資源簡介

第六課《猜數(shù)字算法設(shè)計》教學(xué)設(shè)計
一、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
本課是浙江省小學(xué)信息技術(shù)六年級上冊第一單元《算法實(shí)現(xiàn)》第6課。教材包括二塊內(nèi)容：猜數(shù)字的抽象與建模，算法的設(shè)計。本課內(nèi)容以前五課的教學(xué)為基礎(chǔ)，第一課學(xué)生了解了計算機(jī)用算法解決問題的基本過程，第二課學(xué)生利用雞兔同籠問題學(xué)會了問題的抽象與建模，第三課學(xué)習(xí)用流程圖進(jìn)行算法設(shè)計，第四課學(xué)生了解了算法實(shí)現(xiàn)可以用的計算機(jī)語言，并且了解python程序運(yùn)行的環(huán)境，認(rèn)識了基本的輸入輸出語句，以及賦值語句。第五課學(xué)習(xí)了運(yùn)用python編寫雞兔同籠問題的代碼，體驗(yàn)了代碼編寫，調(diào)試程序的過程，完善算法。第六課以前五課為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)以猜數(shù)字為實(shí)例進(jìn)行算法設(shè)計綜合應(yīng)用。本課注重問題引領(lǐng)下根據(jù)游戲規(guī)則建立數(shù)學(xué)模型，建模完成后引導(dǎo)學(xué)生完成循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)流程圖算法設(shè)計，并增加了游戲規(guī)則改變后該如何修改算法設(shè)計的拓展，提升學(xué)生解決問題的意識，助力學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展。
二、學(xué)情分析
本課學(xué)習(xí)對象為六年級的學(xué)生，他們在五年級學(xué)習(xí)了scratch；通過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備圖形化編程能力，前5課學(xué)習(xí)了計算機(jī)運(yùn)用算法解決問題的基本過程，為本課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。同時，他們善于合作，樂于表達(dá)，初步具備問題分析能力，但由于獨(dú)立算法設(shè)計難度較大，學(xué)生理解起來會有一定難度。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo) 核心素養(yǎng)指向
1.通過猜數(shù)字游戲，進(jìn)行小組討論、交流分享，總結(jié)猜數(shù)字游戲的規(guī)則，學(xué)會抽象關(guān)鍵要素。 2.通過抽象內(nèi)容，學(xué)習(xí)利用表格建立模型。 3.通過猜數(shù)字游戲?qū)嵗瑢W(xué)習(xí)用利用循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行算法設(shè)計。 【信息意識】 在完成任務(wù)過程中，有意識地尋求恰當(dāng)?shù)乃惴ń鉀Q問題，了解算法的優(yōu)勢和局限。按照任務(wù)需求，有意識地應(yīng)用反饋優(yōu)化解決問題的過程。 【計算思維】 算法是計算思維的核心要素之一，也是人工智能得以普遍應(yīng)用的三大支柱(數(shù)據(jù)、算法和算力)之一。本課以身邊的算法為載體，培養(yǎng)學(xué)生初步運(yùn)用算法思維的習(xí)慣，并通過實(shí)踐形成設(shè)計與分析簡單算法的能力。理解流程圖的方式，描述求解簡單問題的算法，并對算法的正確性與執(zhí)行效率進(jìn)行討論和辨析。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：猜數(shù)字游戲的模型建立與算法設(shè)計
教學(xué)難點(diǎn)：利用循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)對猜數(shù)字游戲進(jìn)行算法流程圖設(shè)計。
通過小組合作、實(shí)踐探究、分析歸納輔以教師指導(dǎo)等多種方式逐一突破。
