資源簡(jiǎn)介

《算法的設(shè)計(jì)》教學(xué)設(shè)計(jì)
路廣 陳志將
一、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
在設(shè)計(jì)算法時(shí)，首先要根據(jù)問(wèn)題的初始條件和目標(biāo)要求，明確算法的輸入和輸出；其次需要考慮算法的計(jì)算過(guò)程，包括算法的選擇、數(shù)據(jù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，以及所需要使用的控制結(jié)構(gòu)等；最后要把設(shè)計(jì)出來(lái)的算法用自然語(yǔ)言或流程圖的形式描述出來(lái)。因此本課安排了“確定輸入與輸出”“設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程”“算法的描述”三個(gè)部分內(nèi)容。
本課編排旨在引導(dǎo)學(xué)生在前三節(jié)課對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分解、抽象、建模的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)“最短距離”問(wèn)題的算法，使這個(gè)問(wèn)題能用計(jì)算機(jī)解決。要求學(xué)生根據(jù)之前所學(xué)的內(nèi)容構(gòu)思出算法的設(shè)計(jì)過(guò)程，并進(jìn)行討論。
二、學(xué)情分析
五年級(jí)學(xué)生能在簡(jiǎn)單問(wèn)題解決過(guò)程中有意識(shí)地把問(wèn)題劃分為多個(gè)可解決的小問(wèn)題，初步接觸了問(wèn)題的分解及解決問(wèn)題的步驟。五年級(jí)上冊(cè)前兩個(gè)單元用自然 言與流程圖描述了多個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題解決的算法，使學(xué)生了解了順序與分文兩個(gè)基本控制結(jié)構(gòu)的概念與特點(diǎn)，為本單元深入剖析計(jì)算思維打下良好的思維基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo) 核心素養(yǎng)指向
1.通過(guò)最短距離算法的設(shè)計(jì)，了解設(shè)計(jì)算法的一般過(guò)程。 2.通過(guò)同一個(gè)問(wèn)題不同算法的設(shè)計(jì)，體驗(yàn)同一個(gè)問(wèn)題可以使用多種算法來(lái)解決的過(guò)程。 【信息意識(shí)】 能對(duì)看到、體驗(yàn)到的問(wèn)題進(jìn)行梳理和簡(jiǎn)單推導(dǎo)，將其轉(zhuǎn)換成算法設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。 【計(jì)算思維】 同一個(gè)問(wèn)題不同算法的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)意，提升學(xué)生的計(jì)算思維。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：知道設(shè)計(jì)算法的一般流程
教學(xué)難點(diǎn)：知道設(shè)計(jì)算法的一般流程
五、課前準(zhǔn)備
學(xué)習(xí)任務(wù)單、極域電子教室、課件
六、學(xué)習(xí)過(guò)程
（一）情境引入
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
情境引入，揭示課題 引出問(wèn)題，組織討論 引導(dǎo)學(xué)生思考最短路徑規(guī)劃問(wèn)題中如何用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題，思考如何設(shè)計(jì)求解最短距離算法。 激起學(xué)生思考熱情，初步了解算法設(shè)計(jì)步驟。
（二）新知講授
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
環(huán)節(jié)一 【了解算法設(shè)計(jì)的步驟】 引出主題，提出目標(biāo) 在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、抽象、建模后，需要進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，然后用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題。算法設(shè)計(jì)一般要經(jīng)歷確定輸入與輸出、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程和描述算法等步驟。 提出本節(jié)課目標(biāo)：掌握算法設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。 環(huán)節(jié)二 【確定輸入與輸出】 1.播放視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考最短路徑問(wèn)題中輸入的內(nèi)容是什么，輸出的內(nèi)容是什么。 2.小組討論：引導(dǎo)學(xué)生小組間討論，以小組匯報(bào)最短路徑問(wèn)題中的輸入和輸出。 3.引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：在“最短距離”算法中，輸入的是七小段路線的距離，用變量L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7表示;輸出的是最短距離Smin。 4.實(shí)踐探究：引導(dǎo)學(xué)生試一試如何表示倉(cāng)庫(kù)到信息科技教室的最短路徑。 