学 期 教 学 计 划
一、教材分析
1、本册教材内容结构特点
本学期的信息科技教材是2023年经浙江省中小学教材审定委员会审核通过,由浙江教育出版社出版的全新版教材。
信息科技课程坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想 为指导,全面贯彻党的育人方针,落实立德树人根本任务,以 数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑 主线组织学习内容,培养学生学科核心素养。《信息科技》六年级上册包括“算法的实现”“算法的效率”“算法的影响”三部分内容,这三部分相互渗透,相互融合。本模块主要内容要求有:
(1)在计算机中运用算法解决问题的一般步骤,借助表格对“鸡兔同笼”问题进行抽象,用算式表达计算模型,认识枚举算法,利用枚举法设计解决“鸡兔同笼”问题的算法。
(2)认识python编程运行环境与基础语句,运行、调试程序。
(3)对猜数字问题进行抽象建模,使用循环和分支结构设计算法,编写程序验证算法,调试、完善算法与程序。
(4)分析猜数字游戏问题、设计解决问题的多种算法、验证解决问题的多种算法,学习算法评价的方法、体验算法评价。
(5)抽象与建模、枚举算法设计、枚举算法的程序实现;抽象与建模、筛选算法设计、筛选算法的程序实现;抽象与建模、同余算法设计、同余算法的程序实现。
(6)认识并应用在线生活中的算法,理解算法的价值与局限,理解人机对话的原理、用编程来实现人机对话。
六年级上册一共有三个单元,每个单元都设置了单元页, 内容包含本单元的学习目标、关键词及思考问题。每一课的开头都设计了“你将学习……”栏目,展示本节课将要学习的内容,同时课中还设计了讨论、建构、正文及练习等内容,针对学习内容的需求,正文适当添加了想一想、试一试、小知识等内容以辅助学生的学习。
本册主要是引导学生继续熟悉利用算法求解简单问题的基本方式,通过若干个熟悉的实践案例提升算法设计能力,认识算法与程序之间的关系。通过多种算法的执行及评估,让学生意识到评价算法的标准除了正确性和有效性以外,执行效率也是一个需要关注的因素,帮助学生初步养成运用算法的思维习惯,形成设计与分析简单算法的能力。认识常见现象背后的算法的作用和人机对话的原理,探讨算法对人们生活、工作、学习,以及社会发展、科技进步、国家安全的重要影响,辩证地看待算法的价值与局限;依据信息社会伦理道德和法律法规,自觉约束个人的行为,增强在信息社会生活的责任心和能力。
第一单元的主题是“算法的实现”。围绕“算法”这条核心逻辑主线,在具体问题的解决过程中让学生理解“算法是一组明确定义且可执行的操作,用于描述解决问题的方法及其步骤”“解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案”等大概念。 本单元一共7课,包括利用算法解决问题的步骤与方法,通过“总-分-总”的方式进行编排。第1课以解决学生熟悉的投票问题为例,从整体上回顾在计算机中运用算法解决问题的过程,以唤醒学生原有的认知。第2-5课以“鸡兔同笼”问题为例,呈现每一个步骤的具体方法及过程。第6-7课通过猜数字游戏,让学生综合运用所学方法解决问题,以提升学生运用计算机求解问题的能力与意识。
本单元各课内容如下表所示:
课序 课题 简介
第1课 算法与问题解决 在计算机中运用算法解决问题的一般步骤。
第2课 抽象与建模 借助表格对“鸡兔同笼”问题进行抽象,用算式表达计算模型。
第3课 算法设计 认识枚举算法,利用枚举法设计解决“鸡兔同笼”问题的算法。
第4课 算法的程序体验 认识Python编程运行环境与基础语句。
第5课 算法的执行 运行、调试程序。
第6课 猜数字算法设计 对猜数字问题进行抽象建模,使用循环和分支结构设计算法。
