第三单元 用算法解决问题 课件-2026-2027学年信息科技五年级全一册人教版

该小学信息科技课件围绕“用算法解决问题”主题，通过移位密码、二分法猜数、闰年判断等案例，系统展示算法的基本控制结构及应用。以“探秘小队城堡冒险”情境导入，衔接算法结构与描述的前期知识，后续延伸至算法优势，提供流程图、凯撒密码同心圆教具、二分法可视化示意图等学习支架。 其亮点在于情境化任务驱动与游戏化学习结合，如互传密信、猜数游戏等活动，培养信息意识（信息安全讨论）和计算思维（二分法范围抽象、闰年多分支逻辑）。融入Python编程验证算法，采用小组合作与多元评价（自评、教师评价、“城堡守卫人”角色任务），助力学生提升逻辑思维与数字化创新能力，教师可直接应用于教学，提高课堂效率。

用算法解决问题 目 录 01 单元教学内容规划 02 单元学习目标设计 03 单元知识思维导图 04 单元学习任务设计 05 单元学习评价设计 06 学情分析 07 单元学习进程设计 08 课时设计 01 单元教学内容规划 1.课标要求 (1)借助学习与生活中的实例，体验身边的算法，理解算法是通过明确的、可执行的操作步骤描述的问题求解方案，能用自然语言、流程图等方式描述算法。 (2)结合生活中的实例，了解算法的顺序、分支和循环三种基本控制结构，能分析简单算法的执行过程与结果。 (3)通过真实案例，知道算法步骤的执行次数与问题的规模有关，观察并体验采用不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别。 (4)针对简单问题，尝试设计求解算法，并通过程序进行验证。 (5)以信息社会日常活动中蕴含的算法为例，讨论在线生活中算法的价值与局限(包括算法对知识产权保护的作用等)，及算法对生活的指导意义。 1.课标要求 本单元以“用算法解决实际问题”为主线，通过加密、搜索、判断三类典型问题，融合算法思维、编程实践与信息安全教育，旨在培养学生逻辑分析能力、代码实现技能及解决现实问题的综合能力。 本单元之前已经学习了算法的结构与描述，之后要进一步学习算法的优势，本单元围绕“用算法解决问题”，从前面学习中对算法的了解深入到应用算法解决问题的体验中，启承后续发挥算法的优势，是算法在解决问题中应用的初步体验。本单元四个课时三个模块的内容由浅入深，从简单到复杂，具体来说： 2.本单元学习内容的组织线索 用算法解决问题 算法结构与描述 发挥算法的优势 2.本单元学习内容的组织线索 第9课移位密码：通过凯撒密码的加密解密，理解循环结构与边界处理（如字母循环移位）。 目标：建立对算法规则（如密钥、循环移位）的直观认知。 第10课二分法猜数：从游戏化情境中抽象出道二分法查找的对象、范围和判断条件，分析算法效率与数据规模的关系。 目标：培养学生对算法优化的敏感性，理解算法对生活的指导意义。 第11-12闰年判断：通过多分支条件（如“能被4整除但不能被100整除，或能被400整除”），逐步掌握复杂逻辑判断算法的输入、条件以及输出。 目标：强化条件判断的逻辑严谨性，进一步通过程序验证算法。 02 单元学习目标设计 单元学习目标设计 1.了解移位密码及其算法，知道明文与密文的关系，了解加密算法在保护信息安全方面的意义。 2.了解二分法的基本思想，结合二分法了解算法的效率与数据规模之间的关系。 3.进一步认识算法的分支结构，学会从问题情境中提取关键因素、确定判断条件，知道判断条件对算法执行结果的影响。 4.认识Python中分支结构的判断条件与程序执行路径的关系，体会用计算机解决问题的基本方法。 03 单元知识思维导图 单元内容结构 单元知识思维导图 04 单元学习任务设计 1.大主题 本单元围绕“用算法解决问题”的主题，结合典型问题，运用算法的基本控制结构来解决实际问题。通过学习明确用算法解决问题需要提取问题的关键因素，确定解决问题的相关因素，忽略非必要因素，清晰地认识问题、准确地描述问题。学习过程中通过分析问题的已知信息、求解目标、条件关系来解决问题。 用算法解决问题 关键能力：提取问题关键因素、确定条件、描述算法、实践应用 核心方法：结合数学分解方法（已知信息→求解目标→条件关系） 2.