資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第2課《設計算法》教學設計
課題 設計算法 單元 第七單元 學科 信息科技 年級 五年級下
核心素養目標 信息意識：能識別垃圾分類過程中所需要的數據類型、收集和分析信息的方式，以及如何利用這些信息優化垃圾處理和分類效率。計算思維：會根據算法的計算思維，設計合理的算法幫助系統進行垃圾的快速分類，從而提高日常生活中的垃圾分類效率。數字化學習與創新：能通過設計新型算法在垃圾分類過程中，創新的數字化技術（如智能垃圾桶、垃圾分類APP等）提升垃圾分類精度和效率。信息社會責任：不僅要運用科技提升垃圾分類的效率，還要關注環保和社會福利。例如，垃圾分類的普及和優化，能夠減少垃圾對環境的污染等。
教學重點 1、完成垃圾分類問題調查
教學難點 1、進行垃圾分類方案設計
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 板書課題。1、活動背景我們可以借鑒日常生活中解決問題的方式，先分析問題，有所發現后總結規律，從而為算法設計提供思路。問：我想用算法來解決垃圾分類的問題，應該如何做呢 答：先分析解決問題的步驟，然后用自然語言或者流程圖將其描述出來。2、新知導入觀看視頻《認識算法》 學習新知引入，觀看教學視頻。 用提問的方式引入課題，增強課堂互動性。將學生的注意吸引到課堂。
講授新課 新知講解：小科提示算法是指一系列解決問題的步驟或規則，它通過輸入數據，經過一系列特定的操作，最終得到所需的輸出。簡單來說，算法就是解決問題的方法和過程。常見的算法有排序算法（如快速排序、歸并排序），查找算法（如二分查找），圖算法（如深度優先搜索、廣度優先搜索）等。一、活動：設計垃圾類型查詢算法1.四人一組體驗查詢過程(圖7-2-1)。兩人輪流提問，詢問某垃圾的類別，另外兩人從分類圖中查找并告知該垃圾的類別。注：如果提問的內容不在分類圖中，可以將其補充到分類圖中。2.回顧上述垃圾類型查詢的過程，想一想可分成幾步 如果要使用計算機實現查詢功能，你能試著描述垃圾類型查詢的算法嗎 數據準備：準備一個包含垃圾種類及其對應分類的數據庫或圖結構。每個垃圾種類都有一個明確的分類標簽。 輸入：用戶通過查詢垃圾的名稱、特征、屬性等來尋找垃圾的類別。 分類查詢：用戶可以通過選擇某個特征或分類標準來進行查詢，或者根據一組規則篩選出合適的分類。 輸出：系統根據查詢的條件返回該垃圾的分類，例如可回收物、有害垃圾、濕垃圾或干垃圾等。 更新和維護：隨著垃圾種類的增加或改變，系統可以通過更新分類數據來確保準確性。實際生活中，我們遇到難以分類的垃圾，可以先查看分類圖，然后再做判斷。實際生活中的問題求解有助于算法的發現與構造。小科提示1. 可回收物：包括紙類（舊報紙、紙箱）、塑料（塑料瓶、塑料袋）、玻璃（玻璃瓶、玻璃制品）和金屬（鋁罐、鐵罐）等可以再利用的材料。2. 有害垃圾：包括有毒、有害的物品，如電池、過期藥品、油漆桶、熒光燈管等。3. 濕垃圾（廚余垃圾）：包括食物殘渣、果皮、蔬菜根葉等有機廢棄物。4. 干垃圾（其他垃圾）：包括不可回收、不含有害物質的垃圾，如破損的陶瓷、破損的玻璃、衛生紙、破布等。二、活動：設計模擬投放垃圾算法1.兩人一組玩模擬投放垃圾游戲(圖7-2-2)。準備10張寫有垃圾名稱的卡片及4張垃圾箱圖片，甲同學負責投放垃圾，乙同學負責判斷并記錄得分。每正確投放1個垃圾，得1分;否則提示投放錯誤。游戲結束后，如果得分為滿分，則宣布甲同學挑戰成功，否則宣布其挑戰失敗。小科提示可回收物：玻璃瓶（屬于玻璃類）、舊報紙舊課本（紙類）外賣盒子。有害垃圾：過期藥品、紐扣電池、干電池。濕垃圾：雞翅骨頭（屬于食物殘渣）、剩飯剩菜（有機廢棄物）。干垃圾：餐巾紙（如果是臟的，不能回收）。