資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第27課 網(wǎng)頁排名有策略 教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 網(wǎng)頁排名有策略 單元 第七單元 學(xué)科 信息科技 年級(jí) 五年級(jí)
教材分析 【學(xué)情分析】在前面單元中，學(xué)生學(xué)習(xí)了一些常見的算法，對(duì)分析問題、算法描述和用程序?qū)崿F(xiàn)算法有了一定的了解。本單元旨在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)更多的算法，但基于學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)、課時(shí)等原因，這里只列舉兩種常見的算法—規(guī)劃算法和網(wǎng)頁排名算法。首先，規(guī)劃思想是人們思考問題、解決問題的一種重要方式，體現(xiàn)了人類的智慧。基于規(guī)劃思想的規(guī)劃算法廣泛存在于社會(huì)生活中。例如，工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、航空航天以及藥品研發(fā)、藝術(shù)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，都可以利用計(jì)算機(jī)解決一些人解決起來較困難的規(guī)劃問題。規(guī)劃算法通常用于確定一系列動(dòng)作或決策，以從給定的一組初始狀態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)。一般涉及對(duì)系統(tǒng)行為的預(yù)測(cè)和控制，以優(yōu)化某種性能指標(biāo)，如時(shí)間、成本、效率或質(zhì)量等。動(dòng)態(tài)規(guī)劃通過將原問題分解為若干個(gè)小問題，在逐步解決小問題的過程中解決原問題，這一過程中可以避免重復(fù)計(jì)算，從而提高算法效率，適用于具有重疊子問題和最優(yōu)子結(jié)構(gòu)的問題。智能規(guī)劃利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)、運(yùn)轉(zhuǎn)過程，它涉及很多算法，如遺傳算法、模糊理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。這些算法可以自動(dòng)控制各類信息系統(tǒng)完成各種任務(wù)，提升工作效率和質(zhì)量。路徑規(guī)劃算法用于確定從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最佳路徑，常用于智能汽車、智能機(jī)器人以及物流配送等。計(jì)算思維主要分為四個(gè)基本步驟：分解、模式識(shí)別、抽象和算法。分解就是將復(fù)雜的、龐大的問題分解成若干小問題，并分別通過問題抽象、算法設(shè)計(jì)等逐個(gè)解決，這其中就包含了規(guī)劃算法思想。網(wǎng)頁排名是指搜索引擎根據(jù)一系列因素對(duì)網(wǎng)頁的重要性和相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估，并將這些網(wǎng)頁按照一定的順序排列出來。網(wǎng)頁排名算法是用于評(píng)估網(wǎng)頁并決定其在搜索引擎或其他應(yīng)用軟件中呈現(xiàn)順序的規(guī)則和方法。本單元從實(shí)際問題情境出發(fā)，在引導(dǎo)學(xué)生分解問題、簡(jiǎn)化問題的基礎(chǔ)上，感受用相關(guān)算法解決問題的過程，培養(yǎng)解決問題的意識(shí)和能力。【內(nèi)容結(jié)構(gòu)】
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 信息意識(shí)：在問題求解過程中，有意識(shí)地尋求恰當(dāng)?shù)乃惴ń鉀Q問題，嘗試?yán)盟惴ń鉀Q現(xiàn)實(shí)生活中的問題。2. 計(jì)算思維：在一定的活動(dòng)情境中，能夠?qū)?jiǎn)單的問題進(jìn)行抽象、分解、建模，制訂相應(yīng)的解決方案。3. 數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：按照任務(wù)需求，運(yùn)用信息科技獲取、加工、管理學(xué)習(xí)資源，開展數(shù)字化探究和創(chuàng)新活動(dòng)。4. 信息社會(huì)責(zé)任：知道實(shí)際應(yīng)用中的算法一般都存在某些局限，增強(qiáng)在信息社會(huì)中的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和正確應(yīng)對(duì)能力。
