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

2026-05-07
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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 $

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