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(共23張PPT)
（浙教版）五年級(jí)
上
第十三課
算法的設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
激趣導(dǎo)入
新知講解
思考-討論
課堂練習(xí)
課堂小結(jié)
課后作業(yè)
新課標(biāo)要求
新課標(biāo)要求
了解算法在解決問題過程中的作用，領(lǐng)會(huì)算法的價(jià)值。能采用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法界定問題、分析問題、組織數(shù)據(jù)、制訂問題解決方案，并對(duì)其進(jìn)行反思和優(yōu)化，使用簡(jiǎn)單算法， 利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)問題的自動(dòng)化求解。能有意識(shí)地總結(jié)解決問題的方法，并將其遷移到其他問題求解中。
以信息社會(huì)日常活動(dòng)中蘊(yùn)含的算法為例，討論在線生活中算法的價(jià)值與局限(包括算法對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的作用等)，及算法對(duì)生活的指導(dǎo)意義。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
激趣導(dǎo)入
在對(duì)問題進(jìn)行分解、抽象、建模后，可以設(shè)計(jì)出問題的具體解決方法，并以此形成算法。
學(xué)校新到一批教材，需要從倉庫運(yùn)送到信息科技教室，準(zhǔn)備讓送貨機(jī)器人來幫忙完成送貨。為了提高運(yùn)送效率，需要設(shè)計(jì)機(jī)器人送貨最短路徑的算法，你會(huì)怎樣設(shè)計(jì)呢？
激趣導(dǎo)入
新知講解
新知講解
問題描述與分解
一
新知講解
一、問題描述與分解
問題描述：從所有可能的路線中，找出一條把教材從倉庫運(yùn)送到信息科技教室總長度最短的路徑。
規(guī)模分解：把全路程規(guī)劃分解成，從起點(diǎn)倉庫到必經(jīng)點(diǎn)風(fēng)雨連廊，再到到信息科技教室兩段路線各自最短路徑的規(guī)劃，最后可以合并兩條最短路徑。
步驟分解：第一步找出從倉庫到風(fēng)雨連廊共有幾條路徑，第二步計(jì)算出每條路徑的路程長度，第三步比較每條路徑的長度，第四步選擇最短的路徑。
新知講解
抽象與建模
二
新知講解
二、抽象與建模
抽象：
（1）把每一個(gè)經(jīng)過點(diǎn)抽象成地圖上的一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)。
（2）把節(jié)點(diǎn)之間彎曲的路抽象成線段。
（3）把節(jié)點(diǎn)之間的路程抽象成具體數(shù)據(jù)。
新知講解
二、抽象與建模
抽象：
新知講解
二、抽象與建模
建模：
對(duì)分解后的兩段路徑分別求解，每種路徑的長度為各段分路程之和。
數(shù)學(xué)關(guān)系模型為：總路程 = 各段分路程之和。
例如，從倉庫到風(fēng)雨連廊有 2 種路徑，分別是 S1=L1+L3，S2=L2+L4。
思考-討論
想一想
利用這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系模型分別計(jì)算，從倉庫到風(fēng)雨連廊，再到信息科技教室這兩段所有路徑的長度。
新知講解
算法設(shè)計(jì)和描述
三
新知講解
三、算法設(shè)計(jì)和描述
自動(dòng)送貨機(jī)器人最短路徑算法描述：先考慮規(guī)模分解后的從倉庫到風(fēng)雨連廊之間的路徑，找出所有可能的路徑，計(jì)算它們的長度，比較后找出長度最短的路徑，按最短路徑執(zhí)行操作。
步驟 1：找出第一條路徑 S1。
步驟 2：找出第二條路徑 S2。
步驟 3：計(jì)算 S1 的總長度。
步驟 4：計(jì)算 S2 的總長度。
步驟 5：比較兩條路徑的長度，選擇長度較短的那條路徑。
新知講解
三、算法設(shè)計(jì)和描述
輸入：L1，L2，L3，L4。
輸出：最短路徑。
1、在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，用于解決特定問題或執(zhí)行特定任務(wù)的有限步驟的有序集被稱為什么？（ B ）
A、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
B、算法
C、程序
D、代碼
課堂練習(xí)
單選題