重點(diǎn) 搜索引擎中存在的網(wǎng)頁排名算法。
難點(diǎn) 搜索引擎中存在的網(wǎng)頁排名算法
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 【情境導(dǎo)入】同學(xué)們，在信息爆炸的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們每天都會(huì)在瀏覽器中搜索各種各樣的信息。比如，當(dāng)你想知道如何制作一個(gè)漂亮的手工時(shí)，只要在搜索框里輸入“手工制作”，瞬間就能出現(xiàn)成千上萬條相關(guān)信息。【想一想】大家有沒有想過，為什么有的網(wǎng)頁會(huì)排在搜索結(jié)果的前面，而有的卻在很后面呢？這些網(wǎng)頁的順序是怎么確定的呢？【建構(gòu)】其實(shí)，這背后就藏著一種神奇的技術(shù)——網(wǎng)頁排名算法。今天，就讓我們一起揭開它神秘的面紗，看看它是如何在互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)大舞臺(tái)上發(fā)揮作用的。 思考、注意 吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考。
學(xué)習(xí)活動(dòng) 【學(xué)習(xí)活動(dòng)1】一、找出被鏈接最多的網(wǎng)頁選出 4 位同學(xué)，每人發(fā)一張卡片，分別是 A 卡、B 卡、C 卡和 D 卡。每位同學(xué)在卡片上寫上其他 3 位同學(xué)中，自己有聯(lián)系方式的卡片號(hào)。為了方便對(duì)比，我們把這些卡片看成是網(wǎng)頁。例如，A 網(wǎng)頁上寫著“C、D”，表明 A 同學(xué)有 C 同學(xué)和 D 同學(xué)的聯(lián)系方式。同樣地，把這些聯(lián)系方式看成鏈接，因此 A 網(wǎng)頁上有 C 和 D 兩個(gè)鏈接。【小試牛刀】活動(dòng)過程如下:第 1 步：準(zhǔn)備一個(gè)表格，用來記錄網(wǎng)頁被鏈接的情況。第 2 步：查看 A 網(wǎng)頁，其中寫著 C 和 D，在記錄表中為Ｃ和Ｄ記錄 1，表示Ｃ和Ｄ分別被鏈接一次，同時(shí)記錄鏈接的網(wǎng)頁為 A。第 3 步：繼續(xù)查看 B 網(wǎng)頁、C 網(wǎng)頁和 D 網(wǎng)頁，在記錄表中記錄它們被鏈接的次數(shù)和鏈接的網(wǎng)頁。所有網(wǎng)頁都被檢查過后，可以看出，被鏈接次數(shù)最多的是 C 網(wǎng)頁，表示C 同學(xué)被記錄聯(lián)系方式最多。適當(dāng)總結(jié)問題解決的過程，用自然語言描述算法步驟。第 1 步：在未檢查的網(wǎng)頁中選定一個(gè)網(wǎng)頁。第 2 步：統(tǒng)計(jì)選定網(wǎng)頁中的鏈接次數(shù)。 第 3 步：重復(fù)以上兩步，統(tǒng)計(jì)其余網(wǎng)頁被鏈接的次數(shù)。第 4 步：輸出被鏈接次數(shù)最多的網(wǎng)頁編號(hào)。【學(xué)習(xí)活動(dòng)2】二、搜索引擎中的網(wǎng)頁排名【漸入佳境】打開一種搜索引擎，輸入關(guān)鍵詞，打開并觀察網(wǎng)頁中顯示的內(nèi)容。操作后，搜索引擎會(huì)根據(jù)輸入的關(guān)鍵詞找到大量相關(guān)的網(wǎng)頁，并按照相關(guān)排名算法的規(guī)則進(jìn)行排序。【想一想】在這個(gè)過程中，搜索引擎為我們做了哪些工作呢？第 1 步：搜索引擎會(huì)記錄相關(guān)網(wǎng)頁的“票數(shù)”，如被其他網(wǎng)頁鏈接的次數(shù)。“票數(shù)”越多，表明這個(gè)網(wǎng)頁越被關(guān)注。第 2 步：搜索引擎會(huì)把那些“票數(shù)”較多的網(wǎng)頁排列在前面，讓搜索信息的人先看到這些網(wǎng)頁。第 3 步：搜索引擎會(huì)將其他搜索到的相關(guān)網(wǎng)頁，按照“票數(shù)”多少依次排列顯示。【知識(shí)鏈接】實(shí)際應(yīng)用中，搜索引擎往往會(huì)提前搜索很多常用的詞、熱點(diǎn)事件等，并提前做好網(wǎng)頁排名。這樣，在我們進(jìn)行搜索時(shí)，就能更快地提供搜索結(jié)果。在很多社交媒體的應(yīng)用軟件中，也會(huì)采用類似的算法。當(dāng)我們輸入關(guān)鍵詞搜索信息時(shí)，應(yīng)用軟件會(huì)根據(jù)網(wǎng)頁排名算法來顯示搜索結(jié)果。