2.1猜数“魔法”之线性查找（教学设计）2026-2027学年五年级上册川教版信息科技

该小学信息科技教学设计聚焦线性查找算法核心知识，以“魔法学院猜数游戏”导入，从100张打乱纸牌查找目标数的问题出发，通过缩小规模至10张卡片，激活学生“逐个查找”的生活经验，为后续二分查找学习搭建认知支架。 资料特色在于情境化与游戏化融合，以小组数字卡片猜数活动让学生动手体验线性查找过程，通过记录查找次数培养数字化学习与创新能力，结合10万亿数据查找时间计算分析效率，渗透计算思维，帮助学生理解算法逻辑，教师可直接使用丰富活动设计提升课堂互动性。

川教版《信息科技》五年级上册（2024年版） 第二单元 算法“魔法”大赛 第1节《猜数“魔法”之线性查找》 精 品 教 学 设 计 教材版本 义务教育教科书《信息科技》五年级上册，四川教育出版社（2024年版） 所属单元 第二单元 算法“魔法”大赛 课题名称 第1节《猜数“魔法”之线性查找》 授课年级 五年级（第三学段：5—6年级） 课 型 新授课（起始课 · 种子课） 课时安排 1课时（40分钟） 课标依据 《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》第三学段“身边的算法”模块 教学环境 多媒体教室（建议桌椅按4人一组摆放，教室前方留出游戏活动区） 执教教师 授课班级 / 时间 一、教材分析 本课是川教版《信息科技》五年级上册第二单元《算法“魔法”大赛》的起始课，属于《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》“身边的算法”模块中“查找与排序”的重要内容。教材以“魔法学院猜数游戏”为情境，引导学生从 100 张打乱的纸牌中查找目标数，通过“缩小问题规模”的方法，探究线性查找（顺序查找）的算法原理。本课旨在让学生体验线性查找的思维过程，理解其“按顺序逐个查找”的核心思想，并能初步分析其效率特征，为下一课学习更高效的二分查找做铺垫。 二、学情分析 五年级学生在生活中经常有“找东西”的经验，如从书包里找一本书、从笔盒里找一支笔，对“逐个查找”有丰富的感性认识，但尚未将其抽象为系统的算法方法。学生已在前面的学习中认识了算法、能用自然语言和流程图描述简单算法，并了解顺序、分支、循环三种基本结构。本课将通过游戏化的活动，帮助学生将这种生活经验上升为“线性查找法”的算法认识，并初步渗透“算法效率”的概念。 三、教学目标（核心素养导向） 【信息意识】认识到查找是生活中常见的问题，算法可以帮助我们更高效地查找；初步形成根据数据特点选择合适查找算法的意识。 【计算思维】理解线性查找（顺序查找）的算法原理：按照数列顺序，逐个向后查找；能用自然语言描述线性查找的过程；能分析线性查找在最好情况和最坏情况下的查找次数。 【数字化学习与创新】能通过“魔法学院猜数”游戏活动体验线性查找的过程，并用语言描述其算法逻辑；能借助记录表收集、整理小组活动数据。 【信息社会责任】在小组游戏中培养合作意识和公平竞争精神；在交流展示中学会倾听与表达，尊重他人的算法思路。 四、教学重难点 教学重点：理解线性查找“按顺序逐个查找”的算法原理，能用自然语言描述查找过程。 教学难点：能分析线性查找的效率——最好情况、最坏情况下的查找次数，初步体会数据规模对算法效率的影响。 五、教学准备 教师：多媒体课件（科技风，16:9）、数字卡片 1~10 各一张（大号，可磁吸）、小组活动记录表、板书磁贴。 学生：教材、铅笔、练习本；小组材料：数字卡片 1~10（每组一套）、记录表。 环境：具备投影设备的信息科技教室，座位按 4~6 人小组排列。 六、教学过程 环节一：情境导入，激发兴趣（约 5 分钟） 教师活动 学生活动 1. 创设情境：“欢欢收到了“算法魔法大赛”的邀请函，来到神秘的魔法学院。博士爷爷拿出 100 张纸牌，每张写着一个不同的数（1~100），然后打乱平铺在桌上。” 2. 提出问题：“博士爷爷说了一个数 56，谁能最快找到这张牌？你打算怎么找？” 3. 请 2~3 位学生分享找牌方法，适时板书关键词。 4. 揭示课题：“大家的方法其实就是一种查找算法。今天我们就来学习第一种查找“魔法”——线性查找。”过渡：“100 张牌太多，我们先从 10 张开始，看看能不能发现其中的规律。” 设计意图 1. 聆听情境介绍，进入“魔法学院”的游戏氛围。 2. 思考查找方法，举手分享。（如“一张一张翻”“从左往右看”） 3. 明确本课学习主题，产生探究兴趣。 关键提问 通过“魔法学院猜数游戏”的情境创设，激发学习兴趣，激活学生“找东西”的生活经验；从 100 张牌缩小到 10 张，体现“缩小问题规模”的探究方法。 如果要找的数字在最后一张，你需要翻几次？