第10课 猜数游戏有捷径（教学设计）信息科技人教版五年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦二分查找算法，以“小侦探破解密码箱”情境导入，通过猜数游戏体验、算法步骤梳理到生活案例迁移，搭建从具象操作到抽象思维的学习支架，衔接问题解决思路与后续编程逻辑。 特色在于情境贯穿与素养融合，借助“破解密码箱”“寻找宝藏”等程序体验培养数字化创新与实践能力，通过“查找丢失快递”案例迁移算法应用，提升计算思维与信息意识。游戏化教学与分层探究让抽象算法直观化，助力学生掌握高效解决问题方法，为教师提供清晰可操作的教学方案。

第 10 课《猜数游戏有捷径》教学设计 一、教学设计理念 本设计紧扣新课标 “素养为本” 的核心导向，立足信息科技学科 “用算法解决问题” 的核心目标，遵循 “情境驱动、实践探究、思维进阶” 的教学逻辑。以 “小侦探破解密码箱” 的趣味情境为线索，将抽象的二分查找算法转化为可操作、可体验的实践活动，践行 “做中学、思中学” 的教学理念。通过游戏体验、算法探究、生活迁移等环节，将信息意识、计算思维、数字化创新与实践、信息社会责任等核心素养有机融入教学，引导学生感受算法的实用性与高效性，培养用科学方法解决问题的习惯，契合新课标中 “提升数字思维与创新能力” 的要求。 二、教学内容分析 本课是人教版五年级信息科技第三单元 “用算法解决问题” 的第 10 课，是算法入门的基础内容。教材通过 “猜数游戏”“二分查找算法”“二分法解问题”“课堂总结练习” 四个模块，由浅入深地引导学生理解二分查找的核心思想与操作步骤。教学内容以游戏体验为切入点，通过破解密码箱、寻找宝藏等数字化实践活动，帮助学生掌握 “取中间数 — 比较 — 缩小范围 — 重复” 的算法流程，同时结合 “查找丢失快递” 的生活案例，实现算法知识的迁移应用。本课既是对 “问题解决” 思路的具体落地，也为后续学习更复杂的算法和编程逻辑奠定基础，具有承上启下的重要作用。 三、教学对象分析 五年级学生已具备一定的数字认知和逻辑思维能力，能够理解 1-1000 范围内的数字大小关系，熟练操作计算机完成基础程序的体验的操作。该年龄段学生好奇心强、竞争意识浓厚，对 “侦探”“密码破解” 等趣味情境充满兴趣，乐于参与游戏化的学习活动。但他们对 “算法” 概念较为陌生，抽象思维能力有限，难以直接理解 “二分” 的核心逻辑，需要通过具象化的操作和生活化的案例逐步引导。此外，学生个体差异较大，部分学生逻辑推理能力较强，部分学生则需要更多实践体验和小组互助才能掌握，教学中需兼顾不同层次学生的需求。 四、教学目标 （一）信息意识 1. 能感知二分查找算法在数字化场景中的应用价值，识别算法解决问题的优势。 1. 了解算法与生活、科技的紧密联系，激发对算法学习的兴趣和探索欲望。 （二）数字化创新与实践 1. 能熟练操作 “破解密码箱”“进阶密码箱”“寻找大宝藏” 等配套程序，完成算法体验与实践任务。 1. 能运用二分查找算法解决数字化场景中的问题，尝试记录算法执行过程，提升数字化实践能力。 （三）计算思维 1. 能理解二分查找算法的核心思想，归纳 “取中间数 — 比较 — 缩小范围 — 重复” 的基本流程。 1. 能运用二分法逻辑分析简单的生活问题，初步形成 “化繁为简、逐步缩小范围” 的问题解决思维。 （四）信息社会责任意识 1. 感受算法在提高问题解决效率中的作用，认识科学方法对生活和工作的积极影响。 1. 在小组合作中培养沟通协作意识，树立 “合理运用技术和方法解决问题” 的科学态度。 五、教学重难点 教学重点 1. 理解二分查找算法的核心思想 —— 每次将查找范围缩小一半。 1. 掌握二分查找算法的基本步骤，能运用该算法解决简单的查找问题。 教学难点 1. 能灵活运用二分查找算法，根据 “大了”“小了” 的反馈准确缩小查找范围。 1. 能将二分法逻辑迁移到生活场景中，解决实际问题。 六、教学策略 1. 情境教学法：创设 “小侦探破解密码箱” 的贯穿式情境，通过任务驱动激发学生的学习主动性。 1. 游戏体验法：设计多轮算法体验游戏，让学生在动手操作中直观感受算法流程，突破抽象概念理解难点。 1. 分层探究法：从 “1-100 密码破解” 到 “1-1000 进阶挑战”，再到 “生活问题迁移”，逐步提升探究难度，适应学生思维进阶规律。 1. 小组合作法：设置小组讨论、互助探究环节，鼓励学生分享思路、互相启发，共同攻克学习难点。 七、教学资源准备 1. 硬件：多媒体教室、学生计算机（每人一台）、投影仪、音响设备。 1. 