大情景 五年级的学生组成“探秘小队”，来到一座神秘古老的城堡。传说城堡中藏着能解答一切奥秘的“智慧之书”…… 探秘小队的城堡冒险 3.大任务 寻找智慧之书 用移位密码打开城堡的大门 开启智慧之门 用二分法从图书馆借到藏有宝藏线索的书 图书馆寻书 用判断平年闰年的方法打开宝箱 开启神秘宝箱 05 单元学习评价设计 单元评价量表 用算法解决问题单元评价量表 评价内容 水平描述 同伴互评 教师评价 ★ ★★ ★★★ 移位密码 正确描述移位规则 加密/解密结果完全正确 能举例说明信息安全的重要性 ☆☆☆ ☆☆☆ 二分法寻书 清晰描述二分法寻书的步骤 能解释二分法的查找条件和范围，并完成简单任务。 合理用二分法解决问题 ☆☆☆ ☆☆☆ 判断闰年平年 正确描述判断闰年与平年的算法，知道算法的输入、判断处理中的条件以及输出 能正确补全多分支结构判断闰年 能正确补全关购买火车票的多分支结构程序，并说出程序的意义 ☆☆☆ ☆☆☆ 每位同学化身城堡守卫，运用移位密码、二分法和多条件判断等知识设置闯关的各个关卡。 单元评价设计二——我是城堡守卫人 06 学情分析 学情分析 1.学习基础： (1)前一单元学习了算法的结构和描述，知道算法的三种结构，能用流程图表示； (2)尝试编写过简单的Python程序，了解输入输出函数的用法； (3)数学中学习过闰年平年的相关知识； (4)五年级学生开始具备逻辑思维。 2.学习困难: (1)五年级学生逻辑思维发展不成熟，抽象概念理解困难，对移位密码XYZ的移位理解困难，对二分法“每次缩小一半范围”的思想缺乏直观感受； (2)Python基础薄弱，对代码的学习时间较少，且间隔时间长。 学情分析 3.学习兴趣点： 五年级的学生对游戏化和互动性强的活动兴趣浓厚。 4.支持策略： (1)用凯撒密码同心圆教具演示循环移位； (2)用二分法猜数过程示意图可视化二分法范围缩小的过程; (3)提供脚手架，包括流程图和代码填空的模板。 07 单元学习进程设计 本单元以“用算法解决问题”，通过对所求解问题的算法描述与设计，观察执行步骤，讨论执行路径，判断算法是否解决了指定问题，了解算法与程序之间的关系，知道编写程序的目的是实现、验证算法。学习路径分为三个阶段： 单元学习路径规划 01 02 03 直观认知 建立对算法规则（如密钥、循环移位）的直观认知。 抽象认知 程序验证 培养学生对算法优化的敏感性，理解算法对生活的指导意义。 强化条件判断的逻辑严谨性，进一步通过程序验证算法。 单元结构 直观认知 抽象认知 程序验证 08 具体课时教学设计 第1课时 用移位密码打开城堡的大门 第2课时 用二分法从图书馆借到藏有宝藏线索的书 第3课时 用判断平年闰年的方法打开宝箱 第4课时 用程序打开更多宝箱，拿到智慧之书 课时教学设计 【学习目标】 1.初步了解移位密码的基本规则，看懂用流程图描述的移位加密算法，知道明文与密文的关系。 2.了解加密算法在保护信息安全方面的意义，提升信息安全意识。 【教学重难点】 1.教学重点：移位密码的加密算法，加密算法在保护信息安全方面的作用。 2.教学难点：移位密码的加密算法。 【教学准备】 教师准备：探秘小队城堡冒险动画、凯撒密码同心圆教具、凯撒密码视频、任务单、3*3方格纸、4*4方格纸 学生准备：笔 【评价任务】 1.说出探秘小队城堡寻宝的各个任务。 2.说出凯撒密码的加密过程，补充流程图。 3.完成小组的解密任务。 第1课时《开启智慧之门》 观看动画：五年级的学生组成“探秘小队”，来到一座神秘古老的城堡。传说城堡中藏着能解答一切奥秘的“智慧之书”。“探秘小队”用移位密码打开城堡大门，在城堡图书馆用二分法快速找到标有线索的书籍，用判断闰年平年的方法打开刻有年份的宝箱，最终获取了“智慧之书”。 评价活动： 说一说探秘小队城堡寻宝的各个任务。 预设及补救： 学生描述中带有不相关因素，任务内容概括性不强。教师给予提示和纠正，强化对任务环节的理解。 环节一：情境导入 学习活动： 1.学习微课《凯撒密码》。 2.用自然语言描述凯撒密码的加密过程。 