那些被更多人轉(zhuǎn)發(fā)、點(diǎn)贊或評(píng)論的內(nèi)容，往往會(huì)出現(xiàn)在首頁，因?yàn)檫@些內(nèi)容被認(rèn)為更受歡迎，是多數(shù)人需要的內(nèi)容。【學(xué)習(xí)活動(dòng)3】三、了解網(wǎng)頁排名算法搜索引擎通常以關(guān)鍵詞和網(wǎng)頁內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性來決定搜索結(jié)果的排列順序，這種方法沒有考慮網(wǎng)頁是否包含更有價(jià)值的內(nèi)容，因此搜索精度較低。網(wǎng)頁排名算法的出現(xiàn)，使搜索引擎的搜索性能變得更加快速、精準(zhǔn)。網(wǎng)頁排名算法通過大量的計(jì)算，利用網(wǎng)頁鏈接數(shù)量和結(jié)構(gòu)判斷網(wǎng)頁價(jià)值。目前，決定搜索引擎搜索結(jié)果排序的已不僅僅是網(wǎng)頁排名這一種算法，通常會(huì)用多種算法來進(jìn)行計(jì)算和判定。網(wǎng)頁排名算法有很多，但較有名的是 PageRank 算法。下面通過模擬 100 個(gè)訪問者的上網(wǎng)行為，觀察他們最后停留在哪個(gè)網(wǎng)頁上，從而確定吸引訪問者最多的網(wǎng)頁，了解 PageRank 算法。每個(gè)網(wǎng)頁的最終訪問者人數(shù)體現(xiàn)了該網(wǎng)頁的 PageRank 排名，即訪問者越多，排名就越高。使用 PageRank 算法進(jìn)行排名時(shí)，迭代計(jì)算是一個(gè)關(guān)鍵步驟。在每次迭代中，都會(huì)根據(jù)上一步計(jì)算出的數(shù)值來重新計(jì)算每個(gè)頁面的數(shù)值。通過多輪的反復(fù)迭代計(jì)算，直到所有頁面的數(shù)值不再發(fā)生明顯變化或達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)，就得到每個(gè)頁面最終的排名數(shù)值。通過迭代計(jì)算，PageRank 算法能夠量化相關(guān)內(nèi)容在整個(gè)網(wǎng)頁中的重要性或影響力，并根據(jù)這些值對(duì)頁面進(jìn)行排名。【討論交流】如何辯證地看待網(wǎng)頁排名、內(nèi)容推薦等算法的應(yīng)用？這些算法對(duì)社會(huì)生活有什么影響？算法應(yīng)用在給社會(huì)生活帶來方便的同時(shí)，也可能帶來負(fù)面的影響，如損害網(wǎng)絡(luò)資源的公共利益、泄露隱私信息、危害公共安全等。算法應(yīng)用在給社會(huì)發(fā)展注入新動(dòng)能的同時(shí)，算法歧視、大數(shù)據(jù)殺熟、誘導(dǎo)沉迷等算法不合理應(yīng)用導(dǎo)致的問題也深刻影響著正常的社會(huì)秩序。自2022 年 3 月 1 日起施行的《互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)算法推薦管理規(guī)定》要求：堅(jiān)持正確導(dǎo)向，算法向上向善；堅(jiān)持風(fēng)險(xiǎn)防控，推進(jìn)算法規(guī)制；堅(jiān)持規(guī)范發(fā)展，防止算法濫用。規(guī)定還要求：不得利用算法推薦服務(wù)誘導(dǎo)未成年人沉迷網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)當(dāng)便于老年人安全使用算法推薦服務(wù)，應(yīng)當(dāng)建立完善平臺(tái)訂單分配、報(bào)酬構(gòu)成及支付、工作時(shí)間、獎(jiǎng)懲等相關(guān)算法，不得根據(jù)消費(fèi)者的偏好、交易習(xí)慣等特征利用算法在交易價(jià)格等交易條件上實(shí)施不合理的差別待遇等。 聽講、思考、討論 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，通過提問等方式引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)其思考和分析問題的能力。
課堂小結(jié) 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。
拓展-提升 上網(wǎng)搜索“網(wǎng)頁排名算法的意義”，進(jìn)一步了解有關(guān)的內(nèi)容。 鞏固、拓展 通過拓展，幫助學(xué)生鞏固、延伸所學(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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