4.12短跑赛道随机排——执行方式 教学设计--2024-2025学年五年级上册《信息科技》（安徽版2024）

4.12 短跑赛道随机排—— 执行方式
教学设计
一、学习内容
本项目的学习内容是采用随机分配原则，对学校运动会中的短跑赛道进行合理编排，以体现比赛的公平、公正。在设计分配算法时先要考虑是随机选择运动员，还是随机选择赛道，但其实无论是哪种随机方式，都是先定第一项，再用同样的方式分配剩余项即可。在学习随机编排短跑赛道过程中，学生需要学会对数据的范围进行确定，即待分配的运动员名单中要去掉已分配的，这是教师在引导学生进行自主学习时需要关注的问题。
二、学习基础
五年级的学生有较强的主人翁意识，他们用所学知识解决实际问题的意识强烈，对于用算法助力短跑赛道编排这个项目非常感兴趣。学生在前面学习描述算法时，对算法的顺序、分支和循环三种基本控制结构已有了一定的认识，但根据实际问题，运用三种控制结构去设计算法的执行方式相对还较为陌生。因此，本课教师利用项目学习，在分析、讨论中，引导学生认识和理解算法执行的方式，在交流体验中学会选择合适的算法执行方式，为短跑项目随机编排赛道，解决生活中的实际问题。
三、问题梳理
1．项目问题
（1）如何编排短跑赛道，确保比赛的公平公正？
（2）编排短跑赛道有哪些方法？
（3）如何实现随机编排短跑赛道？
2．素养问题
（1）算法的执行方式有哪些？
（2）如何根据问题需求确定算法的执行方式？
（3）如何用流程图描述所选择的算法执行方式？
四、学习目标与重难点
1．学习目标
（1）项目目标
实现短跑项目赛道随机编排。
（2）素养目标
能基于对算法的理解，确定算法执行的方式。
2．学习重点和难点
（1）学习重点
能根据实际需求，实现短跑项目赛道随机编排。
（2）学习难点
能基于对算法的理解，选择合适的算法执行方式解决问题。
五、学习流程
六、环境与资源
网络教室环境，师生电脑中安装有Scratch图形化编程软件，相应的交互式课件、微课、项目学习记录单等学习资源。
七、学习评价
根据信息科技教学指南和学习手册的建议，本项目以小组为单位，分工协作，使用信息科技教学平台开展项目学习。在项目学习中，学生需要掌握算法可分为顺序、分支、循环三种控制结构等核心知识，会根据不同的需求选择不同的算法执行方式。考虑到学生已有的知识基础、认知水平和学习特点，在项目分析环节，教师鼓励学生围绕项目思考如何随机分配赛道，分析确定赛道分配的方法，完善编排赛道流程图的制作；在项目实施环节，以第1条赛道分配为例，引导学生分析确定赛道编排数据范围的确定，并补充完善程序，对随机编排短跑赛道的算法执行方式进行验证，让学生在思考、分析、实践中，思维能力得到培养；在项目评价环节，鼓励学生积极展示小组学习成果，分享解决随机编排短跑赛道问题的思路和方法。
评价维度 评价内容 评价结果
核心知识 知道算法的三种控制结构，会根据不同的需求合理选择算法执行方式，并运用程序进行验证。
思维能力 能独立完善编排赛道流程图的制作，会对赛道编排的数据范围进行确定，理解算法的执行过程。
语言表达 能逻辑清晰地说出随机编排短跑赛道的算法执行过程。
团队协作 能参与小组交流讨论，按分工参与小组活动，积极回答问题。
八、学习过程
学习环节 学习活动 学习支持 设计意图
创设情境提出问题 1．创设情境学校从五年级学生中招募了一批“运动会小志愿者”，参与短跑赛道的编排工作。在编排工作中，小志愿者们遇到了什么困惑呢？2．思考问题自主学习教学平台中的交互式课件，思考问题：怎样安排赛道才能确保每位参赛选手有相对公平的机会？小组讨论，分析得出随机分配，对参赛者而言相对公平。 教学平台出示情境视频，学生观看情境视频，自主发现学生志愿者们遇到的困惑。 联系生活实际，从学生喜爱的运动会切入，引导他们结合自身已有经验，对如何解决项目问题有一个整体的认识，尝试借助已有经验初步分析问题。