第7课 猜数字算法验证 编写程序验证算法,调试、完善算法与程序。
【单元目标设计】
素养目标
通过具体问题的解决,知道用计算机实现算法解决问题的一般过程,理解算法与计算机程序的关系,掌握程序设计的基本知识与方法,提高、完善优化算法的意识。
单元目标描述 单元主要涉及的大概念 逻辑主线
通过解决简单问题,体验用算法解决问题的一般过程,掌握抽象与建模、算法设计、验证与优化算法的方法。 通过程序验证算法,理解算法与程序的关系,掌握阅读、修改、编写、运行计算机程序的方法。 通过调试程序,理解算法的执行过程,能够根据程序输出结果有针对性地完善算法。 算法是一组明确定义且可执行的操作,用于描述解决问题的方法及其步骤。 解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案。 算法可以用文字、图示、代码等方式进行描述。 算法
第二单元的主题是“算法的效率”。围绕“算法”这条核心逻辑主线,融合“数据”“信息处理”等多条逻辑主线螺旋上升。本单元围绕“同一个问题可以采用多种算法来解决,而不同的算法可能具有有同的效率”和“解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案”等大概念,共设计5节课,安排了猜数字和“韩信点兵”等游戏,对同一个问题设计多种不同算法,“韩信点兵”可分别采用枚举、筛选、同余算法解决,并针对不同算法,讨论算法评价的方法。。
本单元各课内容如下表所示:
课序 课题 简介
第8课 算法的多样性 分析猜数字游戏问题、设计解决问题的多种算法、验证解决问题的多种算法。
第9课 算法的评价方法 学习算法评价的方法、体验算法评价。
第10课 “韩信点兵”枚举法的实现 抽象与建模、枚举算法设计、枚举算法的程序实现
第11课 “韩信点兵”筛选法的实现 抽象与建模、枚举算法设计、筛选算法的程序实现
第12课 “韩信点兵”同余法的实现 抽象与建模、枚举算法设计、同余算法的程序实现
【单元目标设计】
素养目标
在典型的信息科技应用场景中,尝试采用不同方法解决同一个问题,熟悉一些常用经典算法的程序实现和执行过程;能针对 不同的输入数据规模,分析解决同一个问题的不同算法在时间效率上的高低。
单元目标描述 单元主要涉及的大概念 逻辑主线
通过分析生活中的具体问题解决实例,认识到解决同一个问题可能存在多种算法。 通过同一个问题的多种算法验证,认识到不同的算法存在运行效率上的差异。 通过估算算法的时间复杂度,理解影响算法运行时间的因素,能根据简单问题求解的需要设计合适的算法。 同一个问题可以采用多种算法来解决,而不同的算法可能具有不同的效率。 解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案。 算法
第三单元的主题是“算法的影响”。本单元由3课组成,第13课主要以“推荐算法”与“路径规划算法”为例,揭秘学生日接触较多的在线生活场景,体验算法的重要性,为探讨算法对生活的影响做好铺垫。第14课通过生活中各种常见的算法应用,让学生从算法的价值与局限两个视角分析算法的影响,帮助学生提高信息社会责任感,并运用所学指导个人的信息社会行为。第15课通过学习人机对话原理,让学生知道人机对话的实现原理;通过对编程实现人机对话的分析以及算法的实现,让学生意识到人机对话实现的背后离不开算法的支持。
本单元各课内容如下表所示:
课序 课题 简介
第13课 在线生活中的算法 认识并应用在线生活中的算法
第14课 算法对生活的影响 理解算法的价值与局限
第15课 人机对话的实现 理解人机对话的原理、用编程来实现人机对话。
【单元目标设计】
素养目标
以学科视角观察并解释算法在生活中的应用,对算法的价值和局限有一定的认识,了解自主可控的系统在解决安全问题时的重要性,自觉尊重并保护算法的知识产权,提升算法应用的安全意识。
