一、教學(xué)內(nèi)容分析
《體驗(yàn)算法控制》選自浙江教育出版社《小學(xué)信息科技》五年級(jí)上冊(cè)第9課，是第二單元《算法的控制結(jié)構(gòu)》的第四課。教材包括三塊內(nèi)容：算法的建構(gòu)、算法的設(shè)計(jì)和算法的驗(yàn)證。本課安排了用算法解決問題的三個(gè)進(jìn)階過程作為學(xué)習(xí)載體，即“分析問題、設(shè)計(jì)算法、驗(yàn)證算法"三項(xiàng)內(nèi)容。結(jié)合買票問題嘗試分析其中的關(guān)鍵信息，讓學(xué)生體驗(yàn)提取關(guān)鍵信息分解問題的方法；利用關(guān)鍵信息尋找關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)算法設(shè)計(jì)，旨在讓學(xué)生體驗(yàn)問題分解對(duì)算法控制結(jié)構(gòu)的影響；通過驗(yàn)證算法突出流程圖描述與Pythn代碼描述的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
二、學(xué)習(xí)對(duì)象分析
本課學(xué)習(xí)對(duì)象為五年級(jí)的學(xué)生，通過前階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解算法的基本概念，掌握自然語言及流程圖描述問題的方法，能借助數(shù)字化工具或在線平臺(tái)繪制流程圖，了解程序結(jié)構(gòu)中的順序結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)。同時(shí)，他們樂于表達(dá)，具備一定的邏輯思維能力，可以初步分析問題。但由于缺乏用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)算法的經(jīng)驗(yàn)，將生活中的購票問題轉(zhuǎn)化為自然語言描述的算法、流程圖表示的算法及pythn設(shè)計(jì)的算法與驗(yàn)證會(huì)帶來一定的挑戰(zhàn)性。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.通過分析生活實(shí)例，初步體驗(yàn)關(guān)鍵信息對(duì)問題分解的作用。
2.通過解決生活中比較復(fù)雜的問題，體驗(yàn)綜合運(yùn)用多種控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算法的過程。
教學(xué)重點(diǎn)：綜合運(yùn)用多種控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算法。
教學(xué)難點(diǎn)：用關(guān)鍵信息分解問題。
四、方法策略
本課以購買車票為真實(shí)教學(xué)情境，主要采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，輔以小組合作探究，以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)逐步展開。以“用計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程”為線索，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、設(shè)計(jì)算法、驗(yàn)證算法。通過確定“劃分年齡對(duì)應(yīng)不同購票方式”為關(guān)鍵問題，切割、分解、細(xì)化、完善整個(gè)流程圖，抽象出順序、分支結(jié)構(gòu)，并蘊(yùn)含分支嵌套概念，從而形成問題分解的思維，滲透“分而治之”的思想。
五、教學(xué)流程
（一）辯論交流，構(gòu)建情境
（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，分析問題
（三）深度挖掘，設(shè)計(jì)算法
（四）運(yùn)行調(diào)試，驗(yàn)證算法
（五）遷移應(yīng)用，總結(jié)提升
板書設(shè)計(jì)：
9.體驗(yàn)算法控制
（一）辯論交流，構(gòu)建情境
（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，分析問題
（三）深度挖掘，設(shè)計(jì)算法
