第4课 算法应用在身边（课件+执行程序）-2025-2026学年信息技术五年级全一册人教版

该小学信息科技课件聚焦算法在身边的应用，涵盖搜索引擎、交通出行、在线购物、图像识别等场景。通过“神秘智能城市”探险情境导入，以四个核心区域为学习支架，结合游戏体验与算法原理讲解，引导学生从具体操作到抽象理解算法功能。 其亮点是情境化与游戏化融合，如“送动物回家”任务渗透最短路径算法，“购物推荐”游戏体现个性化推荐原理，培养计算思维与数字化学习能力。用“蜜蜂采蜜”等比喻简化抽象概念，练习巩固题强化信息意识，助力学生直观理解算法，教师可高效开展实践教学。

nullnull发明导航算法的人真是个天才，他总能为你规划出用时最少的路线。那么问题来了，这个时间和路线是如何计算出来的？其实导航所用到的是一种叫做最短路径的算法，专业术语叫迪杰斯特拉算法。假设每个字母代表一个城市，每条线上的数字代表两个城市之间的行驶时间。你现在在A城市要去B城市，请问最少需要花费多少时间？这个问题看似是时间问题，其实本质就是最短路径问题，一个运筹学的经典问题。来看看迪杰斯特拉算法是如何解决的。注意了，因为已经在A城市了，所以你到A城市的时间就是零小时。从A到达其他城市的时间暂时为无穷大。我们用绿色表示已经探索过用时最短的城市，用红色表示还没探索或者不是用时最短的城市。然后我们只需要重复两个步骤即可得出最少用时。第一步，更新到达每个城市的最短时间。第二步，在最短时间的城市上继续探索下一个城市。从A城市出发，到C城市需要3个小时，到F城市需要2个小时。显然到F城市用时最少，那么我们就将F城市变绿，从F城市开始探索下一个城市，从F城市分别向GBEC城市进行探索。可以看到从F城市到C城市用时最少只需要2个小时。更新数据后我们发现从A城市到C城市的时间最短只需要3个小时，我们就将C城市变绿，从C城市开始探索下一个城市，从C城市分别向D城市进行探索，可以看到C城市到B城市用时最少只需要1个小时。更新数据后，我们发现A城市到B城市用时最短只需要4个小时，我们就将E城市变绿，从一城市开始探索下一个城市，可以看到E城市到B城市用时最少只需要2个小时。更新数据后，我们发现A城市到B城市的最短用时为6小时，我们将B城市变绿，至此我们就得到了A城市到B城市最少用时。但是别急，我们还要找出这条用时最少所对应的路线。我们可以借助一个简单的方法来实现，就是每次都用箭头指向最短时间的城市，然后沿着箭头反向走回去。就这样一直重复下去，我们就找到了这条用时最短的路线了，这就是导航背后的迪杰斯特拉算法。 图像识别的过程分为五个步骤，分别是图像输入、图像预处理、图像特征提取、图像分类和结果输出。第一步图像输入，就是将要识别的图像输入电脑。第二步，图像预处理，这一步主要是消除图像中无关信息，恢复真实有用的真实信息，通过去噪、平滑变换等操作，加强图像的主要特征，使图像更容易辨别。第三步，图像特征提取，获取图像的主要特征信息。那机器是如何提取图像特征的呢？我们知道，我们可以通过观察图像总结初稿的一般特征，如毛发短、脸型稍长、嘴巴突出等。机器不能直接观察图像，它会先将图像转换成一组数据，然后提取图像中特定的数据，从而分析和判断毛发、脸型的长短、嘴巴是否突出等信息。第四步，图像分类。计算机先对图像进行种类预测，得到种类分布，选择对应的模型中提取到的特征，与模型中的数据进行匹配，选择相似的数据，最后得到分类结果。第五步，结果输出，将分类得到的结果输出。 null搜索引擎工作原理互联网中有着数以亿计的网站，不可胜数的文字、图像、音频视频等信息。我们怎样才能在互联网上快速打开需要的网站，找到有用的信息呢？搜索引擎就是最佳助手。我们在搜索引擎中输入关键字进行检索，就会搜索出与关键字有关的网页信息。