第五单元 算法的效率 第2课 不同算法的效率（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2课 不同算法的效率 教学目标 （一）信息意识 1.认识到同一问题可以用不同算法解决，理解算法的选择直接影响解决问题的效率，形成 “择优选择高效算法” 的信息处理意识。 2.了解高效算法在生活中的广泛应用（如导航、数据查询），体会算法优化对提升服务质量的重要性。 （二）计算思维 1.能通过猜数游戏、查数实验，对比随机猜数、顺序猜数与二分法猜数（或枚举法与二分法查数）的效率差异，理解二分法的核心思想 —— 通过不断缩小范围减少执行次数。 2.能根据“最少次数”“最多次数”和“运行时间”等数据，分析不同算法的效率高低，初步形成算法效率的比较与评价思维。 （三）数字化学习与创新 1.能运行教材中的“猜数游戏”和“查数程序”，记录不同算法的执行次数和运行时间，并进行对比分析。 2.能尝试设计高效算法（如用等差数列求和公式替代循环累加），解决 “1+2+…+100”的问题，培养算法优化与创新能力。 （四）信息社会责任 1.在小组合作游戏和实验中，学会分工协作、交流分享数据与发现，培养合作探究的精神。 2.体会高效算法对社会发展的推动作用，理解追求高效、优化算法是负责任的数字化态度，初步形成严谨、高效的问题解决习惯。 教学重点 通过对比实验，理解不同算法解决同一问题时的效率差异，认识二分法等高效算法的优势。 教学难点 理解二分法的核心逻辑，能分析并解释不同算法效率差异的原因，初步建立算法优化的意识。 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“查数程序”） 3.课堂学习单（含游戏记录单、实验数据记录表、算法效率对比表） 4.数字卡片（1-10）、导航路线对比图、算法效率数据卡片 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，激发思考（5分钟） 1.创设情境：展示导航APP的三条路线，提问：“同样从家到学校，为什么导航会推荐不同路线？哪条更高效？” 2.引出问题：猜数游戏中，不同的猜法效率会不一样吗？今天我们就来学习《不同算法的效率》。 3.组织教材 “议一议” 活动：“1-10的猜数游戏中，有几种猜法？” 引导学生说出随机猜、顺序猜、中间数猜等方法。 1.对比导航路线，思考 “高效” 的含义，激发对效率的兴趣。 2.参与讨论，分享自己想到的猜数方法，带着问题进入新课。 通过生活中的导航情境导入，自然过渡到算法效率的话题，同时结合教材 “议一议” 活动，激发学生的探究欲望。 二、游戏体验，初步对比（10分钟） 1.组织教材 “做一做” 活动： 同桌游戏：分别用 “随机猜数”“顺序猜数”“二分法猜数” 三种方法玩1-10的猜数游戏，记录猜的次数。 程序体验：运行Scratch“猜数游戏”程序，体验不同猜法的执行过程。 2.数据分享：请学生分享记录的猜数次数，引导学生发现不同方法的差异。 3.讲解三种猜法：随机猜数、顺序猜数、二分法猜数，重点讲解二分法的核心逻辑（取中间数，缩小范围）。 1.同桌合作完成三种猜数游戏，记录猜数次数。 2.运行程序，体验不同猜法的执行过程。 3.分享数据，对比不同方法的猜数次数差异，理解二分法的优势。 通过教材中的游戏和程序体验，让学生亲身体验不同算法的效率差异，为后续的对比分析打下基础。 三、数据分析，理解规律（8分钟） 1.展示教材中的 “10个数/100个数的猜数结果” 表格，提问：“从‘最多次数’看，哪种算法效率更高？” 2.引导分析：对比随机猜数、顺序猜数和二分法猜数的 “最少次数”“最多次数”，得出结论：在相同问题规模下，二分法的最多次数最少，效率最高。