单元目标描述 单元主要涉及的大概念 逻辑主线
知道算法在生活中的广泛应用,能够主动利用算法解决真实问题。 辩证地看待算法的价值与影响,理解自主可控技术的重要性。 了解人机对话的原理,利用编程工具实现简单的人机对话。 数据具有价值,数据的可靠性在很大程度上受其来源的影响。 数据
同一个问题可以采用多种算法来解决,而不同的算法可能具有不同的效率。 算法
2、本册教材教学目标定位
(1)通过第一单元的学习,知道在计算机中实现算法的一般步骤,理解算法与计算机程序之间的关系,利用算法与计算机程序解决简单问题。
(2)通过第二单元的学习,知道算法具有多样性,能依照算法的描述和问题实例评估算法的效率,能根据简单问题求解的需求设计出合适的算法。
(3)通过第三单元的学习,了解在线生活背后的算法,理解算法的价值与局限,了解人机对话的原理。
3、本册教材教学重点难点
本册教材教学重点:
(1)体验在计算机中运用算法解决问题的一般步骤,抽象建模的方法,掌握枚举法解决问题的一般方法,认识Python语言的基础语句,掌握运行、调试程序的方法,设计猜数字算法,验证算法。
(2)设计猜数字游戏的多种算法,初步掌握算法效率评价的方法,掌握枚举算法解决问题的一般过程,掌握用筛选法解决问题的一般过程,掌握用同余法解决问题的一般过程。
(3)知道在线生活背后常见的算法,理解算法的价值与局限,了解人机对话的原理,并用程序进行验证。
本册教材教学难点:
(1)设计解决问题的算法,利用表格对问题进行抽象,理解枚举算法思想,理解算法可以通过计算机语言来实现,初步具备完善算法与程序的意识,灵活利用循环和分支结构设计算法,完善算法。
(2)实现及验证猜数字游戏的多种算法,多种算法的效率比较,掌握枚举算法的程序实现,掌握筛选法的程序实现,掌握同余法的程序实现。
(3)掌握使用在线生活中的算法解决实际问题的方法,辩证地看待算法的价值与局限,编写简单的人机对话程序。
4、本册教材教学注意事项
(1)第一单元的学习要融入具体问题的解决过程。在实际教学中,可以根据学生与学校的实际情况对问题做适当调整,但要避免问题或项目之间的简单重复,实现学生在能力和思维方面的螺旋上升。在开展具体的教学时,可以采用项目化教学,为学生提供丰富的学习架构,满足不同学生在不同阶段的学习需求,同时做好项目进度管理与评价,保障整个项目的有序推进。
(2)第二单元的学习要融入具体问题的解决过程。在实际教学中,教师可以根据学生与学校的实际情况对问题进行适当简化,鼓励学生发现、分析问题,以解决问题为导向设计算法、学习新知、探索实践等。
(3)学习第三单元之前,学生已经对“算法的描述”“算法的执行”“算法的效率”有了较为丰富的体验与认识,具备了一定的算法思维。为了帮助学生进一步学习生活中的一些算法案例,可以设计学习单,将学习内容转化为问题链,通过体验、分析、讨论、小结、应用等环节强化学生对算法的理解。还可以采用实验探究、小组合作、项目实践等教学方式,让学生在真实的学习环境中展开学习活动,在真实项目实践中发现问题、分析问题、探究问题、完成知识的建构。
二、学情分析
学生非智力因素情况分析(学习动机、习惯、兴趣等):
六年级学生对信息科技课程普遍表现出较高的兴趣,学习动机主要来源于对实际操作的好奇心与成就感。多数学生具备基础操作习惯,能自觉保存文件,但部分学生专注力持续时间较短,倾向于实践而非理论学习。兴趣点集中在游戏化编程、创意设计等领域,对抽象概念的理解需借助实例强化。
全体学生的知识水平分析:
六年级学生知识水平呈现两极分化。大部分学生已较熟练的打字、基本办公软件操作及网络信息检索。少数学生能进行简单的编程。但个体差异显著,存在个别学生基础操作仍不熟练的情况,需在算法逻辑、信息安全意识等方面进行整体加强。
本班差生原因分析:
1.基础操作薄弱:键盘输入、文件管理等计算机基础操作不熟练,影响后续学习效率。
2.听课习惯欠佳:注意力易分散,跟不上操作演示,遇到问题不主动寻求解决方法。
3.缺乏学习动机:对课程兴趣不高,存在畏难情绪,遇到稍复杂的逻辑任务容易放弃。
4.练习机会不足:家中缺乏电脑或家长限制电子设备使用,导致课上所学无法巩固。
三、提优辅差具体措施
辅差措施:
夯实基础:利用微课、小组互助等形式,巩固基础操作。
任务分层:设置难度递进的实践任务,让后进生从简单任务中获得成就感。
个别辅导:课上重点关注,手把手指导,鼓励其提问,建立学习信心。
提优措施:
拓展挑战:提供开放性探究项目,如设计复杂游戏、创作数字作品,培养创新能力。
充当助手:鼓励成为“小老师”,辅助同伴,深化知识理解,增强责任感。
竞赛激励:引导参与信息素养竞赛等活动,激发潜能,提升综合应用能力。
各 单 元 教 学 计 划
第一单元:算法的实现
主题 算法的实现 课时预计 7课时
单元目标 知道在计算机中实现算法的一般步骤,理解算法与计算机程序之间的关系,利用算法与计算机程序解决简单问题。
课次 教学课题 教学策略 课时目标
第1课时 算法与问题解决 在设置情境与任务时,建议从学生的生活实际入手,选择学生熟悉的简单问题,引导学生将已有经验迁移到用算法解决问题的各个步骤,并感知人工实现算法和用计算机实现算法的区别。 通过解决投票问题,体验在计算机中运用算法解决问题的一般步骤。 通过程序实现算法,感受计算机解决问题的优势。
第2课时 抽象与建模 在进行建模时,引导学生联系数学中使用方程解决“鸡兔同笼”问题的方法,在抽象的基础上,利用数学算式表示该问题的计算模型。由于学生可能会忽略变量的取值范围,要引导学生思考并做好标注。 通过对“鸡兔同笼”问题进行抽象,掌握使用表格提炼关键要素的方法。 通过对“鸡兔同笼”问题进行建模,掌握使用算式建立计算模型的方法。
第3课时 算法设计 课堂开始可以组织学生体验几个生活中喜闻乐见的运用了枚举法的活动,让学生在熟悉的活动中学习枚举法。在流程图的绘制环节,可以将练习设计成学习单的形式,将对枚举法的理解和应用融入学习单的若干任务中。 通过生活中具体案例的分析,理解枚举算法思想。 通过设计“鸡兔同笼”问题的算法,掌握枚举法解决问题的一般方法,初步树立运用经典算法思想解决问题的意识。
第4课时 算法的程序体验 本课学习内容较多且理论性较强,可以为学生提供多种学习支架,让学生充分开展自主学习,避免单向讲解灌输。在学习计算机语言时,为了增加学习的趣味性,可以提供不同高级语言编写的简单代码,引导学生通过找异同的方式进行归纳。 认识计算机语言,理解算法可以通过计算机语言来实现。 通过体验“鸡兔同笼”程序,认识Python语言的基础语句。
第5课时 算法的执行 本课的学习内容对于学生来说有一定的挑战,可以根据学生的学情适当调整学习的难度。在调试程序时,可以结合实验教学法,让学生打开存在常见错误的代码,引导学生观察现象、分析原因、实践修改。 通过运行“鸡兔同笼”程序,掌握算法执行的方法。 通过运行“鸡兔同笼”程序,掌握程序调试的方法,初步具备完善算法与程序的意识。
第6课时 猜数字算法设计 在问题导入环节,可以组织学生玩一玩猜数字游戏,从面提出本项目的驱动性问题。在建模时,为了降低难度,可以为学生提供表格,让学生填入相应的内容,建立解决问题的计算模型。 通过对猜数字问题进行抽象与建模,掌握利用表格进行建模的方法。 通过设计猜数字算法,熟练掌握算法设计与描述的方法。
第7课时 猜数字算法验证 可以将猜数字游戏的半成品程序分发给学生,让学生根据算法流程图和代码中的提示进行补充或者修改。对于程序中的留空或者错误的呈现,要根据学生的学情有针对性地进行设计。 通过运行程序验证猜数字算法,掌握分析程序运行过程与结果的方法。 根据对算法验证结果的分析,能初步完善算法。