这些结果从何而来呢？互联网中有无数网页通过超链接相互连接。搜索引擎会定期通过机器人程序持续扫描互联网，顺着超链接走遍整个互联网，发现搜集网页信息并传回本地服务器。搜索引擎获取网页信息后将提取网页关键字，建立索引数据库，通过数据库中不同的索引关联相关的网页。当用户输入关键字后，搜索引擎首先会识别关键字并对关键字进行拆分，由检索器在索引数据库中快速检索出网页，得到初步结果。其次，搜索引擎利用独有的算法，综合多种因素筛选网页，确定网页价值并进行排序。最后将排序后的结果返回给用户，完成一次搜索。 人教版信息科技五年级 第4课 算法应用 在身边 目 录 壹 贰 叁 肆 搜索引擎森林 交通出行枢纽 在线购物商城 图像识别秘境 同学们，今天我们将化身“算法探险队员”，一起进入一座充满未来科技感的“神秘智能城市”！ 在这座城市里，处处隐藏着看不见的“智能密码”—它们其实就是各种有趣的算法。只有找到这些密码，我们才能解锁城市中各种神奇的功能 我们的探险任务非常明确：探索四个核心区域，搜集所有的密码碎片。每得到一个碎片，我们就离最终解锁整座城市的智慧更近一步！ 你们准备好接受挑战了吗？让我们一起出发，解开算法背后的秘密，成为这座智能城市真正的小小主人吧💡 情境导入 同学们，今天我们将化身“算法探险队员”，一起进入一座充满未来科技感的“神秘智能城市”！ 在这座城市里，处处隐藏着看不见的“智能密码”—它们其实就是各种有趣的算法。只有找到这些密码， 我们才能解锁城市中各种神奇的功能我们的探险任务非常明确：探索五个核心区域，搜集所有的密码碎片。每得到一个碎片，我们就离最终解锁整座城市的智慧更近一步！ 你们准备好接受挑战了吗？让我们一起出发，解开算法背后的秘密，成为这座智能城市真正的小小主人吧💡 过渡：下面让我们一起去探索第一个领域：搜索引擎森林 搜索引擎 森林 壹 搜索引擎森林 第一站我们来到了“搜索引擎”森林，在这座森林里，隐藏着许多杂乱无章的信息，需要我们通过关键字筛选出正确的信息才能 获得宝藏 任务目标： 1、体验程序并完成活动探究单 2、文件位置：学生文件 -- 1、搜索引擎森林【游戏体验】 -- index.html 本页注意事项： 1、图片插入了超链接链接都教师文件夹的 1、搜索引擎森林文件夹的index.html文件 本页逐字稿： 第一站我们来到了搜索引擎森林，在这座森林里隐藏着许多杂乱无章的信息，需要我们通过关键字筛选出正确的信息才能获得宝藏。 那么如何完成这个任务呢？下面让我们一起进入“搜索引擎森林”开始探索吧！（点击图片进入网页，简单讲解网页的使用以及如何提取关键字） 下面请同学们按照老师讲解的方式，去搜索引擎探索森林探索，并记录你的关键字和对应的得分，等会老师请同学来分享（学生开始实践） 时间到，哪个同学愿意分享自己探索的结果呢？（邀请同学分享自己最高分的关键字，并说说他是如何提取出来的） 听了上面几个同学的分享，发现他们获取信息的能力简直超级厉害的！其实在搜索搜索引擎森立隐藏着一个神奇的算法，就是搜索引擎算法 过渡：到底什么是搜索引擎算法呢？下面我们一起深入得探究吧！ 搜索引擎算法 搜索引擎森林 信息采集 搜索引擎会定期搜索互联网上的网页信息，并将信息返回到服务器。 索引与 检索 用户在输入框输入的关键字就是钥匙，筛选出高质量内容网页就是一把锁 Web接口 将搜索到的网页返回到用户页面 蜜蜂采蜜 钥匙开锁 快递员 我们先通过一个视频来了解一下搜索引擎的工作原理。（点击播放视频） 视频看完了，我们可以看到搜索引擎工作主要包含了三部分： 第一部分就是信息采集，就好像小蜜蜂采蜜，主动去收集蜂蜜并将蜂蜜带会蜂巢。搜索引擎会定期搜索互联网上的网页信息，并将信息返回到服务器上。 