6.算法初步 2023-2024学年五年级下册信息技术浙江摄影版（三起）（2020）

算法初步 一、学科核心素养 针对简单问题，确定解决问题的需求和数据源，主动获取、筛选、分析数据，解决问题。（信息意识） 能用自然语言、流程图等方式描述算法。知道解决同一问题可能会有多种方法。（计算思维） 通过学习身边的算法，有意识地将其应用于数字化学习过程中。（数字化学习与创新） 认识到算法对解决生活和学习中的问题的重要性。（信息社会责任） 二、教材分析 本节课的重点内容是算法，主要介绍算法的基本概念及其描述方式。通过本节课的学习，学生能够用自然语言、流程图等方式描述问题的算法，为后面学习程序设计语言提供基础、做好铺垫。   三、学情分析 本次授课对象为五年级学生，该年龄段学生已经具备了一定的分析问题、解决问题的能力，逻辑思维能力也在逐渐增强。但是如何从实际生活中提炼解决问题的算法，如何修改算法去优化解决问题的方案，这方面的认知还是比较欠缺的。 四、学习目标 1.通过对“APP自动结账”问题的算法分析与表达，感悟到生活中处处有算法，算法并不神秘，提高学习的信心与兴趣。 2.了解算法的基本概念与算法的重要性。 2.能够用自然语言、流程图等方式描述“APP自动结账”问题的算法。 3.学会使用“画程”软件绘制流程图。 4.在解决“APP自动结账”这一实际问题的过程中，能够有意识地设计与修改算法，并且不断优化解决问题的方案。 五、教学重难点 教学重点： 1.能够用自然语言与流程图描述算法。 教学难点： 1.将“APP自动结账”这一实际问题抽象成计算机解决问题的算法。 2.通过绘制流程图掌握“顺序结构”“分支结构”，理解“循环结构”。 六、教学设计案例 【教学环境】 计算机网络教室，配备装有画程软件的台式计算机。 【教学过程】 教师活动 学生活动 设计意图 【创设情境，导入新课】 师：（播放视频）刚才视频中介绍的是近年来新兴的一种交通工具——共享单车，它以其便捷、环保的特点，受到了许多市民的欢迎。 师：同学们日常生活中使用过共享单车吗？请说说使用共享单车的步骤。 师：刚才我们所描述的使用“共享单车”的步骤有个专业术语，叫算法。简单地说，算法就是解决问题的方法和步骤。 师：通过刚才的讨论，我们发现共享单车的使用离不开一个“神器”——共享单车APP，我们可以通过这个APP轻松找到附近的可用车辆，实时查看车辆的电量和位置。在我们骑行结束后，APP还会自动结账，让我们的出行更加智能化和便捷化。 师：这些功能背后的算法是怎样的？本节课我们一起探究“APP自动结账”功能背后的算法。   【自主探究，掌握新知】 任务一：绘制流程图，描述如果骑行时间是30的整数倍时“自动结账”的算法。 师：永安行是根据骑行时间计费的。请说说“自动结账”的算法。     师：永安行计费规则：每骑行30分钟收费2元（不满30分钟按30分钟计费）。设骑行时间为 x ，费用为 y ，什么情况对用户而言最划算？   师：假设 x 是30的整数倍，y = ？   师：现在我们可以总结得出如果 x 是30的整数倍，“自动结账”的算法如下：获取x→y = （x/30）* 2→自动扣除 y。 师：但是本节课无法真正骑车去获取骑行时间并扣费。所以“获取x”改为“输入x”，“自动扣除 y”改为“输出y”，以此来体验“APP自动结账”背后的算法。   师：刚才我们是使用自然语言描述算法，用自然语言描述算法容易理解，但有时也会产生歧义。如果描述较为复杂的算法，还会显得烦琐、冗长。 师：比如“计算3加2除以5减1的值”这个问题，同学们觉得结果是什么？为什么会出现不同的结果？     师：请问还有其他描述算法的方式吗？ 师：所谓流程图，就是用图形符号来描述解决问题的过程。其优点是直观、简洁、易懂，并且逻辑关系清晰。 师：绘制流程图的方法有很多，今天老师介绍一款软件——“画程”软件，可以帮助我们快速绘制流程图，我们只需要用简单的拖放图形框操作来搭建流程图，流程线会自动生成。 师：接下来，请同学们自学《学案》，对照刚才自然语言描述的算法，尝试使用“画程”软件绘制流程图，描述如果 x 是30的整数倍时“自动结账”的算法。   师：有同学愿意展示自己绘制好的流程图吗？请介绍你是如何绘制的。 师：除了这三个图形框，流程图中还用到了什么？它们的作用分别是什么？   师：这位同学绘制的流程图对吗？ 师：这种自上而下按顺序执行的结构我们称之为顺序结构。 师：请同学们根据刚才的讨论完善任务一的流程图。   任务二：修改流程图，优化“计算费用”部分的算法。 师：实际骑行过程中，x 一定是30的整数倍吗？ 师：如果 x 不是30的整数倍，y = ?     师：刚才分情况讨论了永安行的计费方法。同学能总结下是根据什么条件来分情况讨论的吗？ 师：需要修改哪部分的算法？   师：请尝试用自然语言重新描述“计算费用”部分的算法。         师：生活中还有很多问题也需要分情况讨论，你能举些例子吗？ 师：同学们能找出这些例子的共同点吗？     