有什么感受？ 环节二：探究新知，建构概念（约 18 分钟） 教师活动 学生活动 1. 出示 10 张数字卡片：15、57、3、9、7、82、36、11、64、28，提出问题：“在这个数列中查找 7，你会怎么找？” 2. 演示线性查找过程：从第 1 张开始，依次翻开每张牌，与目标数 7 比较；找到第 5 张时停止。 3. 引导学生归纳特点：“从第一张开始，一张一张按顺序查找，直到找到目标数。” 4. 板书定义：按照数列的顺序，一个一个地向后查找，直到找到目标数的方法，叫做线性查找法（也叫顺序查找法）。 5. 结合实例讲解“数列”概念：数按照一定的次序排列，就组成了数列。 6. 出示新数列，让学生分别查找 15 和 68，数一数查找次数；追问：如果有 N 个数，线性查找最少需要几次？最多呢？ 设计意图 1. 观察教师演示，跟随查找过程，说出“翻第 1 张、不是，翻第 2 张、不是……”。 2. 在记录表上记录每次翻牌的位置与结果。 3. 归纳线性查找特点：“按顺序一个一个找”。 4. 完成查找 15、68 的练习；讨论得出：最少 1 次，最多 N 次。 关键提问 通过逐步演示，让学生清晰看到线性查找的完整过程；通过问题引导，让学生自主归纳算法特点；渗透“算法效率”概念，为后续对比做铺垫。 线性查找一定要从第 1 张开始吗？如果从最后一张往前找，还算不算线性查找？ 环节三：计算分析，感受效率（约 10 分钟） 教师活动 学生活动 1. 讲解：假设计算机每查找 1 次需要 4 微秒。 2. 出示数据：如果有 10 万亿个数，用线性查找法，最坏情况需要查找多少次？需要多少时间？ 3. 引导学生分步计算：10 万亿次 × 4 微秒 = 40 万亿微秒 = 40,000,000 秒 ≈ 463 天。 4. 追问：“463 天才能找到，你觉得这个效率怎么样？有没有更好的方法？”为下一课做铺垫。 设计意图 1. 聆听教师讲解计算机查找速度的概念。 2. 跟随教师进行逐步计算，记录换算过程。 3. 感受 463 天的震撼，体会线性查找在数据量大时的低效，激发对更高效算法的学习期待。 关键提问 通过具体的数据计算，让学生从量化角度感受线性查找的效率局限，建立“算法效率”意识。 如果数据量变成 100 万亿，最坏情况需要多少天？（约为 4630 天，约 12.7 年） 环节四：小组活动，游戏体验（约 5 分钟） 教师活动 学生活动 1. 发放活动材料：每组 10 张数字卡片（1~10 打乱顺序）、记录表。 2. 说明规则：一人当“博士爷爷”随机说出一个目标数，其他组员用线性查找法翻牌，记录翻牌次数。 3. 巡视指导，关注学生是否按顺序查找、是否准确记录。 4. 组织 1~2 组汇报查找结果，引导发现“位置越靠前，次数越少”。 设计意图 1. 小组合作完成猜数游戏。 2. 在记录表中填写目标数与翻牌次数。 3. 参与汇报，倾听他组经验，完善自己的认识。 关键提问 通过动手实践，让学生在玩中学、做中学，将抽象的算法过程转化为可观察、可记录的操作体验。 你们组找到目标数最少用了几次？最多用了几次？和数列中的位置有什么关系？ 环节五：课堂总结，布置作业（约 2 分钟） 教师活动 学生活动 1. 提问总结：“今天我们学习了什么查找方法？核心思想是什么？优点和缺点分别是什么？” 2. 教师总结并板书：线性查找法简单易懂，适合数据量小或目标靠前的情况；数据量大时效率低。 3. 布置分层作业。 设计意图 1. 回答问题，梳理本课核心知识。 2. 记录作业要求。 总结梳理本课核心知识，为下一课“二分查找”埋下伏笔。 七、板书设计 第二单元 算法“魔法”大赛 第一节 猜数“魔法”之线性查找 一、什么是线性查找法？ 按数列顺序，一个一个地向后查找 二、查找过程 从第 1 个开始 → 比较 → 相等：结束 ↓ 不相等 继续下一个 三、效率分析 最好情况：1 次（目标在第 1 位） 最坏情况：N 次（目标在最后或不存在） 数据量大时，效率很低！ 八、作业设计 （一）基础作业 用自然语言描述线性查找的算法过程（不超过 80 字）。 完成教材 P45“巩固拓展”中的查找练习，写出查找次数。 （二）实践作业（选做） 在家中找一件物品（如一本书、一支笔），记录你查找它用了多少步，并思考能否用更快的策略。 和家长一起玩“猜数”游戏：用 10 张扑克牌或纸片，体验线性查找过程。 九、教学反思（课后填写） （提示：本环节供授课教师课后根据课堂实际填写，可从以下角度反思：学生是否能准确描述线性查找的算法过程？在“最好/最坏情况”分析中，学生是否存在理解困难？小组活动时间是否充足？计算“10 万亿数据 463 天”是否真正触动了学生对算法效率的感受？下一课导入时应如何自然衔接二分查找？） 学科网（北京）股份有限公司 $