五、課前準(zhǔn)備
學(xué)習(xí)環(huán)境：億圖圖示
學(xué)習(xí)資源：學(xué)習(xí)單
六、學(xué)習(xí)過程
（一）游戲引入 激發(fā)興趣
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動 設(shè)計意圖
游戲引入，揭示課題 （1） 同桌兩位同學(xué)一個出數(shù)字，一個猜，玩一玩猜數(shù)字游戲。 （2）同學(xué)們體驗(yàn)scratch猜數(shù)字游戲，揭示課題 分享應(yīng)用，激發(fā)興趣 小組討論分享：同學(xué)們比較一下，跟同學(xué)玩猜數(shù)字游戲和電腦玩猜數(shù)字游戲有什么區(qū)別呢？ 和電腦猜數(shù)字游戲就是人和機(jī)器互動的過程，我們可以叫人機(jī)交互，猜數(shù)字游戲就是一個人機(jī)交互程序。 小組討論：同學(xué)們找一找生活中有哪些人機(jī)交互的例子？總結(jié)人機(jī)交換程序的基本流程。 （完成學(xué)習(xí)單任務(wù)一） 以學(xué)生喜歡的游戲驅(qū)動，引出本課學(xué)習(xí)主題，喚醒學(xué)生原有認(rèn)知；通過玩游戲總結(jié)游戲規(guī)則，了解人機(jī)交互的概念。
（二）抽象關(guān)鍵要素，用表格建立模型
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動 設(shè)計意圖
抽象關(guān)鍵要素 提出問題：順利完成玩猜數(shù)字游戲整個過程的關(guān)鍵要素有哪些？（完成學(xué)習(xí)單任務(wù)二） 需要輸入數(shù)字進(jìn)行猜測。 計算機(jī)要比對輸入的數(shù)據(jù)和計算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是否大于、小于、等于三種關(guān)系 輸出“大了”、“小了”、“等于”三種可能得結(jié)果。 提出問題：猜數(shù)字游戲里是否有變量？如果有，有幾個？ 用戶輸入的數(shù)字是一個變量，可定義為“cai” 電腦隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字是一個變量，可定義為“da” 2.利用表格建立模型 小組合作，根據(jù)以上抽象內(nèi)容，利用表格建立猜數(shù)字游戲的模型。（完成學(xué)習(xí)單任務(wù)三） 借助猜數(shù)字游戲規(guī)則，抽象游戲的關(guān)鍵要素，以及分析游戲里的變量，讓學(xué)生在后面能比較輕松建立模型。 利用表格建立模型是比較簡單的方法，讓“cai”與“da”之間的關(guān)系清晰明了。為后面算法流程圖的設(shè)計明晰了邏輯鏈。
（三）探究過程，算法設(shè)計
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動 設(shè)計意圖
回顧常見的控制結(jié)構(gòu) 小組討論回顧：常見的算法控制結(jié)構(gòu)有哪些？分別什么作用？ 順序結(jié)構(gòu)：它的執(zhí)行順序是自上而下，依次執(zhí)行。 選擇結(jié)構(gòu)（分支結(jié)構(gòu)）：是依據(jù)一定的條件選擇執(zhí)行路徑。 循環(huán)結(jié)構(gòu)：它由循環(huán)體中的條件，判斷繼續(xù)執(zhí)行某個功能還是退出循環(huán)。 分享交流，梳理適用控制結(jié)構(gòu) 小組合作：小組分享常見的控制結(jié)構(gòu)，并分析猜數(shù)字游戲適用哪種控制結(jié)構(gòu)？ 用條件循環(huán)實(shí)現(xiàn)：當(dāng)cai≠da時，讓用戶反復(fù)作答。 用分支結(jié)構(gòu)判斷cai與da的大小，根據(jù)不同的結(jié)果輸出相應(yīng)提示。 設(shè)計猜數(shù)字游戲的算法流程圖 、試一試填補(bǔ)空白猜數(shù)字游戲算法流程圖。（完成任務(wù)四） 、分組討論、確定最終猜數(shù)字游戲算法流程圖。 請用“億圖圖示”完成算法流程圖設(shè)計 通過分享交流師生共同小結(jié)常見控制結(jié)構(gòu)及其作用，從而進(jìn)一步通過實(shí)例“猜數(shù)字游戲”，實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，突破本課重點(diǎn)。 以學(xué)生目前的基礎(chǔ)，獨(dú)立畫出算法流程圖，相對困難。給出空白流程進(jìn)行填寫，減低流程圖設(shè)計難度，讓學(xué)生有試錯的機(jī)會，體驗(yàn)成功！ 利用“億圖圖示”軟件獨(dú)立完成猜數(shù)字游戲的算法流程圖，完整邏輯鏈，突破本課的難點(diǎn)。
