第8课 算法的多样性（教学设计）2025-2026学年六年级上册信息科技浙教版

教学设计 课程基本信息 学科 小学信息科技 年级 六年级 学期 秋季 课题 第8课 算法的多样性 教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月 教学内容与学习对象分析 第二单元将五年级上册“算法的描述”、“算法的执行”和六年级上册“算法的效率”三个部分有机贯穿于各个算法的学习中。本单元共有5课时教学内容，通过“一个问题的解决可能存在多种算法”“如何评价算法”“如何用枚举法、筛选法、同余法实现问题的解决”3个单元核心内容来展开。本课是第二单元第1课，本课时主要内容包括“顺序查找”和“二分查找”算法，通过理解猜数字游戏的两种查找算法，明确两种算法的思想，再通过抽象与建模、设计算法、验证算法等步骤，解决猜数字游戏问题。解决此问题的算法与第9课算法的评价紧密相连，也为后续根据需求设计算法等内容打下坚实的基础。 经过五年级上册和六年级上册第一单元“算法的实现”的学习，学生已经学习了利用算法解决问题的过程，针对某个问题，初步具备了通过问题分析、抽象与建模、设计算法、验证算法等过程来解决问题的能力，也体验了猜数字游戏问题解决的过程，对猜数字游戏的情境已有所了解。生活上，学生对同一问题可能存在多种算法由一定的理解能力。他们的求知欲强，初步具备一定的抽象、概括、推理等能力。由于新旧知识有机链接不足，六年级的学生对于算法的实现及验证的能力较弱，因此需要设计深入浅出的活动引导学生实践，增强体验感，从“感知”到“内化”到“应用”。 教学目标分析（含核心素养导向） 1.通过体验猜数字盲盒的游戏，初步了解同一个问题可以采用多种算法来解决的概念。 2.通过设计猜数字游戏的算法，理解顺序查找和二分查找的思想，树立使用多种方法解决同一个问题的意识。 3.通过验证猜数字游戏的算法，初步掌握顺序查找和二分查找的程序设计方法，提高算法实现的能力。 教学重点：设计猜数字游戏的多种算法。 教学难点：实现及验证猜数字游戏的多种算法。 教学过程 一、游戏体验，引出课题 1.游戏体验，猜数字盲盒。 游戏内容：20个盲盒分别装有范围在1-20的数字，每个数字都是唯一的，不重复。若你每次只能打开一个盲盒，比一比谁用最少的次数找到目标数！ 学生边游戏边思考：用什么方法找到目标数？ 2.学生交流，生成问题。 （1）一个一个查找，是怎样找到目标数的？ （2）一个大问题是怎样逐步变成小问题，从而找到目标数？ 3.教师小结：解决同一个问题，可能存在多种算法。 4.引出课题 采用不同的算法来解决猜数字游戏。 二、形成策略，验证算法 活动一：顺序查找算法设计验证 1.顺序查找算法的设计 （1）请你用自然语言描述在1—100范围内查找目标数37，一个一个查找的过程。。 （2）学生汇报，梳理算法。（课件出示建模过程） 试一试：采用“按顺序依次查找”的策略，在1-100范围内查找数37，一共需要比较多少次？ （3）设计算法 用变量da表示目标数，取到的数用变量cai表示，请你根据自然语言的描述，在学习任务单上完成顺序查找算法流程图设计，在右侧3个备选项中选择合适的语句，将流程图补充完整。 2.顺序查找算法的验证 （1）打开“顺序查找算法.py”文件，同桌讨论并完善代码。 （2）运行程序，在学习任务单上完成表1。 表1：顺序查找算法验证结果 目标数 预测程序运行结果 验证结果 37 137 （3）学生汇报展示，生成问题： ①为什么要加break语句？break语句在循环语句中起到了什么作用？ ②若变量da的值为137，则程序运行结果是什么？若要显示对应提示，应如何修改程序？ （4）教师小结： ①break语句的作用是终止所在的循环。 ②优化程序，在程序第9行增加else：语句，并执行第10行，在屏幕上显示“未找到”。 活动二：二分查找算法设计验证 1.二分查找算法的设计 （1）形成“取中间数查找”的策略依据 思考：①你是怎样分解成小问题？②你是怎么取中间数的？ （2）讨论：怎样计算中间数？ ①把大问题分解成小问题的过程。课件出示动画。 ②取中间数计算模型，中间数=（范围初值+范围终值）/2 取整数部分 （3）“取中间数查找”的策略验证 根据目标数来确定查找范围，变化后的初值和终值分别是什么？ 根据“取中间数查找”的策略，小组合作完成学习任务单上的表2。 表2：取中间数查找 目标数 初值 终值 中间值 比较结果 策略 变化后的情况 初值 终值 50 1 100 50 等于中间数 查找结束 1 100 25 1 100 50 小于中间数 缩小问题规模，查找中间数左边 1 49 75 （4）设计算法 根据取中间数查找策略，小组合作完成学习任务单中流程图设计，在右侧6个备选项中选择合适的语句，将流程图补充完整。 2.流程图验证二分查找算法 （1）自主探究：根据二分查找算法流程图，查找目标数37，在学习任务单上填写表3验证算法。 表3：目标数37二分查找算法表格验证 循环次数 cz zz cz≤zz 中间值cai cai= =da？ da<cai？ 1 1 100 是 50 否 是 我的发现：通过 次循环，输出结果为 （2） 试一试：若目标数da的值为137，根据二分查找算法流程图，在学习任务单上填写表4验证算法。 表4：目标数137二分查找算法表格验证 循环次数 cz zz cz≤zz 中间值cai cai= =da？ da<cai？ 1 1 100 是 50 否 否 我的发现：通过 次循环，输出结果为 （3）示范体验程序，打开“二分查找算法.py”文件，运行程序，体验二分查找算法。 （4） 小结：解决同一个问题，可能存在多种算法。通过顺序查找和二分查找算法验证，解决了生活中猜数字游戏问题。 三、迁移应用，内化理解 有15个学生排成一排，其中只有1个学生是“班级小达人”，你要通过问他们“班级小达人在哪里”来找到真正的“班级小达人”。想一想：根据算法的多样性，想一想：根据算法的多样性，你将采用哪些策略快速找到“班级小达人”？请在表格中填写策略，并小组内交流。 策略一 策略二 预设回答： 策略一：逐个询问每个学生，从第一个学生开始，直到找到“班级小达人”为止。 策略二：将学生分成两组，询问中间的学生是不是“班级小达人”，如果不是继续二分查找，直到找到为止。 策略三：随机选择一个学生询问，如果该学生不是“班级小达人”，则继续随机选择。 …… 四、知识整理，课程总结 1.这节课我们学习了什么内容？你有什么收获？出示板书。 2.教师总结：现实中，解决一个问题可能存在不同的解决方法。这就是算法的多样性。这节课，我们针对猜数字游戏这一简单问题，采用了按顺序依次查找的策略，设计并验证了顺序查找算法。将大问题分解为规模更小、类似的子问题，通过取中间数查找的策略，设计并验证了二分查找算法。这两个算法，那个算法的效率更高？更具有价值？这些问题我们将通过下面的学习进行解密。 五、作业指导 本课设置的练习，作为了解算法多样性后对算法设计能力的检测，是对计算机中顺序查找和二分查找算法设计、验证、优化的进一步理解，整节课通过组内互评，组间互评，教师点评的多维评价方式落实教学评一致性。 在顺序查找算法中，若变量cai的取值依次为100,99，……2,1，则相应的流程图和程序如何修改？ 流程图修改： 程序修改： 学科网（北京）股份有限公司 $ 作业练习 课程基本信息 学科 小学信息科技 年级 六年级 学期 秋季 课题 第8课 算法的多样性 教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月 作业练习 在顺序查找算法中，若变量cai的取值依次为100,99，……2,1，则相应的流程图和程序如何修改？ 参考答案： 流程图修改： 程序修改： 评价标准： 对流程图和程序代码的修改进行评价：主要关注变量初值、条件表达式、变量修改等方面。 学科网（北京）股份有限公司 $ 学习任务单 课程基本信息 学科 小学信息科技 年级 六年级 学期 秋季 课题 第8课 算法的多样性 教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月 学习目标 1.通过体验猜数字盲盒的游戏，初步了解同一个问题可以采用多种算法来解决的概念。 2.通过设计猜数字游戏的算法，理解顺序查找和二分查找的思想，树立使用多种方法解决同一个问题的意识。 3.通过验证猜数字游戏的算法，初步掌握顺序查找和二分查找的程序设计方法，提高算法实现的能力。 课前学习任务 1.回顾上节课猜数字游戏算法。 2.准备好学习任务单、顺序查找和二分查找算法源代码等教学素材。 课上学习任务 【学习任务一】顺序查找算法设计验证 1.顺序查找算法的设计 （1）请你用自然语言描述在1—100范围内查找目标数37，一个一个查找的过程。 （2）试一试：采用“按顺序依次查找”的策略，在1-100范围内查找数37，一共需要比较多少次？ 一共需要比较 次。 （3）设计算法 用变量da表示目标数，取到的数用变量cai表示。请你根据自然语言的描述，在学习任务单上完成顺序查找算法流程图设计，在右侧3个备选项中选择合适的语句，将流程图补充完整。 2.顺序查找算法的验证 （1）打开“顺序查找算法.py”文件，同桌讨论并完善代码。 （2） 运行程序，在学习任务单上完成表1。 表1：顺序查找算法验证结果 目标数 预测程序运行结果 验证结果 37 137 【学习任务二】二分查找算法设计验证 1.二分查找算法的设计 （1）根据“取中间数查找”的策略，小组合作完成学习任务单中的表2。 表2：取中间数查找 目标数 初值 终值 中间值 比较结果 策略 变化后的情况 初值 终值 50 1 100 50 等于中间数 查找结束 1 100 25 1 100 50 小于中间数 缩小问题规模，查找中间数左边 1 49 75 （2）设计算法 根据取中间数查找策略，小组合作完成学习任务单中流程图设计，在右侧6个备选项中选择合适的语句，将流程图补充完整。 2.流程图验证二分查找算法 （1）根据二分查找算法流程图，查找目标数37，在学习任务单上填写表3验证算法。 表3：目标数37二分查找算法表格验证 循环次数 cz zz cz≤zz 中间值cai cai= =da？ da<cai？ 1 1 100 是 50 否 是 我的发现：通过 次循环，输出结果为 （2） 试一试：若目标数da的值为137，根据二分查找算法流程图，在学习任务单上填写表4验证算法。 表4：目标数137二分查找算法表格验证 循环次数 cz zz cz≤zz 中间值cai cai= =da？ da<cai？ 1 1 100 是 50 否 否 我的发现：通过 次循环，输出结果为 【学习任务三】迁移应用 有15个学生排成一排，其中只有1个学生是“班级小达人”，你要通过问他们“班级小达人在哪里”来找到真正的“班级小达人”。想一想：根据算法的多样性，你将采用哪些策略快速找到“班级小达人”？请在表格中填写策略，并小组内交流。 策略一 策略二 推荐的学习资源 1. 2023信息科技学习资源包（六年级上册）。 学科网（北京）股份有限公司 $