3.四人一组，其中一人给出密文，其他三人独立解密，重复4次。 评价活动： 1.提问回答视频中的问题：hglqexujk代表什么意思？ 2.提问回答自然语言描述算法。 3.小组解密填写任务单。 预设及补救： 1.学生无法给出hglqexujk的解密信息，教师提问原因（不知道移动位数） 2.学生对算法描述不准确，教师在任务单上给出流程图，让学生根据流程图进一步进行描述。 3.凯撒密码同心圆教具演示循环移位。 环节二：认识简单的移位密码 学习活动： 1.学习中文移位密码规则。 2.两人一组，按照统一的规则加密信息，将明文和密文写在两张方格纸中，互传后解密破译。 规则：把原文放入3*3或4*4的方格中，将奇数列的文字依次下移2行。 评价活动： 将解密结果填到任务单上，与对方的原文方格纸对照完成自评，填写评价量表。 预设及补救： 1.学生可能自己变换规则，教师PPT展示规则并进一步强调。 2.根据学生思维情况选择4*4方格或3*3方格。 环节三：互传中文密信 学习活动： 小组讨论信息加密与信息安全，关注以下几个问题： 1.为信息加密时，在字母表中改变移动的位数，如果不是移动三位，而是移动五位、七位等，是不是更安全？ 2.如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？ 3.加密时，把英文字母替换成指定中文段落中的文字，或者把中文替换成字母表中指定的字母，是不是更安全？ 评价活动： 小组指定一人进行汇报。 预设及补救： 学生对信息安全的知识储备少，允许借助AI生成观点。 环节四：信息加密与信息安全 【学习目标】 1.通过图书馆寻书游戏认识二分法，从具体情境中确定二分法查找的对象、范围和判断条件。 2.了解二分法在生活中的应用，知道用二分法解决实际问题，体会用算法解决问题的优势。 【教学重难点】 1.教学重点：从具体情境中确定二分法查找的对象、范围和判断条件，用二分法解决实际问题。 2.教学难点：用二分法解决实际问题。 【教学准备】 教师准备：教学课件、任务单、猜数程序、监控视频 学生准备：提前熟悉猜数过程 第2课时《图书馆寻书》 “探秘小队”成功打开了城堡的大门，在岩石上发现了一行模糊的字迹，写着“恭喜你们！宝藏的线索秘密就在……号书里”，“探秘小队”来到图书馆前，输入书号获取标有线索的书籍。输入的书号不正确，系统会给出“大了”、“小了”的提示，如果错误次数超过7次，系统将锁定。 评价活动： 说出寻书的过程。 预设及补救： 学生描述中带有不相关因素，教师给予概括。 环节一：情境导入 学习活动： 1.两人一组，进行猜数游戏。 2.两组讨论游戏策略。 3.思考如何快速缩小范围，阅读二分法的定义。 评价活动： 1.记录猜数的过程和次数。 2.回答任务单问题：猜数的范围越来越 。 预设及补救： 学生对二分法“每次缩小一半”缺乏直观感受，教师用二分法猜数过程示意图可视化二分法范围缩小的过程。 环节二：体验猜数游戏 学习活动： 1.描述二分法查找数据的算法。 比较归纳：猜数范围分别为1-10、1-100、1-1000时使用二分法查找需要的次数，感受二分法的效率。 2.两人一组，扩大猜数的范围，用二分法进行猜数游戏。 评价活动： 1.记录范围分别为1-10、1-100、1-1000时使用二分法查找每次范围的跨度。 预设及补救： 1.给出二分法流程图，结合流程图进行分析描述。 2.分别给出范围为1-10、1-100、1-1000时二分法猜数过程示意图。 环节三：二分法的算法描述 学习活动： 1.用二分法快速找到拿错快递的人。 2.体验配套资源中的猜数游戏程序，两人一组，一人修改目标数后运行程序，另一人猜。 评价活动： 说出查找的对象、范围和判断条件。 预设及补救： 对于看不懂程序的学生给出提示：程序的第一行的语句是设定要猜的数。 环节四：拓展提升——用二分法解决问题 【学习目标】 1.进一步学习分支结构，体验多分支结构的应用，感受用算法解决问题的过程。 2.通过描述判断闰年与平年的算法，知道算法的输入、判断处理中的条件以及输出。 【教学重难点】 1.