3.组织教材 “想一想” 讨论：“只依据3次猜数的结果，能判断哪种算法更高效吗？” 引导学生理解单次实验的偶然性，需要多次实验看整体规律。 1.分析表格数据，对比三种算法的最多次数，理解二分法的优势。 2.参与讨论，理解单次实验的偶然性，认识到效率分析需要看整体规律。 通过教材中的数据表格，引导学生进行理性分析，从 “体验” 上升到 “规律总结”，深化对算法效率的理解。 四、实验探究，验证差异（12分钟） 1.布置教材“实验室”实验：体验“枚举法查数”和“二分法查数” 的效率差异，在有序数列中查找数字“17711”。 2.演示实验： 讲解 “枚举法查数”：从第一个数开始逐个查找，直到找到目标数。 讲解 “二分法查数”：不断取中间数缩小查找范围。 演示程序运行，用计时器记录两种方法的运行时间。 3.学生实验：运行程序，记录两种方法的运行时间，完成学习单上的实验数据记录表。 4.思考交流：“两种方法哪种用时更少？为什么？” 引导学生得出结论：二分法查数效率更高。 1.明确实验任务，理解两种查数算法的逻辑。 2.运行程序，记录两种方法的运行时间。 3.整理实验数据，对比分析，验证二分法的效率优势。 4.参与交流，理解二分法高效的原因（缩小范围，减少步骤）。 通过教材中的查数实验，让学生用更严谨的数据验证不同算法的效率差异，培养数据收集、分析和归纳的能力。 五、拓展应用，总结提升（7分钟） 1. 组织教材 “议一议” 讨论：“设计算法时，如何提高效率？” 引导学生说出：减少不必要的步骤、控制循环次数、选择合适的算法等。 2. 拓展挑战：教材中的 “1+2+…+100 求和”挑战，引导学生对比循环累加和等差数列求和公式两种算法的效率差异。 3.生活拓展：分享导航APP、搜索引擎等生活中高效算法的应用案例，体会算法优化的价值。 4.课堂小结：回顾本节课的重点内容，梳理不同算法的效率差异和优化方法。 1.参与讨论，分享提高算法效率的方法。 2.尝试设计高效的求和算法，对比不同方法的效率。 3.聆听生活中的算法应用案例，体会算法优化的价值。 4.回顾本节课的知识，梳理学习脉络。 通过讨论、挑战和生活拓展，让学生将知识应用到实际问题中，深化对算法效率和优化的理解，同时体会算法在生活中的重要作用。 六、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：生活中还有哪些地方用到了高效算法？和家人分享你的发现。 3.尝试用二分法解决 “猜商品价格” 的问题。 1.记录作业，巩固课堂所学。 2.课后思考生活中的高效算法，延伸探究兴趣。 通过作业巩固课堂所学，同时引导学生将知识与生活联系起来，激发后续探究兴趣。 板书设计 第2课 不同算法的效率 一、同一问题，不同算法 猜数游戏：随机猜、顺序猜、二分法猜 查数问题：枚举法、二分法 二、效率对比（相同问题规模下） 二分法的“最多次数”最少 → 效率最高 原因：不断缩小范围，减少执行步骤 三、如何提高算法效率？ 1.减少不必要的步骤 2.控制循环次数 3.选择合适的算法（如二分法） 四、生活中的高效算法 导航、搜索引擎、数据排序…… 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，能亲身体验并对比不同算法的效率差异，大部分学生能理解二分法的优势。生活拓展环节有效激发了学生的兴趣，让学生体会到算法优化的价值。 2.待改进之处：部分学生对二分法的逻辑理解仍有困难，尤其是在缩小范围的过程中容易出错。后续可以增加更多二分法的分步演示，帮助学生理解其核心思想。 3.后续调整：可以增加更多算法优化的案例（如排序算法），让学生更全面地体会不同算法的效率差异，同时引导学生尝试自己设计高效算法，培养创新能力。 学科网（北京）股份有限公司 $