環(huán)節(jié)三 【設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程】 1、引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：例如，在最短路線問(wèn)題中，把問(wèn)題分解為兩個(gè)規(guī)模較小的子問(wèn)題，這兩個(gè)子問(wèn)題相互獨(dú)立且與原問(wèn)題的性質(zhì)相同，先求出子問(wèn)題的最短距離，再合并得到所有路線的最短距離。 2引導(dǎo)學(xué)生思考如果從整體考慮路線，在不進(jìn)行規(guī)模分解的情況下，算法的計(jì)算過(guò)程又是怎么樣的？ 3.引導(dǎo)學(xué)生小組探究，分享討論結(jié)果，以小組為單位進(jìn)行匯報(bào)。 環(huán)節(jié)四 【算法的描述】 展示兩個(gè)自然語(yǔ)言描述的算法，思考有什么不同； 完善流程圖，完成任務(wù)單。 掌握概念，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行合作探究。 在理解概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐探究，嘗試描述問(wèn)題算法的輸入與輸出 激發(fā)學(xué)生思維，讓學(xué)生梳理用自然語(yǔ)言表述算法、用流程圖描述算法。
（三）歸納總結(jié)
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
學(xué)生展示完成后的學(xué)習(xí)任務(wù)單 學(xué)生談?wù)勥@節(jié)課的收獲 學(xué)生總結(jié)與自評(píng)(共14張PPT)
/第13課 算法的設(shè)計(jì)
五上信息技術(shù)
小組討論
前幾節(jié)課中，我們一起討論有關(guān)機(jī)器人送貨最優(yōu)路徑問(wèn)題，請(qǐng)同學(xué)們思考一下，要用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題，應(yīng)該做什么呢？
分析問(wèn)題
問(wèn)題抽象
建立模型
？
算法
分析問(wèn)題
問(wèn)題抽象
建立模型
設(shè)計(jì)算法
任務(wù)一
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P56，思考一下算法設(shè)計(jì)有哪些步驟？
算法的設(shè)計(jì)
一、確定輸入與輸出
二、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程
三、算法的描述
確定輸入輸出
確定輸入輸出
一、確定輸入與輸出
二、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程
三、算法的描述
請(qǐng)同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)單上完成任務(wù)二。
確定輸入輸出
最短距離算法 輸入： L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 七小段的距離
輸出 最短距離Smin
設(shè)計(jì)過(guò)程
基本算法的選擇
數(shù)據(jù)間的關(guān)系
使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
算法設(shè)計(jì)的步驟
算法設(shè)計(jì)的步驟
首先，把問(wèn)題分解成規(guī)模較小的子問(wèn)題。
然后，在各自分段的所有路線中，找到最短的那條路線。
用到距離計(jì)算模型、較短距離比較模型、順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)。
算法的描述
算法的描述
任務(wù)三、請(qǐng)同學(xué)們完善分段規(guī)劃算法的而流程圖。
標(biāo)題算法的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單
班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名：
任務(wù)一：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P56，思考一下算法設(shè)計(jì)有哪些步驟？
1、
2、
3、
任務(wù)二：請(qǐng)同學(xué)們觀看視頻之后，填寫(xiě)下面的表格。
最短距離算法
輸入：
輸出
任務(wù)三：請(qǐng)同學(xué)們完善分段規(guī)劃算法的流程圖。
教學(xué)樓
走廊
L5(10m)
L1(170m
L3(100m)
L7(50m）
倉(cāng)庫(kù)
連廊
L2230m)
L6(30m）
L4(150m)
信息科技教室
體育館
開(kāi)始
步驟1：輸入L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7。
輸入L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7
步驟2：S1=L1+L3。
S1=L1+L3
S2=L2+L4
步驟3：S2=L2+L4。
Smin1=S1
步驟4：賦初值Smin1=S1。
否
<$2步驟5：如果S2比Smin1小，Smin1=S2。
是
Smin1=S2
步驟6：S3=L5+L7。
S3-L5+L7
S4=L6
步驟7：S4=L6。
Smin2=S3
步驟8：賦初值Smin2=S3。
步驟9：如果S4比Smin2小，Smin2=S4。
是
Smin2=S4
圖
步驟10：Smin=Smin1+Smin2。
Smin=Smin1+Smin2
輸出Smin
步驟11：輸出Smin。
結(jié)束

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