1、算法設(shè)計(jì)的一般過程包括？（ ABCD ）
A、問題描述與分解
B、抽象與建模
C、算法設(shè)計(jì)
D、算法描述
課堂練習(xí)
多選題
課堂小結(jié)
課后作業(yè)
根據(jù)抽象后的圖例數(shù)據(jù)，你能找出從倉庫到信息科技教室的最短路徑嗎？
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第13課 算法的設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 算法的設(shè)計(jì) 單元 第三單元 學(xué)科 信息科技 年級(jí) 五年級(jí)
教材分析 該教材旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和科技倫理，提升自主可控意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，提升數(shù)字素養(yǎng)與技能，為中學(xué)階段信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。該教材具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 立足核心素養(yǎng)。課程目標(biāo)指向?qū)W生核心素養(yǎng)，主要包括信息意識(shí)、計(jì)算機(jī)思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)斯、信息社會(huì)責(zé)任。2. 堅(jiān)持課程育人。發(fā)揮課程育人功能，著力幫助學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)字時(shí)代的知識(shí)積累與創(chuàng)新方法，引導(dǎo)學(xué)生在使用信息科技解決問題的過程中遵守道德規(guī)范和科技倫理，培育學(xué)生正確世界觀、人生觀、價(jià)值觀，促進(jìn)學(xué)生在數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)世界中健康成長。3. 體現(xiàn)課程體系。注重信息科技知識(shí)體系建構(gòu)，依據(jù)核心素養(yǎng)和學(xué)段目標(biāo)，按照學(xué)生的認(rèn)知特征和信息科技課程的知識(shí)體系，圍繞數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)各學(xué)段學(xué)習(xí)內(nèi)容模塊，體現(xiàn)循序漸進(jìn)和螺旋式發(fā)展。4. 做到理實(shí)并重。強(qiáng)化信息科技學(xué)習(xí)的認(rèn)知基礎(chǔ)，吸納國內(nèi)外信息科技前沿成果，基于數(shù)字素養(yǎng)與技能培育要求，注重基本概念和基本原理學(xué)習(xí)。按照“場(chǎng)景分析一原理認(rèn)知一應(yīng)用遷移”組織課程內(nèi)容，從日常生活、學(xué)習(xí)和工作的信息科技實(shí)踐應(yīng)用出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和探究現(xiàn)象的機(jī)理，學(xué)習(xí)和理解相應(yīng)科學(xué)原理，幫助學(xué)生用所掌握的原理解釋相關(guān)現(xiàn)象或解決相關(guān)問題，提升學(xué)生知識(shí)遷移能力和學(xué)科思維水平，突顯生活化，體現(xiàn)“科”與“技”并重。
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 信息意識(shí)：知道用算法解決問題的一般步驟。初步形成用算法解決問題的思維方式。能夠利用算法思維解決生活問題。2. 計(jì)算思維：在典型的信息科技應(yīng)用場(chǎng)景中，能識(shí)別系統(tǒng)中的輸入、計(jì)算、輸出環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)大的系統(tǒng)可以由小的系統(tǒng)組成。3. 數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：嘗試采用不同方法解決同一問題，能用自然語言、流程圖等方式， 基于算法的順序、分支和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)，正確進(jìn)行問題求解的算法描述。4. 信息社會(huì)責(zé)任：用社會(huì)公認(rèn)的行為規(guī)范進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流，并遵守相關(guān)的法律法規(guī)。