第二单元:算法的效率
主题 算法的效率 课时预计 5课时
单元目标 知道算法具有多样性;能依照算法的描述和问题实例评估算法的效率;能根据简单问题求解的需求设计出合适的算法。
课次 教学课题 教学策略 课时目标
第1课时 算法的多样性 建议采用项目化学习方式,比如,围绕“你还能用哪种算法来解决猜数字游戏”这个驱动性问题,让学生的学习。可安排“小组猜数”环节,学生三人一组,模拟猜数字游戏。 通过设计猜数字游戏的算法,理解顺序查找和二分查找的思想,树立使用多种方法解决同一个问题的意识。 通过验证猜数字游戏的算法,初步掌握顺序查找和二分查找的程序设计方法,提高算法实现的能力。
第2课时 算法的评价方法 在创设情境与任务时要考虑学生的认知状况,建议选择学生在生活、学习中比较熟悉的问题且学生对解决该问题的算法有一定的认知基础,这有利于学生展开对算法效率的讨论。建议采用项目化学习方式,如围绕“算法的时间复杂度与哪些要素有关”这个驱动性问题,引导学生展开持续性的学习。 通过“数”算法中循环的执行次数,认识到解决同一个问题的不同算法可能存在时间效率上的差别,初步掌握算法效率评价的方法。 通过给算法加计数变量等操作,比较语句的执行次数,深入理解算法的时间复杂度,形成算法效率的意识。
第3课时 “韩信点兵”枚举法的实现 要避免空洞地讲授抽象概念,因此要选择学生熟悉的情境与任务,在讨论问题求解的过程中,有机融入“算法的描述”“算法的执行”“算法的效率”三个部分内容,让学生自然地形成认知关联。 理解枚举算法的思想,掌握枚举算法解决问题的一般过程。 通过使用枚举算法解决“韩信点兵”问题,掌握枚举算法的程序实现。
第4课时 “韩信点兵”筛选法的实现 建议采用项目化学习方式,如围绕“如何找出符合条件的最小被除数”这个驱动性问题展开持续性的学习。在讨论环节,教师可引导学生回顾上一节课的算法分析情况,结合“探索”栏目中的表格,引出筛选的思想。 理解筛选法的思想,掌握用筛选法解决问题的一般过程。 通过使用筛选法解决“韩信点兵”问题,掌握筛选法的程序实现,进一步体会算法的多样性。
第5课时 “韩信点兵”同余法的实现 建议采用项目化学习方式,比如,围绕“同余的多个被除数之间存在怎样的关系”这个驱动性问题展开持续性的学习。可引导学生回顾上一节课的算法分析情况,结合“探索”栏目中的表格,引出同余的思想。 了解同余法的思想,掌握用同余法解决问题的一般过程。 通过使用同余法解决“韩信点兵”问题,掌握同余法的程序实现,进一步体会算法的多样性。
第三单元:算法的影响
主题 算法的影响 课时预计 3课时
单元目标 了解在线生活背后的算法;理解算法的价值与局限;了解人机对话的原理。
课次 教学课题 教学策略 课时目标
第1课时 在线生活中的算法 可采用实验教学法,由生活现象提出假设,让学生在具体的案例讨论与活动体验中开展学习并得出结论,完成对知识的建构。 认识在线生活背后的常见算法。 体验使用在线生活中的算法解决实际问题
第2课时 算法对生活的影响 本课内容较为抽象,偏理论。可通过辩论、案例分析等活动,让学生在丰富的案例分析中感悟算法的价值与局限。 通过分析常见案例,理解算法的价值与局限。 了解自主可控的系统在解决安全问题时的重要性,自觉尊重并保护算法的知识产权。
第3课时 人机对话的实现 在创设情境的时候,教师要考虑到学生生活实际,设计的情境和任务要贴近学生,如选用学生比较熟悉的小爱同学、天猫精灵等智能语音音箱。任务的实施,也可以借助教材中的实例进行后续编写。 通过查找资料,互相探讨交流,了解人机对话的原理。 通过编程实现简单的人机对话,进一步加深对算法在问题解决过程中所起支撑作用的认识。
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