（四）運(yùn)行調(diào)試，驗(yàn)證算法
（五）遷移應(yīng)用，總結(jié)提升教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
1.開展辯論，交流互動(dòng)
開展“兒童購票優(yōu)惠根據(jù)什么條件界定更合適？——‘身高VS年齡’”主題辯論，構(gòu)建兒童火車購票情境，導(dǎo)入實(shí)際社會(huì)熱點(diǎn)問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
請(qǐng)學(xué)生討論并發(fā)言。
2.觀看視頻，歸納觀點(diǎn)
播放鐵路新規(guī)視頻，了解兒童購票的三種條件不同購法。
師：現(xiàn)在學(xué)生營(yíng)養(yǎng)好，很多人雖然年齡小但身高躥得很快，這也是很多人認(rèn)為按照身高來收取高鐵票價(jià)并不是很合適的原因，大家都覺得用年齡來界定比較科學(xué)。
3.梳理舊知，引入新課
回顧第二單元前三課學(xué)習(xí)的順序結(jié)構(gòu)、單分支、雙分支結(jié)構(gòu)，請(qǐng)同學(xué)們看以下3張圖片，拋出問題：閘機(jī)檢票、人臉支付、指紋開門這些應(yīng)用中蘊(yùn)含哪些算法結(jié)構(gòu)？（順序、分支）學(xué)生回顧知識(shí)回答問題。
師：很多老年人并不清楚購票規(guī)定，同學(xué)們可以設(shè)計(jì)一個(gè)算法，幫助他人，實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)程序中輸入兒童的年齡，自動(dòng)判斷該兒童購火車票時(shí)符合什么票價(jià)嗎？
從社會(huì)熱點(diǎn)問題入手，關(guān)注兒童鐵路購票2023新規(guī)，通過辯論的形式，打開學(xué)生的話匣子，迅速集中注意力，進(jìn)入課堂構(gòu)建的情境中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
通過視頻觀看，了解兒童鐵路購票2023新規(guī)，在觀看中獲取關(guān)鍵信息，明確3種票價(jià)的區(qū)分依據(jù)為年齡。
回顧順序、分支等算法控制結(jié)構(gòu)，為分析問題、抽象建模、設(shè)計(jì)算法做鋪墊。
3種應(yīng)用蘊(yùn)含分支結(jié)構(gòu)“如果……那么……否則……”，引導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)用中對(duì)應(yīng)控制結(jié)構(gòu)。
在構(gòu)建的情境中，請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)程序幫助老人購票，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。
教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
展示步驟，任務(wù)驅(qū)動(dòng)
（1）展示用計(jì)算機(jī)解決問題的一般過程。
（2）布置【任務(wù)一】六人一組，通過小組討論，分析購票算法中的關(guān)鍵問題：
（3）小組進(jìn)行合作探究，填寫學(xué)習(xí)單。
分析問題，尋找關(guān)鍵
（1）各小組派學(xué)生代表匯報(bào)他們尋找到的購票算法的關(guān)鍵問題（年齡）以及解決關(guān)鍵問題的算法思路。
（2）教師展示對(duì)比各小組任務(wù)單上的流程圖，先判斷年齡=14,引導(dǎo)學(xué)生感受解決具體問題的算法具有差異性——并不只有一種正確格式，鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試，認(rèn)同每個(gè)人的思維模式不同，算法是由不同“程序員”的獨(dú)立思維決定的。
通過小組合作、討論交流，以及問題串的引導(dǎo)，使學(xué)生在完成任務(wù)一的過程中逐步分析出關(guān)鍵信息——年齡的劃分，并用前兩節(jié)課學(xué)習(xí)過的分支結(jié)構(gòu)，用局部的流程圖準(zhǔn)確描述出劃分的年齡與對(duì)應(yīng)的購票結(jié)果，完成局部算法，不知不覺中完成問題的拆分，為后續(xù)設(shè)計(jì)算法做鋪墊。