重點(diǎn) 掌握簡(jiǎn)易最短路徑算法的設(shè)計(jì)。
難點(diǎn) 掌握算法設(shè)計(jì)的一般過程。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
激趣導(dǎo)入 【圖片展示+提問】生在對(duì)問題進(jìn)行分解、抽象、建模后，可以設(shè)計(jì)出問題的具體解決方法，并以此形成算法。學(xué)校新到一批教材，需要從倉庫運(yùn)送到信息科技教室，準(zhǔn)備讓送貨機(jī)器人來幫忙完成送貨。為了提高運(yùn)送效率，需要設(shè)計(jì)機(jī)器人送貨最短路徑的算法，你會(huì)怎樣設(shè)計(jì)呢？ 思考、討論 通過提問的方式引發(fā)學(xué)生思考，吸引學(xué)生的注意力。
講授新課 【講授】一、問題描述與分解問題描述：從所有可能的路線中，找出一條把教材從倉庫運(yùn)送到信息科技教室總長度最短的路徑。規(guī)模分解：把全路程規(guī)劃分解成，從起點(diǎn)倉庫到必經(jīng)點(diǎn)風(fēng)雨連廊，再到到信息科技教室兩段路線各自最短路徑的規(guī)劃，最后可以合并兩條最短路徑。步驟分解：第一步找出從倉庫到風(fēng)雨連廊共有幾條路徑，第二步計(jì)算出每條路徑的路程長度，第三步比較每條路徑的長度，第四步選擇最短的路徑。【講授】二、抽象與建模抽象：（1）把每一個(gè)經(jīng)過點(diǎn)抽象成地圖上的一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)。（2）把節(jié)點(diǎn)之間彎曲的路抽象成線段。（3）把節(jié)點(diǎn)之間的路程抽象成具體數(shù)據(jù)。建模：對(duì)分解后的兩段路徑分別求解，每種路徑的長度為各段分路程之和。數(shù)學(xué)關(guān)系模型為：總路程 = 各段分路程之和。例如，從倉庫到風(fēng)雨連廊有 2 種路徑，分別是 S1=L1+L3，S2=L2+L4。【想一想】利用這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系模型分別計(jì)算，從倉庫到風(fēng)雨連廊，再到信息科技教室這兩段所有路徑的長度。【講授】三、算法設(shè)計(jì)和描述自動(dòng)送貨機(jī)器人最短路徑算法描述：先考慮規(guī)模分解后的從倉庫到風(fēng)雨連廊之間的路徑，找出所有可能的路徑，計(jì)算它們的長度，比較后找出長度最短的路徑，按最短路徑執(zhí)行操作。步驟 1：找出第一條路徑 S1。步驟 2：找出第二條路徑 S2。步驟 3：計(jì)算 S1 的總長度。步驟 4：計(jì)算 S2 的總長度。步驟 5：比較兩條路徑的長度，選擇長度較短的那條路徑。輸入：L1，L2，L3，L4。輸出：最短路徑。 聽講 教師通過講授課程內(nèi)容，向?qū)W生傳授知識(shí)。學(xué)生通過聽講和觀察，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。另外，通過小組交流，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
課堂練習(xí) 思考并回答 培養(yǎng)學(xué)生分析問題及語言表達(dá)能力；根據(jù)學(xué)生的答題情況實(shí)時(shí)掌握其知識(shí)的掌握情況。
課堂小結(jié) 一、問題描述與分解二、抽象與建模三、算法設(shè)計(jì)和描述 知識(shí)回顧 對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和梳理，幫助學(xué)生更好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。
板書 聽講、做筆記（記錄重點(diǎn)內(nèi)容）。 幫助學(xué)生梳理所學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，有利于學(xué)生把握重點(diǎn)，起到深化鞏固的作用。
課后作業(yè) 【作業(yè)布置】根據(jù)抽象后的圖例數(shù)據(jù)，你能找出從倉庫到信息科技教室的最短路徑嗎？ 接收并記錄作業(yè) 讓學(xué)生通過課外作業(yè)的形式復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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