第五单元 算法的效率 第1课 问题规模与算法步骤的执行次数（教学设计）-2025-2026学年五年级下册信息科技苏科版

课时编号 备课时间 上课时间 课　　题 第五单元 算法的效率 第1课 问题规模与算法步骤的执行次数 教学目标 （一）信息意识 1.能通过猜数游戏、累加计算等实例，感知问题规模（如数字个数、累加项数）对算法步骤执行次数的影响，初步形成 “问题规模影响算法效率” 的信息意识。 2.认识到算法效率是衡量程序优劣的重要指标，形成在解决问题时主动考虑效率的意识。 （二）计算思维 1.能理解问题规模的概念，知道算法步骤的执行次数与问题规模直接相关，能分析不同问题规模下算法步骤的执行次数变化。 2.能通过对比分析，归纳出 “问题规模越大，算法步骤执行次数越多” 的规律，初步形成算法效率的比较思维。 （三）数字化学习与创新 1.能运行“猜数游戏”和“累加程序”，记录不同问题规模下算法步骤的执行次数（如猜数次数、循环次数），并进行对比分析。 2.能根据实验数据，总结问题规模与执行次数的关系，培养数据收集、分析和归纳的数字化学习能力。 （四）信息社会责任 1.在小组合作游戏和实验中，学会与他人分工协作、交流分享，培养合作探究的精神。 2.体会算法优化的必要性，理解高效算法能节省资源、提升效率，初步形成追求高效、负责任的数字化态度。 教学重点 理解问题规模的概念，感知问题规模对算法步骤执行次数的影响，能通过实验数据总结两者的关系。 教学难点 理解问题规模与算法执行次数的内在联系，能区分问题规模的本质（如数字个数而非数值大小），初步建立算法效率的概念。 教学方法 情境教学法、游戏教学法、实验探究法、小组合作法、对比分析法 教学准备 1.多媒体课件、苏科版教材 2.Scratch软件（提前安装并调试，预设好 “猜数游戏” 和 “累加程序”） 3.课堂学习单（含游戏记录单、实验数据记录表） 4.数字卡片（1-10）、不同问题规模的对比卡片 教　学　过　程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、情境导入，游戏激趣（7分钟） 1.创设情境：展示猜数游戏情境，提问：“老师心里想了一个1-10 的数，谁来猜一猜？如果改成 1-100，1-1000呢？猜起来有什么不一样？” 2.组织教材 “做一做” 活动： 同桌游戏：准备 1-10 数字卡片，打乱后反扣，一人抽卡片，另一人猜数，记录猜的次数。 师生互动：和学生玩 1-10、1-100 的猜数游戏，引导学生发现猜数次数的变化。 3.引出课题：为什么数字范围变了，猜的次数会不一样？今天我们就来学习《问题规模与算法步骤的执行次数》。 1.参与猜数游戏，感受不同数字范围下猜数的难度变化。 2.同桌合作完成卡片猜数游戏，记录猜数次数。 3.思考游戏中的差异，带着问题进入新课。 通过教材中的游戏活动导入，激发学生的学习兴趣，让学生在体验中初步感知问题规模对执行次数的影响。 二、探究新知，理解概念（10分钟） 1.讲解概念： 问题规模：出数范围内数字的个数，而非数字的大小。如1-10和 11-20的问题规模都是10。 算法步骤执行次数：算法中重复操作的次数，如猜数游戏中 “猜” 的次数。 2.组织教材 “议一议” 讨论：“将出数范围从 1-10 变成 11-20，会影响猜的次数吗？变成 1-100 呢？” 引导学生对比分析，理解问题规模的本质。 3.运行 “猜数游戏” 程序：展示程序，讲解计数变量的作用，运行不同范围的程序，记录猜数次数。 1.学习问题规模和执行次数的概念，理解两者的关系。 2.参与讨论，对比不同范围下的猜数次数，理解问题规模的本质。 3.观察程序运行，理解计数变量的作用，记录不同问题规模下的执行次数。 通过讲解、讨论和程序演示，帮助学生理解核心概念，纠正对问题规模的误解，建立两者关系的初步认知。 三、实验探究，验证规律（15 分钟） 1.布置教材“实验室”实验：探究 “求从1累加到任意自然数的和” 的算法，观察问题规模与执行次数的关系。 2.演示程序：展示 “累加程序”，讲解循环次数与输入自然数的关系（如输入 5，循环执行 5 次）。 3.学生实验： 运行程序，分别输入 5、10、20，记录循环执行的次数。 完成学习单上的实验数据记录表，对比分析数据变化。 4.思考交流：“输入的数值越大，计算机运算时间越长，这是为什么？” 引导学生总结：问题规模越大，算法步骤执行次数越多，耗时越长。 1.明确实验任务，理解累加程序的循环逻辑。 2.运行程序，输入不同的自然数，记录循环次数。 3.整理实验数据，对比分析，总结问题规模与执行次数的关系。 4.思考并交流实验现象，理解问题规模对算法效率的影响。 通过教材中的实验活动，让学生亲身体验问题规模对执行次数的影响，培养数据收集、分析和归纳的能力，深化对规律的理解。 四、拓展应用，巩固提升（5分钟） 1.拓展思考：生活中还有哪些例子体现了问题规模对执行次数的影响？（如：整理10本书和100 本书的时间、查找10个学生和 100个学生的信息） 2.对比分析：引导学生对比猜数游戏和累加程序的规律，理解不同算法中问题规模与执行次数的关系。 3.课堂小结：回顾本节课的重点内容，梳理问题规模与算法步骤执行次数的关系。 1.结合生活实例，思考并分享问题规模对效率的影响。 2.对比不同算法的规律，深化对概念的理解。 3.回顾本节课的知识，梳理学习脉络。 通过生活实例拓展，让学生将知识与生活联系起来，巩固所学内容，同时为后续算法效率优化的学习铺垫。 五、布置作业，延伸探究（3 分钟） 1.完成学习单上的实验数据整理和分析。 2.思考：如果要优化猜数游戏，减少猜的次数，有什么办法？（如二分法猜数） 1.记录作业，为后续学习做准备。 2.思考优化方法，激发后续探究兴趣。 通过作业巩固课堂所学，同时设置拓展问题，为下节课的算法优化学习埋下伏笔。 板书设计 第1课 问题规模与算法步骤的执行次数 一、核心概念 1.问题规模：算法中处理的数据量（如数字个数、累加项数） 2.执行次数：算法中重复操作的次数（如猜数次数、循环次数） 二、关系规律 问题规模越大→算法步骤执行次数越多→耗时越长 三、实例 1.猜数游戏：1-10（规模10）→最多猜10次；1-100（规模100）→最多猜100次 2.累加程序：输入5 → 循环5次；输入20 → 循环20次 教学反思 1.成功之处：通过教材中的游戏和实验活动，学生的参与度很高，能在体验中感知问题规模对执行次数的影响。大部分学生能理解问题规模的概念，并通过实验数据总结出两者的关系。 2.待改进之处：部分学生对问题规模的本质（如数字个数而非数值大小）理解仍有偏差，后续可以增加更多对比案例（如 1-10 和 101-110 的对比），帮助学生深化理解。 3.后续调整：下节课可以引入二分法猜数，让学生体验不同算法在解决同一问题时执行次数的差异，为算法效率优化的学习做好铺垫。 学科网（北京）股份有限公司 $