2.模擬投放垃圾游戲由哪些步驟組成 請嘗試描述模擬投放垃圾游戲的算法。模擬投放垃圾算法第1步：準備4種類別的垃圾箱，10種不同的廢棄物；第2步：準備一張紙，用于記錄得分；第3步：輸入垃圾類型，首先用戶需要輸入垃圾的類型，可以是紙類、塑料類、玻璃類等。第4步：判斷垃圾分類規則，根據輸入的垃圾類型，判斷其屬于可回收物、有害垃圾、濕垃圾或干垃圾。第5步：匹配投放分類，根據分類結果，確定應投放到的垃圾桶。例如：可回收物投放到藍色桶，有害垃圾投放到紅色桶等。第6步：確認投放，提示用戶是否將垃圾正確投放，如果確認正確則進入下一步。第7步：記錄和反饋，記錄垃圾分類結果，并給出相應的反饋，幫助用戶了解自己的投放是否正確。設計算法需要我們認真研究問題，并經歷綜合分析、認真構思、仔細設計、耐心調整等環節。三、活動：展示與比較算法在組內展示自己的想法，比較各種算法的優點。算法1(1~5分)算法 2(1~5分)算法 3(1~5分）算法描述是否正確234算法是否易于理解13.52算法是否計算準確34.52有些算法受限于時間或者技術難度，往往難以實現，這時需要綜合各種因素，選出最佳算法。四、課堂練習完成教材21—24頁相關課堂練習題。五、拓展延伸1、算法的基本流程輸入階段：獲取問題所需要的輸入數據。處理階段：根據問題的要求，對輸入數據進行一系列計算或操作。輸出階段：根據處理結果輸出所需的解答或結果。終止條件：算法的執行需要有終止條件，當達成條件時，算法結束。2、算法的特性有明確的輸入和輸出：算法的輸入是特定的數據或信息，經過一定的處理后會得到輸出結果。確定性：算法在執行的每一步都有確定的操作，結果是可預測的。有限性：一個有效的算法必須在有限的步驟內完成任務，避免無休止的循環。有效性：算法中的每個步驟都必須能夠有效地執行，即可以在有限的時間內完成。可理解性：算法的邏輯應該是清晰和易于理解的。優化性：一個優秀的算法應盡可能地減少計算資源的消耗，如時間復雜度和空間復雜度。3、設計算法解決實際問題的案例自動駕駛汽車：通過圖像識別、深度學習算法等技術，自動駕駛汽車可以判斷交通信號、道路狀況以及其他障礙物，從而實現自動駕駛。個性化推薦系統：例如，Netflix、YouTube、淘寶等平臺利用推薦算法根據用戶的興趣和行為，推送個性化的內容和商品，提高用戶的滿意度和平臺的盈利能力。語音識別與翻譯：像Siri、Google Assistant等語音助手，通過語音識別算法和自然語言處理算法，能夠識別并理解用戶的語音指令，實現與設備的智能交互。醫療影像分析：通過深度學習算法分析醫學影像，能夠更準確地發現病變，提高診斷效率和準確性，幫助醫生做出更好的決策。 學習小科提示。完成垃圾類型查詢算法設計。學習小科提示。小組設計垃圾投放算法。完成投放算法步驟書寫。完成算法比較和展示。完成課堂練習。進行課外知識拓展。 初步認識什么是算法。引入本課所學知識內容。初步引導學生思考如何設計查詢算法解決垃圾分類的問題，提高學生的思考能力和解決問題的能力。完善知識內容，明白垃圾分類可以如何分。引導學生進行小組合作，進一步設計垃圾投放算法以及方案優化，提高算法的可實施性。通過確定每一個投放步驟從而加深對算法設計的目標性。在成果交流中促進互相學習和改進，提高學生的學習能力。在課堂練習中強化所學知識內容。拓寬學生知識面。
課堂小結 設計算法1、進行新知引入2、設計垃圾類型查詢算法3、設計模擬投放垃圾算法4、完成課堂練習5、進行知識拓展 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 1、設計并編寫一個垃圾分類的智能推薦系統，根據用戶上傳的垃圾信息，給出分類建議。 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