中小学教育资源及组卷应用平台 《算法的验证》 教学设计 一、学习内容分析 《算法的验证》是小学信息科技五年级上第三单元《用算法解决问题》第5课的内容。算法设计完成后，必须确保算法是有效的，因此在实施之前要先验证其是否有效。根据算法描述，判断算法是否具备三个特征，即算法的有穷性、确定性和是否有输出，如果不符合，算法将无法被执行。在确保算法具备算法特征后，还需要用具体数据对算法进行测试，测试分为人工测试和机器测试。两种测试方式各有优点，人工测试更便捷且不要求掌握程序设计语言，机器测试更快速且可以短时间内完成大量数据的测试，因此两者关系不是非此即彼，而是相辅相成，只有通过了验证的算法，才能够有效地被运行并解决问题。教材通过算法特征和数据验证算法，并利用程序体验算法，让学生回忆算法的特征、熟知流程图的描述方式，体会计算机有序执行的思维模式，理解用多组数据测试算法的必要性。本课安排了根据算法特征验证、用数据验证算法和利用程序验证算法三个部分内容。 本课第一部分安排“根据算法特征验证算法”,旨在让学生通过对流程图的观察，回忆算法的特征、变量值的来源，并熟知流程图的描述方式，能够改正错误之处，确保算法的描述是有效的。第二部分安排“用数据验证算法”,通过算法能够通过部分测试数据，让学生感受算法验证的作用和重要性，能将具体数据带入流程图，并逐步计算得到结果。第三部分安排“利用程序验证算法”,不要求学生理解具体程序，以体验为主，可以让学生调整具体参数加深体验感受。通过和第二部分测试数据过程的对比，让学生感受到利用计算机验证算法的速度优势，但要让学生明白应尽可能保证算法有效，再利用计算机验证算法。因为用程序实现算法也需要花费时间和精力，如果跳过前两步验证，可能需要多次修改算法和程序，甚至在编写程序过程中就遇到问题。 二、学习对象分析 通过前面两个单元的学习，学生对于算法已经有了一定的掌握。本单元前四课已经介绍了设计算法的一般过程，学生能够将问题分解、抽象、建模，并设计算法。但是算法在用于解决问题之前，需要经过验证，本课按照算法验证的三种方式，通过对“最短路线算法”的验证，让学生对验证式的算法设计有更深入的认识。学生已经学习了变量、流程图描述算法的方式和算法的特征，能够理解变量在算法中的作用，知道变量的值从何而来，能够用流程图正确描述算法。 三、教学目标 1.掌握根据算法特征验证算法的方法。 2.掌握用数据验证算法的方法。 3.了解利用程序体验算法的过程。 4.初步形成模拟、验证解决问题的思维 【重点与难点】 教学重点：掌握根据算法特征验证算法的方法；掌握用数据验证算法的方法。 教学难点：掌握用数据验证算法的方法。 素养指向：理解并掌握规模分解和行动分解问题的思想。 四、方法策略 以学生实践为基础，采取任务驱动式教学，以学为本有效地落实教学目标。辅以案例分析法、归纳总结法、小组合作法，在解决问题的过程中，体验学习过程，发展计算思维。 五、教学流程 （一）生活问题，导入新知 教学内容与活动 设计意图 情境导入对于生活中遇到的问题，我们可以通过对问题进行分解、抽象、建模，设计一个解决方案，即设计解决问题的算法。那这个算法是否有效？能否成功解决问题？我们可以采用哪些方式来进行验证呢？ 通过问题导入，激发同学们的兴趣，引出主题。 （二）探究模型，新知学习 教学内容与活动 设计意图 1.用流程图描述算法活动一：针对自动送货机器人送货最短路径问题，经过前几节课的分解、抽象、建模和算法设计，写出该算法的主要流程描述。2.在计算机中验证算法活动二：在计算机中验证算法算法可以先编写成计算机程序，再在计算机上进行验证。（1）运行以下 ... ...
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