第1单元第1课 《认识生活中的算法》教案【湘科版】《信息科技》 五年级上册

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第1.1课《认识生活中的算法》教学设计
课题 认识生活中的算法 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 五年级
核心素养目标 信息意识：学生对算法信息的敏感度大幅提升，在复杂的网络环境中，能快速甄别有价值的算法内容和信息。计算思维：面对生活中的一些问题如炒菜、购买商品等，能借助算法推算，精准分析解决办法，提高解决问题的能力。数字化学习与创新：在网上搜查菜肴制作方法和最佳路线探寻实践中，勇于尝试借助算法新技术，提高办事效率，实现知识的深度融合与拓展。信息社会责任：学生明确信息社会中算法的双重性质、有优点又有局限性，在网络中运用算法时做到合法使用、保护个人隐私等。
教学重点 发现并能够识别生活中存在的算法。
教学难点 在具体的案例分析中理解算法的操作原理、特点和价值属性等。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第1.1课 探寻互联网历史1、单元学习目标（1）认识算法、算法的多样性和算法的价值。（2）了解描述和验证算法的基本方法。（3）知道设计算法的基本方法和算法优化的意义。“劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽。主动承担力所能及的家务劳动是我们应尽的义务。星期日小红妈妈过生日，小红计划把星期日的家务全部承担下来，让妈妈好好休息，并亲手做妈妈喜欢的菜、生日蛋糕和漂亮的纸花，表达对妈妈的感恩和爱。独立承担家务劳动，小红该如何合理安排，有条不紊地完成各项任务呢 让我们和小红一起开动脑筋，动手实践，成为家务劳动小能手吧。2、观看视频。3、活动背景：如何做出可口的菜肴 怎样把衣服叠得又快又好 怎样才能折出漂亮的纸花 家务劳动看似简单，但要做好并不容易，只有按照正确的方法和步骤，才能高效完成。4、活动目标（1）了解生活中的算法及算法的多样性。（2）初步认识算法的价值。 学习本课学习目的。课程新知导入。 帮助学生学习更有目标性。帮助学生初步理解本课研究内容。
讲授新课 新知讲解：一、发现生活中的算法一般而言，方法是指解决问题的基本方式或步骤。为了解决日常生活中的各种问题，人们通过反复探索，不断实践，归纳总结，找到解决问题的方法，并将这些成熟的方法应用于同类问题的解决，实现减少错误、提高效率的目标。探究实践1、妈妈喜欢吃湘菜“辣椒炒肉”,小红通过互联网查找制作这道菜的方法。准备:将猪肉切片，加少许生抽腌制，将青椒、大蒜切片。制作:开火，在锅中倒入油并烧热，将青椒片、大蒜片放入锅中炒至断生，加入猪肉，快速翻炒，加入少许盐和老抽调味，即可出锅。2、请列出自己喜欢的菜看，并通过互联网查找相关图片和制作方法，分享自己的发现。菜名制作方法宫保鸡丁主要材料有鸡胸肉、干辣椒、花生、青椒等。制作方法包括将鸡肉切丁腌制，炒香干辣椒和花生，再加入鸡丁翻炒，最后调味即可。算法通常是计算机科学或数学领域中的概念，可以用计算机程序或数学公式表示。在生活中，如果解决特定问题的方法能用明确、完整和可执行的步骤来表示，这种方法也可以被称为算法。算法推荐是指通过算法分析用户的行为、偏好和历史数据，为用户提供个性化的内容或产品推荐。常见于电商、社交媒体和视频平台等，通过推荐系统提升用户体验和满意度。探究实践小红在制作蛋糕时，需要在原料中添加180毫升水，但她没有测量用的量杯，只有容量分别为350毫升、380毫升和500毫升的三个矿泉水瓶，设计算法利用这三个瓶子帮助小红完成任务。将350毫升瓶子装满水。将350毫升瓶子中的水倒入380毫升瓶子，留下20毫升在350毫升瓶子中。将380毫升瓶子中的水倒掉，再将350毫升瓶子中的20毫升水倒入380毫升瓶子。再次将350毫升瓶子装满水。将350毫升瓶子中的水倒入380毫升瓶子，直到380毫升瓶子装满。此时，380毫升瓶子中有60毫升水，350毫升瓶子中剩下180毫升水。二、了解算法的多样性解决问题的算法往往并不唯一，同一个问题可以用多种算法来解决。比如，遇到不认识的生字想要查字典时，可以用部首查字法，也可以用数笔画查字法;求不规则图形的面积，可以有多种解题算法;乘公交车出行，可以选择公交班次最多的路线，也可以选择停站最少的路线……可以使用部首查字法，也可以通过数笔画来查字。探究实践星期日，小红开启了忙碌的一天。她要将垃圾送到垃圾站，去快递柜取快递，去超市买菜，去水果店买水果，去药店买药。学生A：快递比较重。我先倒垃圾，再买菜……最后拿快递。学生B：我会先去倒垃圾，然后去拿快递、买菜……我想：先把垃圾丢掉，再去买药买水果、买菜最后去拿快递。算法的特点明确性：算法的每一步都必须清晰明确。有限性：算法必须在有限的步骤内完成。可行性：算法的每一步都应可行，能够在实际中执行。