软件：教材配套程序体验文件（破解密码箱 index.html、进阶密码箱 index.html、寻找大宝藏 index.html）。 1. 其他资源：教学课件（PPT）、算法探究单、课堂练习题、“查找丢失快递” 生活案例图片 / 视频。 八、教学步骤（1 课时，40 分钟） 教学环节 教 师 讲 解 学 生 活 动 设 计 意 图 情景导入 （5分钟） 你是“小侦探学院”的一名学员。今天，你接到一个神秘任务： 在一个数字保险箱中，藏有一份重要文件，密码是一个1~100之间的数字。你需要在最短时间内猜出这个数字，打开保险箱，完成任务！ 过渡：如何在最短的时间内猜出保险箱的数字呢？下面我们一起来试一试！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、师生互动 通过 “小侦探猜密码” 情景导入，激发学生探究兴趣，引出用高效方法猜 1 - 100 数字密码的任务 新课讲授 （30分钟） 一、体验猜数游戏 本页注意事项：这里破解密码有两个版本。一个版本每个破解的密码都是随机的，一个版本破解的密码固定是42，可以自己选择用哪一个。学生文件的破解密码答案是固定的，为42.如果想要换成随机密码，可以用教师文件的 1、破解密码箱【程序体验】-- index【随机版】.html 我上课用的是固定密码42。 你需要在最短的时间内猜出密码箱的密码。已知密码箱的密码范围是1-100之间。 那么同学们可以打开学生文件 -- 1、破解密码箱【程序体验】-- index.html尝试破解密码，并且思考以下两个问题： 首先第一个问题就是：在破解密码箱密码的游戏中，已知信息是什么？第二个问题是：在猜密码的过程中，都有哪些判断的依据作为辅助？ 下面同学们带着这两个问题一起来破解密码箱的密码吧！（学生体验） 时间到，哪个同学来说说说你破解的密码箱的密码是什么？（邀请同学分享） 在破解密码箱密码的游戏中，你知道的信息是什么？（密码范围在:1-100之间） 你在破解密码是42的过程中，都有哪些提示？简单说说你破解的过程（邀请同学分享-会有密码太小、密码太大、破解成功提示） 过渡：所以在听了这个同学的分享后，针对这个破解密码箱的游戏，我们可以总结出一些规律。 首先我们知道：如果猜出的密码不正确，猜密码的范围就可以根据所猜密码的位置逐渐缩小，直到找到符合的密码为止。 并且我们还发现：猜密码的范围越小，破解密码箱密码的可能性就越大。 那么到底存不存在一个算法可以帮助我们快速缩小猜数范围呢？（邀请同学说说自己的想法） 其实如果我们想要快速缩小范围的话，我们可以使用二分法。 过渡：那么到底什么是二分法呢？ 二、二分查找算法 本页注意事项：二分法过程分析插入了超链接链接到教师文件的2、二分法分析【过程分析】--index.html网页，如果点击无效可能是链接地址更换了，重新插入即可。讲解的时候，每次都是找中间值去进行比较 本页逐字稿： 所谓的二分发其实是一种高效的搜索算法，适用于在有序数据中查找目标数。通过将查找范围不断分成两半，并与目标值进行比较，选取目标值所在的那一半，从而迅速缩小查找范围。 比如，当我们在1至100的自然数中，要猜测的数是 58 时，用二分法来猜，第1次猜50，然后继续细分，最多只需猜4次，就可以把范围缩小为51至61，再进一步细分，很快就会获得答案。 我们可以通过一个简单的程序来分析二分法查找到58的这个过程（点击二分法过程分析文字，跳转到对应的网页，结合网页简单解析过程） 过渡：在明白了二分法的基本分解过程后，下面我们要一起来破解另外一个谜题！ 本页注意事项：固定答案为791.如果要每个同学不一样的答案，可以用教师文件夹的另外一个版本。 现在你需要破解升级版的密码箱，密码的范围变成了：1-1000范围之间 那么同学们可以尝试用二分法破解进阶版密码箱，将破解结果记录到探究单上 下面请同学们打开1、学生文件--3、进阶密码箱【程序体验】--index.html开始破解进阶版的密码箱吧！ （完成之后可以邀请学生分享自己的探究成果，如果没时间记录也没关系） 过渡：在听了上面几个同学的分享后，发现他们都能够找到二分法的精髓就是直接找到每次范围的中间值去查找。那么我们一起来梳理二分查找的整个过程！ 首先第一步取数：取中间数与要查找的数比较，如果两者相等，则查找成功；这是最幸运的情况 如果第一次没有查找道，我们需要进行比较。① 中间数大于查找数，则范围变成中间数左边； ② 中间数小于查找数，则范围变成中间数右边 最后呢，我们需要一直重复以上两个步骤，直到找到满足条件的数为止，这就是我们的二分查找基本过程。 