通過交流分享，看到不同組同學(xué)設(shè)計(jì)的不同流程圖，體會(huì)用計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)，靈活組合各種算法控制結(jié)構(gòu)可以形成各種各樣的算法。
教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
靈活轉(zhuǎn)化，描述算法
——自然語言vs流程圖
根據(jù)書本P36頁展示的5步購票算法，展開第4步：“確定車票類型”，把復(fù)雜的問題根據(jù)關(guān)鍵信息拆分成幾個(gè)小問題，對(duì)應(yīng)書中的流程圖，攻破算法。
拼圖搭建，完整算法
布置【任務(wù)二】打開idraw軟件繪制的流程圖碎片文件，參考P37書本最下方的合并流程圖，獨(dú)立搭建完整的兒童購火車票流程圖。
（2）展示不同的流程圖，進(jìn)行分享交流。
提煉新知，分支嵌套
拋出問題，請(qǐng)同學(xué)們思考回答：
教師總結(jié)，揭示分支嵌套的應(yīng)用規(guī)律：
可以以不同的判斷條件來設(shè)計(jì)相同規(guī)則的算法。
展示完整的5步購買火車票步驟，步步對(duì)應(yīng)流程圖，明確第4步確定車票類型是關(guān)鍵步驟，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)用流程圖細(xì)化出解決方案，降低畏難情緒。
采用自主閱讀書本的方式，搭建流程圖中分支的嵌套，在idraw軟件中提前準(zhǔn)備好流程圖步驟碎片，節(jié)省搭建時(shí)間，聚焦流程圖的合并。
通過問題串的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生逐步思考出隨著分支的延申，可以逐步把年齡階段分為6周歲同時(shí)6周歲同時(shí)=14周歲的，嵌套時(shí)不需要重復(fù)聲明條件。有了這種劃分分支的經(jīng)驗(yàn)，有利于學(xué)生更加深刻地理解其中蘊(yùn)含的分支嵌套的概念。
教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
條條對(duì)應(yīng)，拆分語句
布置【任務(wù)三】請(qǐng)同學(xué)們閱讀書本P38頁的完整代碼，對(duì)代碼進(jìn)行拆分，將指令填寫到對(duì)應(yīng)的流程圖位置旁。
梳理結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一縮進(jìn)
（1）布置【任務(wù)四】打開用Thnny軟件編寫的“購票范例.py”文件，小組內(nèi)進(jìn)行討論交流，找出運(yùn)行出錯(cuò)的原因，調(diào)試修改程序。
（2）小組派代表運(yùn)行調(diào)試好的程序，向全班同學(xué)匯報(bào)組內(nèi)總結(jié)出的報(bào)錯(cuò)原因。
（3）教師總結(jié)：眾所周知，Pythn語法要求在一份運(yùn)行代碼中的所有if/else的語句要統(tǒng)一縮進(jìn)量，如果縮進(jìn)量不統(tǒng)一（TAB鍵和四個(gè)空格混用，即使Tab鍵的長(zhǎng)度和四個(gè)空格一樣長(zhǎng)，兩者一起用依然還是會(huì)報(bào)錯(cuò)），則程序便會(huì)報(bào)錯(cuò)。
編寫程序，驗(yàn)證算法
請(qǐng)同學(xué)們新建一個(gè)空白文件，手動(dòng)輸入程序，成功運(yùn)行后，驗(yàn)證算法。
通過找代碼，歸類到對(duì)應(yīng)的流程圖旁，助力學(xué)生理解每條語句的執(zhí)行命令是什么，為后續(xù)自己編寫程序做鋪墊。
設(shè)置小組任務(wù)，齊心協(xié)力尋找報(bào)錯(cuò)原因，修改調(diào)試程序，探索pythn語言中if…else…嵌套格式的書寫規(guī)則，感受分支嵌套的規(guī)律之美。
在確定算法結(jié)構(gòu)、編程語句、書寫規(guī)則后，獲得完整書寫程序并成功運(yùn)行的滿足體驗(yàn)。
教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
問題解決，遷移應(yīng)用
（1）出示真實(shí)情境，某城市公交車票價(jià)2元，乘客可以刷卡乘車。刷卡時(shí)，若公交卡余額不足2元，提示“請(qǐng)投幣”；若余額大于或等于 2元但小于10元，提示“余額即將不足”；若余額大于或等于10元，提示“歡迎乘車”。
（2）請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)公交車刷卡播報(bào)算法，在計(jì)算機(jī)中編寫代碼并運(yùn)行，對(duì)設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行驗(yàn)證。
課堂評(píng)價(jià)，總結(jié)提升
請(qǐng)同學(xué)們對(duì)照學(xué)習(xí)單上的評(píng)價(jià)表完成自評(píng)。
（2）課堂小結(jié)：用計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)，靈活組合各種算法控制結(jié)構(gòu)可以形成各種各樣的算法；遇到難以一步解決的項(xiàng)目，可以將問題細(xì)化為可以讓計(jì)算機(jī)解決的小問題，逐步實(shí)現(xiàn)。
實(shí)踐操作，遷移技能，暢享利用所學(xué)的算法控制，編寫計(jì)算機(jī)程序解決生活問題，獲得成功的體驗(yàn)，增強(qiáng)信息化意識(shí)與信心，提升計(jì)算思維。
完成課堂評(píng)價(jià)，了解自身掌握情況，督促及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)。
總結(jié)課堂，強(qiáng)化算法控制的體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生“分而治之”、靈活設(shè)計(jì)的思想。

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第9課 項(xiàng)目實(shí)踐

版本： 浙教版（2023）

年級(jí)： 五年級(jí)上冊(cè)

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