第二部分就是索引与检索。就好像钥匙开锁。用户在输入框输入的关键字就是钥匙，筛选出高质量内容网页就是一把锁。 最后局势Web接口，相当于是一个快递员。把我们想要的网页送到我们面前。 在搜引擎森林冒险的时候，发现了森林里有许许多多的动物都迷路找不到家了 过渡：下面我们一起进入第二关，送这些迷路的动物们回家吧 交通出行枢纽 贰 森林地图上显示了动物们的位置和他们的家，请你选择合适的路径送他们回家吧！ 交通出行枢纽 任务目标： 1、选择不同的路径把动物送回家，并说说每个路径的优势 2、文件位置：学生文件 -- 2、送动物们回家【游戏体验】 -- index.html 本页注意事项： 1、图片插入了超链接链接都教师文件夹的 2、送动物们回家【游戏体验】的index.html文件，简单讲解使用过程 本页逐字稿： 在森立地图上显示了动物们的位置和他们的家，请你选择合适的路径送他们回家吧！我们先来看看怎么送动物们回家吧（点击图片跳转到链接简单讲解） 那现在同学们的任务目标就是选择不同的路径把动物送回家，并说说每个路径的优势。这个送动物们回家的网页在学生文件 -- 2、送动物们回家【游戏体验】 -- index.html可以打开进入。 下面同学们开始把动物们送回家吧！（学生实践） 时间到，有没有那个同学来说说自己选择送那个动物回家？你选择了怎样的路线，为什么选择这个路线呢？（邀请学生分享） 在听了上面同学的分享后，发现其实不管是那条路径，都包含着最优的思想，要么是路线最短，要么是时间最短，要么是最安全，其实这些都蕴含着最短路径的算法 过渡：到底什么是最短路径算法呢？我们一起去看看！ 交通出行枢纽 最短路径算法 更新到达每个城市的最短时间 在最短时间的城市上继续探索下一个城市 第二步 第一步 其实最短路径算法实现的时候，只需要两个关键步骤，到底是哪两个？我们通过视频来了解一下吧！（点击播放视频） 视频看完了，哪个同学来说说第一步需要干什么？（邀请同学回答） 你的归纳能力非常棒！在第一步，我们需要更新到达每个城市的最短时间。 在找到每个城市最短的时间后，第二步需要做什么？（邀请学生回答） 你的逻辑非常清晰！我们在更新完到达每个城市的最短时间后，在这个城市的基础上，继续探索下一个城市，直到探索到自己的目的地为止。 就好像我们使用的导航软件一样，顶部会出现推荐路径，比如：少步行、时间段、少换乘等选项。这些选项都是针对不同维度使用的最短路径算法。 过渡：把迷路的动物送会家后，发现他们没有食物可以吃了，那么下面我们一起进入第三关，去到森林购物商店帮助动物们买一些食物吧！ 在线购物商城 叁 在线购物商城 我们现在来到了森林的百货商店，一起帮助迷路的动物们选择合适的食物吧！ 任务目标： 1、为迷路的动物购买合适的食物 2、文件位置：学生文件 -- 3、森林购物商城【游戏体验】 -- index.html 本页注意事项： 1、图片插入了超链接链接都教师文件夹的 3、森林购物商城【游戏体验】的index.html文件，简单讲解使用过程 本页逐字稿： 我们现在来到了森林的百货商店，一起帮助迷路的动物们选择合适的食物吧！下面请同学们打开学生文件的--3、森林购物商城【游戏体验】--index.html文件，为迷路的动物选择要购买的时候，并说说在使用过程中你发现商店存在什么现象（学生体验） 时间到哪个同学来说说当你点击了购买按钮时，这个森林购物商城存在什么现象?（邀请学生回答） 对！你观察的非常仔细。当我们点击了购买按钮的时候，旁边会给你推荐这个动物类似的其他吃的食物 这是我们在购物的过程当中都会出现的一个现象，那其实这个现象呢，就是涉及到了在线购物的一个推荐算法。 过渡：那这个推荐算法它是如何实现的？