第 9 课 《算法的评价方法》（教学设计）六年级上册信息科技浙教版

第 9 课 《算法的评价方法》教学设计 【课标内容要求】 通过真实案例，知道算法步骤的执行次数与问题的规模有关，观察并体验采用不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别。 【教学内容分析】 《算法的评价方法》这节课选自 2023 浙江教育出版社六年级上册第二单元。第二单元整个单元都是算法的效率，主要包含算法的多样性、算法的评价方法、“韩信点兵”枚举法、筛选法、同余法的实现，学好 本课为根据简单问题求解的需求设计出合适的算法作铺垫。 【教学目标】 1. 了解好的算法，除了符合“正确性、有效性”等标准外，还需要有较高的算法运行效率。 2. 通过真实案例，知道算法步骤的执行次数与问题的规模有关，估算循环执行的次数，通过修改程序统计循环语句的执行次数。 3. 观察并体验采用不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别。 重点：基于给定的算法，能针对不同的输入数据规模，估算算法中循环执行的次数。 难点：修改程序统计循环语句的执行次数。 【核心素养指向】 1. 在完成任务的过程中，有意识地寻求恰当的算法解决问题，了解算法的优势和局限。（信息意识） 2. 通过体验身边的算法，了解算法的特征和效率。（计算思维） 3. 在问题情境中，能够利用信息科技开展数字化学习与交流，合作解决学习问题。（数字化学习与创新） 【学情分析】 本课的学习者是小学六年级的学生，学生的认知发展正处于从具象思维到抽象思维的过渡时期。学生已经知道同一问题可以存在多种算法，但对算法评价的方法并不清楚。 预测在本课的学习中，对于估算循环执行的次数，问题不大，但是在修改程序验证循环的执行次数时，学生会遇到困难。 【设计构想】 教法：如果直接采用讲解演示的方法，虽然学生也能大致了解知识点，但是会缺少很多源自身的体验与理解，缺失了从学生本位出发的思考。所以我通过创设情境，采用实验教学法，通过引导学生分析、记录、对比用顺序查找、二分查找解决猜数字游戏时的循环执行次数，并通过修改程序进行统计。在实验过程中，引导学生通过探究发现不同算法的效率是有差异的，算法运行需要的时间与待求问题的规模有关。 学法：引导学生进行主动探究与合作学习相结合的学习方法，重在引导学生学会学习。 思维导图： 【教学环境及资源准备】 硬件：多媒体计算机网络机房 软件：电子教室、顺序查找算法猜数字游戏程序、二分查找算法猜数字游戏程序资源：课件 【教学活动设计】 一、 情境导入（3 分钟） 1. 课件出示童童放学回家的路线图 2. 请同学们仔细观察这张图，童童的家和学校之间隔着少年宫，学校到少年宫之间有 A、B 两条路， 少年宫到家之间有 C、D、E 三条路。童童从学校到家有 6 条路可以选，分别是 AC 、AD、AE、BC、BD、BE，你觉得哪 1 条路是最优的呢？说一说你的理由。 3. 学生思考回答。预设：BD 最优。 4. 提问：为什么 BD 最优呢？ 5. 学生回答：BD 路径最短。 设计意图：通过生活中常见的路径规划的情境，让学生思考哪条路径最优，从而引出本课课题，引发学生思考，将生活中的真实情境与本课内容建立起认知关联。 二、 揭示课题（2 分钟） 1. 由此可见，解决 1 个问题的算法可以有多种，不同的算法有优有劣，刚才我们以最短作为童童回家路线最优的评价标准。那么在计算机科学中怎样来评判算法的优劣呢？ 2. 揭题：今天我们就一起来学习第 9 课《算法评价的方法》 3. 教师板书课题：算法评价的方法 4. 教师讲授：好的算法首先要符合正确性和有效性要求，即能够有效解决问题，在此基础上算法执行的效率是非常重要的评判标准，如果 1 个算法执行所需要的时间更少，则被认为是更好的算法。较高的算法执行效率，即算法运行所消耗的时间较短。估算算法的运行时间，可以在问题规模相同的情况下，将算法中循环语句的执行次数作为度量标准。我们可以用正确性、有效性、执行效率 3 个方面来评估算法的好坏。今天我们就一起来研究算法运行的时间即执行效率。 5. 教师板书算法评价的 3 个方面 三、 算法效率对比实验 接下来，我们试着估算一下前面学过的猜数字游戏的算法运行时间。 1．实验一：不同算法，相同规模，效率对比（25 分钟） （1） 以顺序查找为例，估算次数课件出示下图。 提问 1：前面 1 课我们学过顺序查找，用顺序查找算法在 1~100 内查找目标数 37，比较的过程是怎样的？一共需比较多少次？ 1 2 3 4 … 36 37 … 99 100 cai 学生思考回答。预设: 依次将 1,2,3，…,99,100（cai）与目标数 37（da）进行比较，直到找到为止。课件出示用顺序查找算法在 1~100 内查找目标数 37 的程序。 提问 2：这个程序中的 while 语句执行