教学重点：判断闰年算法的描述，多分支结构的进一步认识。 2.教学难点：多分支结构。 【教学准备】 教师准备：课件、闰年动画、任务单 学生准备：课前回顾流程图的基本知识 第3课时《打开宝箱》 “探秘小队”拿到了藏有宝藏线索的书，根据书里的线索找到了宝藏。在宝藏的每个箱子上有一个4位的数字，“探秘小队”猜测这个数字是一个年份，而箱子的密码就藏在这个数字里。 “探秘小队”询问了一位长者，长者告诉“探秘小队”箱子的密码就是箱子上数字所表示的年份的天数。 评价活动： 说说一年有多少天。 环节一：情境导入 预设及补救： 针对学生回答情况进行补充调整。 学习活动： 1.学习闰年动画总结规则。 2.小组讨论“四年一闰，百年不闰，四百年又闰” 。 评价活动： 1.说出闰年的判断规则。 2.闰年一年有 天。 3.判断老师展示的年份是否是闰年，填写任务单。 预设及补救： 学生可能“百年不闰，四百年又闰”理解不到位，教师任务单用表格对比1900年和2000年的差异，强化规则记忆。 环节二：认识判断闰年的规则 学习活动： 1.用自然语言描述判断闰年与平年的算法。 2.用流程图描述的判断闰年与平年的算法，并梳理算法的执行过程。 给出一些年份，如1900、2008、2033、2400，让学生讨论每个年份执行的判断路径和结果。 评价活动： 1.补充流程图空白处的判断条件，梳理算法的执行过程。 2.流程图使用了 结构。 预设及补救： 学生可能填写两个判断条件顺序不同，判断执行路径时按照统一的流程图。 环节三：描述判断闰年与平年的算法 学习活动： 1.学习分支结构的应用，解决购买火车票问题。 评价活动： 1.补充流程图空白处的判断条件，梳理算法的执行过程。 预设及补救： 学生可能填写两个判断条件顺序不同，判断执行路径时按照各自的流程图判断。 环节四：迁移应用 【学习目标】 1.认识Python中的多分支结构语句，能够补全多分支结构的程序并运行，验证算法。 2.初步了解利用多分支结构解决问题的过程，逐步培养解决问题的思维能力。 【教学重难点】 1.认识实现多分支结构的程序语句； 2.明确分支结构中的判断条件。 【教学准备】 教师准备：教学课件、任务单、Python环境、动画演示素材 学生准备：复习闰年判断规则、Python基础知识。 第4课时《寻找智慧之书》 “探秘小队”成功打开了标有2024年份的宝箱，他们想用程序继续打开剩下的宝箱。 展示一些年份，让学生判断是否是闰年，巩固学生对闰年判断规则的理解。 评价活动： 通过举手回答或随机点名方式，检查学生对闰年规则的复述准确性。 预设及补救： 学生可能在原来的基础上有提升，比如描述成：“如果一个年份能被4整除而且不能被100整除或者能被400整除，则是闰年，否则是平年。” 为方便程序实现，教师依然将规则理顺成：1.如果一个年份能被4整除但不能被100整除，那么这一年就是闰年；2.如果一个年份能被400 整除，那么这一年也是闰年；3.否则，这一年就是平年。 环节一：情境导入 学习活动： 1.阅读“根据气温给出适当穿衣建议”的程序，认识“if…elif…else ”语句。 评价活动： 1.说出程序的含义。 2.完成任务单的流程图，对照流程图说说if…elif…else语句的作用。 预设及补救： 环节二：认识多分支结构程序 学习活动： 讲解多分支结构的概念，强调在Python中依据多个不同条件给出不同结果的程序结构就是多分支结构。 2. 打开Python文件，根据所给的代码进行修改 通过观察教师展示的流程图，理解多分支结构的执行过程。 学生能够用自然语言准确描述流程图。 能够根据流程图完成闰年平年判断进一步的程序编写。 若学生对多分支结构概念模糊，教师结合具体程序案例，用不同颜色标注不同分支，帮助学生理解；对于编程困难的学生，教师提供更细致的步骤引导，如先写出关键代码片段，让学生模仿补充完整。 环节三：验证判断闰年与平年的算法 布置课堂任务：“请同学们根据流程图，进一步修改扩充程序，判断输入的年份是否是闰年，并输出相应的结果。” 与小组同学交流自己的程序，互相学习和改进。 提供一些测试数据，如2023、2024、2000等，让学生验证自己的程序。 