内容正文:
5.13 晚餐烙饼有技巧—— 算法的作用
教学设计
一、学习内容
本项目通过模拟现实生活中的烙饼情境,引导学生理解算法在解决实际问题中的重要作用和价值。项目以李徽放学回家帮妈妈烙饼准备晚餐为背景,引导学生探究如何在给定条件下(平底锅每次最多烙2张饼,烙每面饼用时3分钟)最小化烙饼所需的总时间。
在这个项目中,需要用算法思维来优化烙饼流程。首先,学生需要理解问题的核心——如何有效地安排饼的烙制顺序,尽量让锅中没有空闲位置,使得总时间最短。接着,学生将尝试设计不同的烙饼方案,并通过逻辑推理和计算来比较各种方案的优劣。通过本项目的实施,学生将学习到算法思维的基本概念的方法,并能够运用算法来解决实际问题。体会到算法思维在优化流程和提高效率方面的强大的作用,并培养逻辑思维能力和创新意识。
此外,本项目还将帮助学生认识到算法在日常生活中的广泛运用,如烹饪、交通规划、学习计划等。通过本项目的探究,学生能够更好地理解算法的作用和价值,为未来的学习和生活打下坚实的基础。
二、学习基础
学生在第1课学习了算法的含义,知道了算法是通过明确的、可执行的操作步骤来描述问题的求解方案,知道生活中的很多事情都包含算法。在第2课学生在制订跳绳锻炼计划过程中,知道在设计算法需要用到数学、逻辑推理等能力。通过这个过程,学生初步理解算法的基本特征。有了这些基础,学生就可以利用数学、逻辑推理来设计烙饼的算法,为这一课的学习扫清的障碍。
三、问题梳理
1.素养问题
· 算法在解决问题时的主要作用是什么?
· 不同算法的作用都一样吗?
· 算法作用有好坏之分吗?
2.项目问题
· 在烙饼时,如何合理安排饼的烙制顺序以最小化烙饼总时间?
· 烙饼的总时间和饼的张数有什么关系?
· 如果烙饼的数量或平底锅的容量发生变化,应如何调整算法?
四、学习目标与重难点
1.学习目标
(1)项目目标
研究烙多张饼需要的时间。
(2)素养目标
认识算法的作用和价值。
2.学习重点和难点
(1)学习重点
通过不同算法的比较,知道生活中用好的算法可以统筹时间,提高效率。
(2)学习难点
利用仿真实验和数学、逻辑推理知道烙制多张饼的最短时间。
五、学习策略(学习规划、实验规划)
本课主要采用实验教学的方式进行,主要环节有:
1.情境导入(提出问题)
课件出示情境,让学生分析烙饼的相关信息,找出条件和所要解决的问题。
2.实验准备(提出猜想)
比较3种烙饼的方法,通过算式和逻辑推理总结3种烙饼方法的算法,并提出猜想:“3分钟×饼数”算法,是否符合任意张烙饼的数量?
3.实验验证(验证猜想)
通过“烙饼小程序”让学生亲自动手体验烙饼的过程,并将实验过程中的数据记录下来,对这些数据进行分析,并运用逻辑推理验证“3分钟×饼数”算法的正确性。
4.算法比较(算法作用)
通过运用3种算法计算烙9张饼所用的时间,并对分别所用时间进行对比,知道好的算法在生活中可以节省时间,提高效率。
5.拓展应用(巩固练习)。
通过“沏茶问题”渗透统筹思想,让学生在学习和生活中合理安排时间,让事情做起来更顺利、更有效率。
六、环境与资源
1.学习环境:计算机教室。
2.学习资源:可供学生实验操作的虚拟烙饼小程序,供练习及记录实验数据用的学件。
七、学习评价(学习评价方式及标准)
教学环节
评价标准
评价方式
情境导入
评价1、2
自动评价
实验准备
评价3、
实验验证
评价4、5、6
算法比较
评价7
拓展应用
评价8、9
评价10,学生根据课堂上的表现进行自主评价。
八、学习过程
包括学习环节、学习内容、学习支持(教师行为)等,是否采用表格自定(如果是用表格,表格中正文小5、宋,表头小5、黑体)。
(一)情境导入
师:我们可以根据算法来整理书包,用算法的思想来制定跳绳锻炼计划,这节课我们看看算法可不可以解决烙饼问题。
1.观看课件
思考:有哪些条件?问题是什么?
2.交流讨论。(条件:一张饼烙一面3分钟,锅一次最多烙2张饼,需要烙3张饼。问题:烙3张饼最短时间是多少?)