过渡：其实二分查找出了可以运行在破解密码上，我们还可以运用到查监控上，不信我们一起去看看！ 三、二分法解问题 在早上8时到晚上8时之间，快递员放在小区货架上的一箱货物不知道被谁错拿了，但有监控摄像头一直可以拍摄到这个货架。现在需要查看监控视频，找到拿错快递的人。 如何快速查找丢失的快递？（邀请同学说说自己的看法） 过渡：我们可以尝试用二分法去查找 首选第一步：取数。首先查看视频的中间处（下午14时）视频监控。如果不在，嫌疑人就可以锁定在下午2点这个时间段取快递人的。 如果还在的话，我们进行第二步，比较：继续查看后半段视频的中间处（下午17时）视频监控。如果不在，嫌疑人就可以锁定在下午17点这个时间段取快递人的。 以此类推，不断缩小查看的范围，直到找到快递最后丢失的时间段为止。 这就是二分法在生活中的世纪应用，但是同学们请记住，二分法只只用于数据有序的情况。 过渡：我们今天的案件也破解得差不多了，一起来看看今天破解案件过程中学习的知识点吧！ 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手实践 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 让学生体验猜数游戏，明确游戏规则和操作路径，为后续探究二分法铺垫实践基础。 通过两个问题引导学生思考猜数的已知信息和判断依据，助力学生理解二分法的逻辑前提。 总结规律，帮助学生初步建立对 “缩小范围以高效解决问题” 的认知。 明确二分查找算法的定义和过程，结合例子让学生直观理解其在有序数据中高效查找的特点。 设置升级版密码箱任务，让学生运用二分法实践，深化对算法的掌握并记录探究结果 详细讲解二分法的步骤，使学生清晰掌握 “取数、比较、重复” 的操作流程。 以 “查找错拿快递的监控” 为例，引导学生思考二分法在实际生活场景的应用，拓展思维。 结合快递案例，分步解析二分法的应用过程，帮助学生掌握将算法迁移到实际问题的方法。 课堂总结 （3分钟） 二分法是一种高效的搜索算法，适用于在有序数据中查找目标数 通过将查找范围不断分成两半，选取合适范围，从而缩小查找范围 过渡：通过几道练习题来巩固今天的知识吧！ 1、答案：C 解析： 二分法通过比较中间值，将查找范围缩小到目标值所在的那一半。 2、答案：B 解析： 二分法通过不断将查找范围对半分来快速逼近目标。 3、答案：B 解析： 范围在51至75之间，中间值是63 4、答案：B 解析： 每次比较后，可以排除一半的范围。 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 梳理课堂知识要点，帮助学生系统回顾凯撒密码的核心内容，强化知识体系。 以练习题形式检测学生对知识的掌握程度，巩固重点、突破难点。 课后拓展 （2分钟） 听说在某处藏有宝藏，你能否有二分法查找到宝藏的位置呢~快来一起体验吧！ 1、拓展提升 通过 “侦探寻宝推理” 拓展练习，让学生运用二分法查找宝藏位置，巩固算法知识，提升在实际场景中运用二分法解决问题的能力。 九、教学板书 第10课 猜数游戏有捷径——二分查找算法 一、核心思想：每次将查找范围缩小一半 二、基本步骤： 1. 取中间数 2. 比较判断（大了/小了/成功） 3. 缩小范围 4. 重复操作 三、适用场景：有序数据（数字、时间、页码等） 四、优势：高效、快速解决查找问题 十、教学反思 （一）成功之处 1. 情境创设贴合五年级学生兴趣，“小侦探” 任务贯穿始终，有效调动了学生的学习积极性和参与度。 1. 注重实践体验，通过多轮程序操作让抽象算法具象化，帮助学生逐步理解二分法逻辑，突破教学难点。 （二）改进方向 1. 部分学生在缩小范围时容易出现偏差（如取中间数错误），可在探究单上增加 “中间数计算提示”，帮助学生准确执行算法。 1. 小组讨论时间可适当调整，给思维较慢的学生更多表达和求助机会，确保全员参与探究过程。 十一、学生评价 （一）过程性评价 1. 程序操作表现（30%）：能否熟练操作三款配套程序，准确执行算法步骤。 1. 课堂参与度（30%）：是否积极参与小组讨论、主动分享思路，能否回应教师提出的问题。 （二）终结性评价 1. 课堂练习题正确率（10%）：基础知识点的掌握情况。 1. 拓展应用表现（10%）：能否将二分法逻辑迁移到生活案例中，合理分析解决问题。 （三）评价方式 采用 “学生自评 + 小组互评 + 教师评价” 相结合的方式，以鼓励性评价为主，重点关注学生的思维过程和实践能力，帮助学生发现自身优势与不足，增强学习自信心。 学科网（北京）股份有限公司 $