项目分析确定方案 1．分析问题（1）思考：如何随机分配赛道？学生思考回答问题（2）结合生活中的抽签想一想，电脑在随机分道时，是一次性随机分完，还是逐个分配？ 学生思考并回答问题。2．设计赛道分配方案分小组规划设计赛道分配方案，在教学平台中完成方案的算法设计流程图，并思考这个算法是用什么控制结构执行的？小组讨论，并在教学平台中完善算法流程图的制作。3．理解随机分道过程学生分组实物模拟随机编排赛道的过程，并根据自己的活动体验，用自然语言流程图描述随机编排赛道的过程。
学生分小组用实物模拟随机编排赛道过程，并在教学平台中完成随机编排赛道自然语言流程图。 学生在整体认识的基础上，通过思考得出有两种赛道分配的方法，一种是随机选运动员逐条赛道分，另一种是随机选赛道逐个运动员分学生分小组在教学平台中完善算法流程图的制作，规划设计出赛道分配方案。学生分小组模拟随机编排赛道的过程，并积极思考，在平台中完成自然语言流程图的填写。 培养学生将大问题分解成子问题的能力。培养学生的规划能力，以及利用所学解决生活中实际问题意识，初步认识算法的执行方式。让学生直观地体验随机编排赛道的过程。
项目实施安排赛道 1．确定随机分道算法从算法执行的视角去思考：为6名运动员随机编排赛道，应该使用哪种算法执行方式？尝试观看微课“确定算法的执行方式”。学生观看微课，并在教学平台中进行互动答题活动。2．确定第1条赛道分配方式思考第1条赛道是如何分配的，为什么代码最后要删除列表中的选中项？学生小组交流讨论汇报。3．确定其它赛道分配方式想一想：分配第2条赛道，空白处应该填什么？第3条、第4条、第5条、第6条呢？小组讨论，并填写学习记录，完成互动答题。学生小组交流讨论，填写学习记录单中的表格。4．输出赛道分配结果分小组完善半成品程序代码，并运行程序，验证结果。 学生在教学平台中自主学习微课，参与互动答题活动，在教学平台中为随机编排赛道选择合适的算法执行方式。学生观察并阅读程序，结合程序算法，理解待分配的运动员名单中要去掉已分配的。学生仔细思考，将表格填写完整，在线参与互动答题活动，确定出6条赛道的赛道编排数据范围。学生分小组探究实践，完善半成品程序代码。 培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。让学生在观察中有效发现问题、思考问题，让学生的思维能力反复得到培养。学生在程序验证过程中，对随机编排短跑赛道的算法执行方式进行验证。
项目评价展示汇报 1．展示交流分组展示汇报学习成果，其他同学认真聆听，对其进行互评，对比自己的探究过程，进行补充完善。2．完成评价 各小组在教学平台中对本组的项目完成情况进行评价。 展示学习成果，深入理解随机编排短跑赛道的算法执行过程。 通过展示与交流，在自评、互评等多元评价中，及时掌握学生学习情况，调整教学过程。
项目小结拓展应用 1．归纳总结通过对算法的理解，想一想，在解决问题时，算法有哪些执行方式，每种方式又是如何执行的？学生根据自己的理解说说算法的执行方式。2．延伸拓展在解决实际问题时，我们应该如何选择算法的执行方式？学生思考并回答问题（预设：应根据实际需求合理选择算法的执行方式） 学生积极发言，理解三种算法的执行方式，学会根据实际问题，灵活选用算法的执行方式解决问题。 学会将方法迁移应用到实际问题的解决中。帮助学生形成学习能力，提升素养。
九、学习反思
本项目以运动会短跑赛道安排作为切入点，引导学生思考怎样安排赛道才能确保每位参赛选手有相对公平的机会，学生使用教学平台进行自主学习，在分析规划、实践操作、交流分享等环节中，经历了“设计赛道分配方案—规划编排赛道流程—完善随机分道程序—输出赛道编排结果”这一完整的探究过程，在实践中思考解决问题的办法。通过随机编排短跑赛道这条明线，学生在解决问题的过程中，理解了使用列表存储数据的过程，学会根据不同需求合理选择恰当的算法执行方式来解决实际生活问题，并在项目学习过程中，积极思考问题、主动参与小组活动，大胆表达自己的想法，同时教学平台对学生学习过程数据进行记录，在自评、互评和教评等多元评价中，对自己的学习过程有清晰的认识。本项目顺利开展的前提是保证师生能够登录信息科技教学平台，老师需要提前在教学平台中设计好各个互动活动，在落实过程性评价时，教师需准确把握学生的学习进度，当学生自主探究到相应学习活动时，应及时开展相对应的互动学习活动，以满足不同学生的学习需求。