（四）鞏固練習(xí)、完善算法
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動 設(shè)計意圖
深入討論，完善規(guī)則 同桌思考并反饋：我們的猜數(shù)字游戲有改進(jìn)的地方嗎？（完成任務(wù)五） 小組分工合作，修改并完善游戲規(guī)則。 可以限定猜測的次數(shù)，用以增加游戲的難度和趣味性。 可以限定猜測時間，例如超時10秒不輸入猜測數(shù)字，表示挑戰(zhàn)失敗!用以增加游戲的難度和趣味性等。 根據(jù)新規(guī)則，完善算法流程圖 小組合作，根據(jù)各小組討論出來的新規(guī)則來調(diào)整算法流程圖。 深入思考游戲游戲規(guī)則的趣味性及難度，對信息進(jìn)行簡單推導(dǎo)，進(jìn)一步完善算法設(shè)計。當(dāng)堂練習(xí)，鞏固加深。拓展延伸。
（五）梳理小結(jié)，聚焦關(guān)鍵
學(xué)習(xí)內(nèi)容與活動 設(shè)計意圖
（1）小組交流：根據(jù)學(xué)習(xí)單梳理本節(jié)課的知識點(diǎn)，交流抽象與建模以及設(shè)計算法流程圖的方法。 （2）教師小結(jié)： 1.抽象關(guān)鍵要素利用表格建立模型。 2.根據(jù)模型選擇合理的控制結(jié)構(gòu)，完成算法流程圖的設(shè)計。 梳理總結(jié)本節(jié)課的知識點(diǎn)，明確收獲，找出不足，引導(dǎo)學(xué)生課后再進(jìn)一步學(xué)習(xí)。
板書設(shè)計：
《猜數(shù)字算法設(shè)計》(共17張PPT)
猜數(shù)字算法設(shè)計
《信息科技》六年級上冊
跟同桌玩一玩猜數(shù)字游戲
同桌一個出數(shù)字，一個猜，玩一玩猜數(shù)字游戲
跟電腦玩一玩猜數(shù)字游戲
小組討論分享：同學(xué)們比較一下，跟同學(xué)玩猜數(shù)字游戲和電腦玩猜數(shù)字游戲有什么區(qū)別呢？
玩一玩猜數(shù)字游戲
和電腦猜數(shù)字游戲就是人和機(jī)器互動的過程，我們可以叫人機(jī)交互，猜數(shù)字游戲就是一個人機(jī)交互程序。
同學(xué)們找一找生活中有哪些人機(jī)交互的例子？
人機(jī)交互程序
說一說猜數(shù)字游戲
1.隨機(jī)產(chǎn)生一個1到100的正整數(shù)。
2.可以一直猜，直到猜對為止。
說一說猜數(shù)字游戲的規(guī)則？
抽象關(guān)鍵要素
小組討論：順利完成玩猜數(shù)字游戲整個過程的關(guān)鍵要素有哪些？
A.輸入數(shù)字進(jìn)行猜測。
B. 計算機(jī)要比對輸入的數(shù)據(jù)和計算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是否大于、小于、等于三種關(guān)系。
C. 輸出“大了”、“小了”、“等于”三種可能得結(jié)果。
抽象關(guān)鍵要素
小組討論：猜數(shù)字游戲里是否有變量？如果有，有幾個？
用戶輸入的數(shù)字是一個變量，可定義為“cai”
電腦隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字是一個變量，可以定義為“da”
建立模型
小組合作：根據(jù)以上抽象內(nèi)容，利用表格建立猜數(shù)字游戲的模型
輸入 數(shù)據(jù)比較 輸出
輸入“cai”
輸入“cai”
輸入“cai”
caicai=da
cai>da
輸出“小了，繼續(xù)”
輸出“對了，停止”
輸出“大了，繼續(xù)”
常見的控制結(jié)構(gòu)
a. 順序結(jié)構(gòu)：它的執(zhí)行順序是自上而下，依次執(zhí)行。
b. 選擇結(jié)構(gòu)（分支結(jié)構(gòu)）：是依據(jù)一定的條件選擇執(zhí)行路徑。
