. 结合生活经验，猜测路线变化带来的影响。
3. 聆听教师讲解，初步建立“算法=解决问题的方法”的印象。
（二）定义算法，明确特征
1. 概念界定
师：“像这种解决问题的方法和过程就是算法。大家看课本第4页的‘小秘笈’，算法不仅仅是计算机才有的，我们生活中的很多做法都是算法。”
2. 剖析特征（重点讲解）
教师结合PPT展示算法的五个特征，并用通俗语言解释：
（1）有穷性：步骤必须是有限的，不能无限循环。比如上学路线不能一直在路上绕圈子，必须最终到达学校。
（2）确定性：每一步指令必须清晰，不能模棱两可。比如不能说“往东走一点”，而要说“向东走100米”。
（3）可行性：每一步都能做到。比如不能说“飞过去”，因为人不会飞。
（4）有输入项：解决问题需要初始条件，比如起点是“家”，终点是“学校”。
（5）有输出项：必须有结果，比如“到达学校”或“耗时20分钟”。 1. 阅读课本“小秘笈”，圈画出算法的五个特征。
2. 跟随教师引导，用生活中的例子（如炒菜、扫地）来验证这五个特征。
3. 尝试用自己的话复述什么是“有穷性”和“确定性”。
二、任务驱动
探究新知 （一）规划路线，体验算法多样性
1. 发布任务：我是小小规划师
教师出示教材第3页的地图（包含家、求知路、奋勉路、博学路、学校等地点）。
师：“现在请大家帮助小丽规划上学路线。请看地图，从‘家’出发到‘学校’，你能设计出几条不同的路线？”
2. 小组合作，绘制路线
要求学生在学习单上填写路线1、路线2、路线3，并说明理由。
教师巡视指导，提示学生注意红绿灯和路况（参考教材下方的思维导航：求学路→奋勉路→博学路需等两个红灯）。
3. 汇报交流，对比优劣
选取两组学生的方案进行展示。
方案A：家 → 求知路 → 奋勉路 → 博学路 → 学校
方案B：家 → 求知路 → 思诚路 → 博学路 → 学校
师：“大家看，解决同一个问题（上学），可能有多个算法。不同的算法在执行效率上也有所不同。这就是我们要学习算法的原因——寻找最优解。” 1. 观察地图，识别各个路口和地标。
2. 小组讨论，在设计单上画出至少两条不同的上学路线。
3. 代表上台展示路线，并解释选择这条路的理由（如：虽然路远但红绿灯少）。
4. 对比不同路线，理解“算法优化”的含义。
（二）图示算法，学习描述方法
1. 痛点分析：自然语言的局限
师：“刚才我们用嘴巴描述了路线，但如果路线很复杂，光靠嘴说容易乱，也容易产生歧义。比如我说‘到了路口往左拐’，是哪个路口？左边是哪边？”
师：“自然语言在表述和理解过程中可能产生歧义，容易导致算法描述的不确定性。”
2. 引入流程图
教师展示教材第4页的流程图示例。
师：“为了清晰地表现算法的结构，我们可以使用流程图。它是使用特定图形符号加上文字说明的一种框图。”
讲解符号含义：
圆角矩形：开始/结束
矩形：处理步骤（如“走求知路”）
箭头：流程方向
3. 引入N-S图
师：“还有一种更简洁的图叫N-S图。它去掉了流程线，将所有步骤放在一个大盒子里，按照顺序依次执行。”
展示教材中的N-S图示例（家、求知路、奋勉路...垂直排列）。
4. 实战演练：画图大比拼
任务：请将刚才设计的“路线A”用流程图或N-S图表示出来。
教师在黑板上示范绘制流程图的规范（使用直尺，箭头清晰）。 1. 体会自然语言描述复杂过程的困难，产生学习图形化描述的需求。
2. 认识流程图的常用符号（起止框、处理框、流向线）。
3. 观察N-S图的结构，理解其“自上而下”的执行顺序。
4. 动手实践：在学习单的空白处，尝试将自己的上学路线画成流程图或N-S图。
三、巩固练习
拓展延伸 （一）练一练：解读与描述
1. 逆向思维：看图说话
教师出示教材第5页“练一练”第1题的N-S图（输入底和高 -> 面积=底乘以高除以2 -> 输出面积）。
师：“谁能用自然语言把这个N-S图描述的过程说出来？”
引导学生说出：“这是一个计算三角形面积的算法。第一步输入底和高，第二步计算面积，公式是底乘高除以2，第三步输出结果。”
2. 趣味挑战：牧人与小鸭
出示教材第5页“练一练”第2题。
师：“请用‘隐藏’‘睡觉’和‘带回’描述动作，把这个故事写成算法步骤。”
参考答案：
（1）带回（牧人，小鸭）
（2）隐藏（小鸭，妻子）
（3）睡觉（小鸭）
师点评：注意步骤的顺序不能乱，体现了算法的“有序性”。 1. 观察N-S图，将其翻译成通顺的自然语言，锻炼逻辑思维。
2. 阅读牧人与小鸭的故事，提取关键动作。
3. 按照时间顺序，用规范的格式写出算法步骤，体会算法描述的严谨性。
（二）知识拓展：从算法到代码
1. 进阶认知
师：“除了自然语言和图形，算法还能用什么描述？请看课本第5-6页的‘知识拓展’。”
介绍伪代码：介于自然语言和计算机语言之间，好理解。
介绍程序设计语言：如Python，计算机能直接执行。
2. 代码赏析
展示教材第6页的Python代码片段：
s=0for i in range(1,101): s=s+iprint("1+2+3+...+100=",s)
师：“这段代码其实就是‘计算1加到100’这个算法的计算机实现形式。无论用何种方法描述，最终都是为了将算法更方便地转化为计算机程序。”
3. 展望未来
师：“目前，AI与算法的融合正引领着技术革新。AI通过优化算法实现自主学习，而算法则借助AI技术突破传统计算边界。希望大家学好算法，未来也能设计出改变世界的智能程序！” 1. 阅读知识拓展内容，了解算法描述的更多形式。
2. 观察Python代码，感受计算机语言的简洁与逻辑美。
3. 聆听教师关于AI与算法未来的展望，激发学习兴趣。
【板书设计】
【教学反思】
1. 情境创设的有效性：本节课以“小丽上学迟到”这一贴近学生生活的情境导入，极大地激发了学生的探究兴趣。学生在分析“为什么换路线能省时间”的过程中，自然而然地理解了算法优化的核心价值，避免了枯燥的概念灌输。
2. 图形化思维的构建：在从自然语言向流程图、N-S图转换的环节中，部分学生对于符号的规范使用（如箭头的指向、框的形状）存在困难。在今后的教学中，应增加“纠错”环节，展示错误的流程图让学生修改，从而加深对规范的理解。
3. 计算思维的渗透：课程不仅停留在画图层面，还通过“牧人与小鸭”的逻辑排序和代码赏析，初步渗透了计算机执行指令的严谨性。未来可以尝试让学生用简单的积木编程软件（如Scratch）将画好的流程图真正运行起来，实现从“纸上谈兵”到“实战演练”的跨越。

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