巡视学生的完成情况，及时给予反馈和指导。 独立完成课堂任务，编写程序判断年份是否是闰年。 用测试数据验证自己的程序，确保程序的正确性。 预设学生独立完成课堂任务，程序正确，能用测试数据验证程序。 补救措施为若学生无法独立完成任务，教师巡视时针对具体问题进行一对一指导；若程序存在错误，引导学生对照流程图和测试数据，逐步排查错误；对于普遍存在的问题，进行集中讲解。 环节二：讲授新课 出示完整算法流程图和完成程序，说明：多个if……elif……else语句嵌套，实现多分支结构程序，在实现多分支结构程序时，根据判断条件的先后顺序编写程序。 独立完成课堂任务，编写程序判断年份是否是闰年。 用测试数据验证自己的程序，确保程序的正确性。 预设学生独立完成课堂任务，程序正确，能用测试数据验证程序。 补救措施为若学生无法独立完成任务，教师巡视时针对具体问题进行一对一指导；若程序存在错误，引导学生对照流程图和测试数据，逐步排查错误；对于普遍存在的问题，进行集中讲解。 环节二：讲授新课 强调多分支结构的重要性和应用场景，鼓励学生在今后的学习中继续探索和应用。 学生用自己的话总结多分支结构的特点和应用场景。 布置开放性问题：“除了闰年判断，生活中还有哪些场景可以用多分支结构解决？”，要求学生举例并简单说明算法思路。 预设学生能清晰总结多分支结构特点和应用场景，举例合理且算法思路清晰。 补救措施为若学生总结不清晰，教师引导学生回顾课堂内容，用关键词提示帮助总结；若举例不合理或算法思路混乱，教师给出正确示例，引导学生重新思考并再次举例。 环节三：总结提升 我理解的大单元教学 合适的才是最好的 大单元教学实现的路径 合适的目标、合适的教学案例、合适的教学方式 知识是素养的基础，素养是知识的升华 课标分析、教材分析、目标制定、学情分析、情景案例、选择方法 知识和素养的关系 学习目标 目标需要贴合课程标准、学情基础和学科核心素养，不同的案例在不同的学习阶段目标是不一样的。例如二分法的学习在本单元目标和下单元出现目标将不同。 本单元《用算法解决问题》： 1.通过猜数游戏认识二分法，从具体情境中确定二分法查找的对象、范围和判断条件。 2.了解二分法在生活中的应用，知道用二分法解决实际问题，体会用算法解决问题的优势。 下单元《发挥算法的优势》： 1.了解用循环结构解决问题时的重复过程。 2.知道解决同一个问题可以有不同的算法，不同的算法具有不同的效率。 合适的才是最好的 50 案例需紧密联系学生生活经验和认知水平，降低理解门槛。本单元的移位密码、用二分法猜数、判断闰年与平年等案例都涉及基本的数学知识和方法。这些知识和方法可以作为学生设计、运用算法解决问题的基础，有利于学生借助原有知识经验用计算思维解决熟悉的问题，学习新的知识与技能。 判断闰年与平年的案例主要是进一步学习分支结构，体验多分支结构的应用，感受用算法解决问题的过程。假设学生对闰年的规则不了解，或者在其他教学情境中很难与此算法进行联系，可以换成其他的教学案例，例如成绩等级评定、快递运费计算、个人所得税计算、交通信号灯通行规则等。 合适的才是最好的 学习案例 51 教学方式需根据内容特点和学生需求灵活调整。大单元教学提升学习兴趣、培养综合能力，传统教学知识传授效率高，两种非对立，实践中应根据学科特点、学情和目标灵活结合使用。 问题： 合适的才是最好的 教学方式 52 知识→应用→反思→内化→素养 知识和素养的关系 时间 知识是素养的基础，没有脱离知识的素养；素养是知识的升华，是知识经过应用、反思、内化形成的。 大单元教学的优势在于提供一个真实的任务，让学的快的学生有机会学得更深。 53 01 02 03 06 05 04 课标分析 教材分析 学情分析 选择方法 情景案例 目标制定 大单元教学实现的路径 看懂教材编排逻辑，梳理知识。 精准定位学习起点与难点。 紧密结合学情构建螺旋上升的目标体系。 创设贯穿始终的真实任务。 匹配多元学习需求的策略体系。 可以按 “知识生成逻辑” 重组内容，根据学情能不重组就不重组，把精力放在课堂上。 54 感谢您的垂听！ $