3.思考:烙饼过程有没有技巧?这个技巧指的是什么?(用什么方法可以在最短时间烙完3张饼)
4.教师板书课题:晚餐烙饼的技巧
【设计意图】创设项目情境,让学生在一个真实的情境中去思考,去解决问题。让学生主动收集烙饼的相关信息,找出所要解决的问题。
(二)实验准备
1.如何烙完3张饼,爸爸、妈妈各自都有自己的方法。如下图所示:
观察爸爸和妈妈的方法,数一数他们分别烙了几次,算一算他们各自所用的总时间,并把算式写出来。
(爸爸:3分钟ⅹ饼数ⅹ2;妈妈:3分钟ⅹ(饼数+1))
2.交流汇报。
3.说一说:爸爸和妈妈的算法,谁用的时间短?有没有时间更少的算法呢?奶奶烙3张饼只用了3次共,9分钟。
想一想:奶奶是怎样烙饼的?用“烙饼小程序”进行推演。
4.教师:演示“烙饼小程序”的用法,指名生上台演示。
4.比较爸爸、妈妈、奶奶的方法,想一想:节省时间最关键的因素是什么?(每次尽量不让锅空出来)
5.奶奶的算法,用算式怎么表达?(3分钟3)这两个3分别是什么?(3分钟饼数=总时间)如果饼数为4张、5张甚至是更多张,这个计算方法能不能成立呢?下面通过实验来验证。
【设计意图】让学生将3种烙饼的方法用算式表达出来,明确算法的输入、输出,学会用算法的思想解决问题。将3种烙饼的方法进行分析、比较,让学生明白设计烙饼问题算法最关键的因素是什么。
(三)实验验证
1.打开“烙饼小程序”,按以下步骤进行实验。
(1)用“烙饼小程序”模拟烙饼,在实验记录单上记录所用的总时间。
烙饼的数量(张)
烙饼的面数(面)
烙饼的次数(次)
最快时间(分钟)
1
2
2
6
2
4
2
6
3
6
3
9
4
5
6
7
8
(2)思考:“3分钟ⅹ饼数=最快时间”这个计算方法是否成立?
2.交流汇报。
(1)烙饼的数量及相应的最快时间。
(2)烙饼的数量和相应的最快时间,能否用“饼数ⅹ3分钟”这个计算方法来计算总时间?为什么?(实验得出的结论,逻辑推理)
(
3分钟
×
(
饼数
×
2
÷
2)=最快时间(分钟)
烙饼的面数
烙饼的次数
)
3.交流讨论:如果平底锅一次最多可以烙3张饼,用“3×饼数”这个计算方法来计算最快时间,行不行?可以怎么修改?
【设计意图】学生通过亲自操作“烙饼小程序”体验烙饼的过程,将实验过程中的数据记录下来,对这些数据进行分析,并用数学算式和逻辑推理对前面提出猜想进行验证。
(四)算法比较
如果需要烙9张饼,分别用爸爸、妈妈、奶奶的方法各需要多少时间?速度最快的方法比速度最慢的方法节约了多少时间?
1.运用3种方法计算所需要的时间。
方法
需要的时间(分钟)
爸爸的方法:3分钟ⅹ饼数ⅹ2
妈妈的方法:3分钟ⅹ(饼数+1)
奶奶的方法:3分钟ⅹ饼数
2.交流讨论:
最快的方法比最慢的方法节约了多少时间?
3.教师:从上面的例子中我们可以看出,奶奶的烙饼方法对烙饼的过程进行了统筹安排,节约了时间,提高了办事效率。在生活中,我们用统筹的思想合理安排时间、学习或生活,让我们的学习、生活更顺利、更有效率。
【设计意图】学生通过计算比较3种烙饼方法烙9张饼分别所用的时间,明白在生活中好的算法可以节约时间,提高办事的效率。
(五)拓展应用
1.沏茶问题。思考:沏茶所需最少完成时间是多少分钟?
2.有一种棋类小游戏,玩1局要5分钟,可以单人玩,也可以双人玩。李徽和爸爸、妈妈一起玩,每人玩两局,至少需要多少分钟?
【设计意图】通过沏茶问题渗透统筹思想,在生活中用科学合理的方法安排时间、工作或活动,合理安排,让事情做起来更顺利、更有效率。通过练习2,对本节课所学知识进行巩固。
(六)评价总结
1.完成自我评价。
序号
评价标准
评分
1
能够找到烙饼事件中的条件
☆
2
能够找到烙饼事件中的问题
☆
3
能够运用数学算式计算烙饼的最快时间
☆
4
能够归纳出烙饼最快时间的计算方法
☆
5
能够借助烙饼小程序展示烙饼的过程
☆
6
能够在实验验证的过程将数据记录下来
☆
7
能够分析对比不同的烙饼方法
☆
8
能够独立完成拓展练习1
☆
9
能够独立完成拓展练习2
☆
10
在交流讨论的过程中,能认真倾听他人的发言
☆
总评
_______☆
2.反馈总结。
教师:在生活中我们对时间、学习、娱乐、生活进行统筹安排,可以用最优的算法来节约时间,提高效率,让我们的生活更顺利、更美好!
(
22
)
(
23
)
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