c. 循環(huán)結(jié)構(gòu)：它由循環(huán)體中的條件，判斷繼續(xù)執(zhí)行某個功能還是退出循環(huán)。
常見的控制結(jié)構(gòu)
小組合作分析：猜數(shù)字游戲適用哪種控制結(jié)構(gòu)？
A. 用條件循環(huán)實(shí)現(xiàn)：當(dāng)cai≠da時，讓用戶反復(fù)作答。
B. 用分支結(jié)構(gòu)判斷cai與da的大小，根據(jù)不同的結(jié)果輸出相應(yīng)提示。
A. 當(dāng)cai≠da時，讓用戶反復(fù)作答，應(yīng)該用什么控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)？
B. 根據(jù)“cai”“da”二者的大小，輸出不同提示。能用什么控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)？
設(shè)計算法流程圖
開始
結(jié)束
cai=da？
caicai←用戶輸入數(shù)字
輸出提示“大了，繼續(xù)”
da←1-100之間的某個具體數(shù)字
輸出提示“小了，繼續(xù)”
輸出提示“對了，停止”
請嘗試填寫空白流程圖
設(shè)計算法流程圖
請用“億圖圖示”完成算法流程圖設(shè)計
完善算法流程圖
我們的猜數(shù)字游戲有改進(jìn)的地方嗎？
A.增加統(tǒng)計猜測次數(shù)的功能
B.可以限定猜測的次數(shù)。
C.可以限定猜測時間。例如一分鐘沒有猜對，游戲結(jié)束！
完善算法流程圖
小組合作，根據(jù)小組討論的新增功能來調(diào)整完善算法流程圖。
梳理小結(jié)
下課啦！
請同學(xué)們關(guān)閉電腦，椅子歸位，排隊(duì)有秩序離開微機(jī)室。《猜數(shù)字算法設(shè)計》學(xué)習(xí)單
班級： 姓名：
任務(wù)一：小組討論猜數(shù)字游戲是人機(jī)交互過程嗎？
任務(wù)二：順利完成玩猜數(shù)字游戲整個過程的關(guān)鍵要素有哪些？
任務(wù)三：利用下面的表格建立猜數(shù)字游戲的模型
輸入 數(shù)據(jù)比較 輸出
任務(wù)四：填補(bǔ)空白猜數(shù)字游戲算法流程圖
評價標(biāo)準(zhǔn) 自評
能正確填充1-2步過程 能正確填充出大部分的過程 能完整地填充過程 ☆☆☆
任務(wù)五：
修改并完善游戲規(guī)則，增加游戲的趣味性和難度！
根據(jù)新規(guī)則，利用“億圖圖示”完善算法流程圖
月億圖圖示免費(fèi)勺·。田白巴同乙，
只開通VP
8登綠
-日X
文件
開始
插入
設(shè)計視圖符號
高級
Al hot
小發(fā)布
8分享
母選項(xiàng)②”，人
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Q微軟雅黑
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選擇，
口形狀
填充
馬位置、
回組合·八翻轉(zhuǎn)
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AbcAbc
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/線條
可日
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Iy÷X2X2買，三，三，馳”A
T文本
1.連接線
口陰影
司1大小·
日鎖定
替換形狀
剪貼板
字體和段落
工具
樣式
排挒
蒈換
更多符號
自猜數(shù)寧流程圖
180-160
-140-120-100-80-6040
-200
20
40,60
80,
100120140160180200220240260280300320340360380
400
420
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da←1到100之間的隨機(jī)整數(shù)
拖拽到此處，添
加到我的庫
caik用戶輸入數(shù)字
，基本繪圖形狀
品
cai=da
、基本流程圖形狀
+
輸出提示"對了”
cai導(dǎo)
輸出提示“大了，
繼續(xù)”
20Z
結(jié)束
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