接下来我们一起来了解一下吧 在线购物商城 购物推荐算法 1、购物网站的设计者利用推荐算法帮助人们更方便地购物。 2、这些算法会根据个人购买历史、浏览记录和评价等，进行个性化的产品推荐服务，让人们更容易找到想要的商品。 3、算法还可以计算最优价格，帮助配置最佳的优惠方案 在帮助迷路的动物们购买完食物后，发现收银台安装了一个扫描器，在扫描完我们的人脸之后，店员就说我们已经付完款，可以离开商店了 本页注意事项： 有条件的话，可以进行投屏，就是用你的手机淘宝去搜某一个指定的物品，然后点进去具体的详情去看一些基本的记录，加入购物车等等，让这个手机淘宝记住你的一些爱好，然后再重新退出来刷新首页。然后我们就可以看到在首页呢，已经出现了你刚刚看的那个商品，所以这个就是大致的推荐算法 本页逐字稿 其实购物的推荐算法呢，很好理解，就是这些网站的设计者呢，他们会利用这个算法帮助我们更方便的购物。它会根据我们的一些购买历史，浏览记录，还有一些评价进行一些个性化的推荐，甚至还可以帮助我们计算出最优的价格，帮助配置最优的实惠方案。那么我们可以来这个看一个视频（点击播放视频） 播放视频讲解逐字稿： 比如我现在进入到手机淘宝，在搜索栏这里搜索。扫地机器人，然后我们进去之后，浏览一些相关的简单介绍，让这个手机淘宝记住我们的爱好。 完了之后，我们退出这个详情页，在首页这里刷新，我们就可以看到，在首页的第一个位置就已经出现了我们刚刚搜索的扫地机器人，这就是我们在购物的时候，使用了推荐算法给我们推荐的数据 过渡：在帮助迷路的动物们购买完食物后，发现收银台安装了一个扫描器，在扫描完我们的人脸之后，店员就说我们已经付完款，可以离开商店了。这又是用到了什么算法呢？（邀请同学回答） 那下面我们进入到第四关，了解这个刷脸支付到底使用了什么算法吧！ 图像识别秘境 肆 图像识别秘境 图像识别技术 图像输入 将要识别的图像输入到电脑 图像预处理 消除图像中无关的信息 图像特征提取 将图像转换成数据，提取特定数据 图像分类 进行种类预测，用提取的特征和数据进行匹配 结果输出 将识别的结果输出 图像识别年龄游戏体验 文件位置：学生文件--4、图像识别年龄【游戏体验】--图像识别年龄.exe程序 其实我们刚刚使用人脸支付的功能使用的就是图像识别技术的一种类，那么它是如何采集我们信息的呢？一起通过视频来了解一下吧（点击播放视频） 视频中提到图像识别的过程主要包括了5个步骤 第一步是图像识别，谁能告诉大家这一步是做什么的？（邀请学生回答） 回答的非常准确，说明你刚才认真看了这个视频，所以图像输入就是将识别的图像输入到我们的电脑里面 第二步是图像预处理这个词有点专业，有谁理解他是做什么的吗？（邀请学生回答） 完全正确，你能准确说出关键信息，说明你对内容理解的很到位。其实，图像预处理呢，就是消除图像中无关的信息。 那第三步是进行图像特征提取，这一步比较关键，它是要把图像变成什么（邀请学生回答） 回答的非常清楚，你抓住了数据这个核心词很好，也就是说，图像特征提取呢，是将图像转化成数据，提取特定的数据。 第四步进行图像分类，谁来解释一下这一步需要做什么？（邀请学生回答） 总结的很全面，说明你不仅看了，还思考了每一步的作用。那图像分类呢，主要是进行种类预测，用提取的特征和数据进行匹配。 最后一步就是进行结果输出，这个很简单，其实就是将识别的结果输出。 那图像识别技术呢，不仅仅可以用在我们的人脸识别，我们还可以通过这个技术去猜测人的年龄特征以及他的一些心情等等。 接下来我们通过一个程序来简单的体验一下图像识别在识别人的心情年龄上面的一个应用吧（学生体验游戏） 过渡：到这里，恭喜同学们通过了森林冒险游戏，认识了搜索引擎算法、最短路径算法、推荐算法和图像识别算法。