输入和输出：算法应有零个或多个输入，并且至少有一个输出。通用性：算法应适用于一定范围内的问题，而不仅仅是特定实例。三、认识算法的价值算法与我们的生活息息相关，合理的算法能够帮助我们提高学习和工作的效率。算法可以应用于同类问题的解决，也可以通过改进，应用于类似问题的解决，帮助人们省时省力，提高效率。例如，煮饭算法可以应用于各种不同型号的电饭煲，实现自动煮饭功能。以人工智能图像识别算法为例，它可以用于物体识别、人脸识别、手势识别和文字识别等。算法与人们的生活密不可分。无论是工农业生产、日常水电供应，还是远程通信、网上购物，都离不开算法。算法可以通过优化资源配置，提高效率、增强安全性及改善服务体验，为我们的生活带来便利。从智能推荐系统到路线规划，从个性化学习到医疗诊断，算法的应用无处不在，它为我们提供个性化的服务、建议和指导使我们的生活更加智能、高效和安全。在人工智能算法的支持下，智慧城市、智能制造、智慧医疗、智能驾驶等智能应用推动人类社会进人了智能时代。信息链接一些算法需要大量的内存空间来存储数据或中间结果，这在内存有限的情况下可能会导致问题，并且并非所有问题都有有效的算法解决。例如，NP难题（如旅行商问题）没有已知的多项式时间算法。对于某些问题，尤其是优化问题，算法可能只能找到近似解，而不是最优解。同时，算法的性能往往依赖于输入数据的特性，某些算法在特定情况下表现良好，但在其他情况下可能表现不佳。还有些一些复杂的算法（如深度学习模型）可能难以解释其决策过程，这在某些应用场景（如医疗、金融）中可能是一个问题。因此，算法在提供便利的同时，也存在局限。算法可能无法处理所有复杂和未知的情况。此外，算法也可能存在偏见和错误，需要人类监督与干预，以确保其公平性和准确性。因此，我们需要谨慎使用算法，并不断优化和完善它们。四、提升练习1.下列说法错误的是（ D ）A.解决同一个问题可能存在多种算法B.算法可应用于解决同一类问题C.合理地应用算法可以提高工作效率D.算法不受知识产权保护2.小组合作，尝试设计对图书进行分类整理的算法。五、开拓视野算法的知识产权算法的知识产权受法律保护。先进的算法是信息科技的基础之一。算法安全事关国家信息安全，只有发展自主可控的先进算法，才能打破其他发达国家的技术垄断。六、课堂练习完成课件34—36页的课堂练习题。七、拓展延伸1、计算机算法特征有穷性：算法必须在有限的步骤内完成，即每个算法的步骤数是有限的。确定性：算法中的每一步都有明确的定义，执行后会得到确定的结果。有输入：算法接受0个或多个输入，以便根据不同的情况来处理数据。有输出：算法会产生至少一个输出，这是问题的解决方案或是处理结果。可行性：算法中的每一个操作都是基本且可以实现的，能够在有限时间内完成。2、Transformer的算法Transformer的算法架构是一种专门设计用于处理序列数据的神经网络架构。示例：OpenAI开发的GPT是该算法的代表。它完全基于自注意力机制，能够有效处理长距离依赖，并行计算能力强Transformer的核心是自注意力机制,由编码器和解码器组成，使得序列中所有的元素可以同时处理，从而提升计算机效率。3、算法的其他作用快速排序与搜索：算法可以快速地在很多很多的信息里找到你想要的那个，就像你在一大堆玩具里找到最喜欢的那个小熊一样。图像处理：它可以把照片变得更清晰、更漂亮，或者帮你从照片里找出你想要的东西。路径规划：在导航系统中，算法帮助计算最短路径，优化行驶路线。 初步发现和思考生活中的算法。结合实践，理解算法的作用。完成实践探究。学习算法的多样性。认识算法的特点。认识和学习算法的价值。学习信息链接。完成提升练习。学习更多知识内容。完成练习题。进行知识拓展。 认识本课主要研究内容，帮助学生思考生活中的算法应用。结合具体的生活实践，解释算法是如何帮助我们更好的生活，解决生活中的问题。进而强化对算法的认识。结合量水的生活问题进行算法解决应用的教学课程，强化所学内容。引导学生结合具体的案例，理解算法并非唯一，解决问题的方式和途径是多样的意识理念，调动学生积极性和参与度。拓宽所学。结合生活中的具体案例强化算法在生活中的作用情况，加深学生对算法价值的判断和理解。拓宽学生所学知识，明晰算法的双重属性。考察学生学以致用的能力，深化对本课知识内容的理解和掌握。完善所学知识。巩固所学知识，考察学生对本课内容的掌握情况。拓宽学生知识面。
课堂小结 认识生活中的算法1.进行新知引入2.发现生活中的算法3.了解算法的多样性4.认识算法的价值5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 观察生活中的一个问题，尝试用算法的思维解决，比如如何高效安排一天的日程。说一说你眼中的算法。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
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