师：这种结构我们称之为分支结构。 师：如果让你来绘制分支结构的流程图，你觉得还需要用什么图形框？   师：接下来，请同桌之间相互合作，对照自然语言描述的算法，尝试修改“计算费用”部分的流程图。 师：有没有已经修改好的同学？请介绍你是如何修改的。 师：老师这里还有一个流程图，请同学们观察并思考这样是否正确？为什么？   师：请同学们根据刚才的讨论完善任务二的流程图。   能力提升：绘制流程图，描述使用骑行卡时“自动结账”的算法。 师：为给用户提供更多优惠，永安行推出了“骑行卡”。在有效次数（10次）内，可以优惠计费，否则正常计费。 师：假设用户使用“骑行卡”，“自动结账”的算法又是怎样的？请用自然语言描述。   师：对照自然语言描述的算法，你觉得流程图可以如何绘制？用我们已学的顺序结构、分支结构可行吗？请以小组为单位讨论，并尝试绘制。   师：请小组派代表展示流程图并介绍。 师：这组同学绘制的流程图对吗？我们一起来分析一下该算法的执行过程。 师：这种先进行条件判断，当条件成立就重复执行A的结构我们称之为循环结构。 师：请同学们根据刚才的讨论完善能力提升的流程图。     【课堂小结，知识拓展】 师：本节课已接近尾声，请问同学们有哪些收获？ 师：本节课我们探究的是“APP自动结账”这一功能背后的算法。其实共享单车背后的技术远不止这么简单，在课堂最后我们一起来观看一段视频，了解共享单车背后的技术。 师：共享单车，让出行更便捷。科技赋能，让生活更智慧。           学生分享共享单车使用的步骤：扫码→骑车→还车。                               学生思考、教师引导总结：获取骑行时间 →计算费用→自动扣除费用。     学生思考回答：当 x 为30的整数倍时。   学生思考回答：y =（   x / 30 ）* 2。                         学生计算结果，分析出现不同结果的原因，体会自然语言描述算法的缺点。   学生思考回答：流程图、计算机语言。       学生自学《学案》，绘制流程图。 学生展示流程图并介绍：使用输入框输入x，处理框计算y =（ x / 30 ）* 2，输出框输出y。 学生思考回答：起止框、流程线及它们的作用。 学生讨论、分析 学生完善流程图   学生思考回答：y =（x/30）的商的整数部分 * 2 + 2  。   学生思考回答：x 是否是30的整数倍。 学生思考回答：“计算费用”部分。 学生思考回答：如果 x 是30的整数倍，y =    （x/30）* 2  ，否则y =（x/30）的商的整数部分 * 2 + 2  。   学生举例，分析这些问题的共同点：需要先进行条件判断，再根据判断结果选择执行A或者B。   学生思考回答：判断框。   学生展示流程图并介绍：使用第一个判断框，判断的条件是x 是30的整数倍，条件成立左侧分支写y =（x/30）* 2，条件不成立右侧分支写y =（x/30）的商的整数部分 *   2 + 2  。   学生思考回答：左侧分支应该放在分支结构内部。 学生完善流程图 学生思考回答：刚开始剩余次数为10次，只要还有剩余次数，就优惠计费，每使用一次剩余次数少一次，否则正常计费。 以小组为单位挑战绘制使用骑行卡时“自动结账”算法的流程图。（如果时间紧张，教师可在学生有思路的情况下带领学生一起绘制流程图） 学生展示流程图并介绍：使用第二个判断框，条件是剩余次数，设剩余次数为n，刚开始n = 10，只要 n > 0，就优惠计费、n - 1，否则正常计费。 学生分析算法的执行过程。 学生思考总结： 1.了解算法的基本概念。 2.能够用自然语言、流程图来描述问题的算法。 3.在解决实际问题的过程中能够有意识地设计与修改算法，并且不断优化解决问题的方案。           借助“共享单车使用”这一生活实例，体验身边的算法，并揭示本课主题：探究“APP自动结账”背后的算法。                   能够用自然语言描述算法。                                                     了解算法的其他描述方式：流程图。             能够用流程图描述算法，并学会使用“画程”软件绘制流程图。               了解算法的第一种结构：顺序结构。                                         了解算法的第二种结构：分支结构。                   能够运用分支结构绘制相应的流程图。                                   分析使用骑行卡时“自动结账”的算法，并尝试绘制相应的流程图。           在解决“APP自动结账”这一实际问题的过程中，能够有意识地设计与修改算法，并且不断优化解决问题的方案。 了解算法的第三种结构：循环结构。                 学科网（北京）股份有限公司 $$