其实算法在我们的生活中还有很多的应用，我们可以简单了解他的其他领域 算法其他应用 伍 算法其他应用 艺术 创作 艺术创作正借助算法拓展可能性。数字艺术软件通过算法分析图像特征并生成多样艺术效果，显著降低创作门槛，让每个人都能体验创作的乐趣与惊喜。 体育 运动 智能手表和手机等移动设备通过内置传感器获取运动数据，并借助算法进行分析，帮助人们监测运动时间与强度，从而提升锻炼质量、增添运动乐趣。 医疗 诊断 在医疗诊断领域，算法通过辅助疾病诊断和医学影像分析，提升诊断准确性与治疗方案有效性。它还可加速药物研发中的模拟与筛选过程，为人类健康提供更高效的保障。 首先在艺术创作领域，借助算法拓展可能性。数字艺术软件通过算法分析图像特征并生成多样艺术效果，显著降低创作门槛，让每个人都能体验创作的乐趣与惊喜。 其次在体育运动领域，智能手表和手机等移动设备通过内置传感器获取运动数据，并借助算法进行分析，帮助人们监测运动时间与强度，从而提升锻炼质量、增添运动乐趣。 最后在医疗诊断领域，算法通过辅助疾病诊断和医学影像分析，提升诊断准确性与治疗方案有效性。它还可加速药物研发中的模拟与筛选过程，为人类健康提供更高效的保障。 过渡：那么我们今天的学习之旅也接近尾声啦，一起来复习今天学习的内容吧！ 课堂总结 与练习巩固 陆 课堂总结与练习巩固 算法应用在身边 搜索引擎算法 信息采集、索引与检索、Web接口 最短路径算法 购物推荐算法 图像识别算法 更新到达城市的最短时间 在最短时间的城市继续探索下一个城市 根据用户的个人消费习惯推荐商品 图像输入、图像预处理、图像特征提取、图像分类、结果输出 首先，我们在第一关搜索引擎森林里面探索到的搜索引擎算法，主要包含了信息采集、索引与检索、web接口三个步骤。 其次，我们在送迷路的动物们回家时，接触到了最短路径算法，它主要是包含了更新到达城市的最短时间，以及在最短时间的城市继续探索下一个城市这两个最主要的步骤 在帮迷路的动物们购买食物时，我们接触到了购物的时候会有的一个推荐算法。它主要就是根据用户的个人消费习惯推荐商品。 最后呢，在进行支付的时候，我们又认识了一个图像识别算法，主要包含了图像输入、图像预处理、图像特征提取、图像分类以及结果输出这五个步骤。 过渡：那么，下面我们通过几道练习题来巩固一下今天学习的知识吧 课堂总结与练习巩固 1、搜索引擎算法的第一步是？（ ） A. 索引与检索 B. 信息采集 C. Web 接口 D. 关键词筛选 2、购物推荐算法的作用不包括？（ ） A. 个性化产品推荐 B. 计算最优价格 C. 配置最佳优惠方案 D. 自动付款 3、图像预处理的目的是？（ ） A. 输入图像 B. 消除图像无关信息 C. 提取图像数据 D. 输出识别结果 4、以下不属于算法在艺术创作中的是？ （ ） A. 数字艺术软件生成艺术效果 B. 分析图像特征 C. 降低创作门槛 D. 监测运动强度 1、答案：B 解析：搜索引擎工作原理第一步为信息采集，即定期搜索互联网网页信息并返回服务器，A 为第二步，C 为第三步，D 是用户操作环节，非算法步骤。 2、答案：D 解析：推荐算法可提供个性化推荐、计算最优价格、配置优惠方案，“自动付款” 需结合图像识别（如人脸支付），非推荐算法功能。 3、答案：B 解析：图像预处理的作用是 “消除图像中无关的信息”，A 是第一步目的，C 是图像特征提取目的，D 是结果输出目的。 4、答案：D 解析：D 选项 “监测运动强度” 是算法在体育运动中的应用，A、B、C 均为 PPT 中算法在艺术创作领域的应用内容。 人教版信息科技五年级 第4课 下节课见！ 搜索引擎工作原理 Lavf58.29.100 发明导航算法的人真是个天才啊 Lavf58.29.100 Lavf58.46.101 $