中小学教育资源及组卷应用平台 信息科技 第六单元 第2节 细胞生存奥秘 课题 细胞生存奥秘 单元 六单元 学科 信息科技 年级 五年级 教材分析 《细胞生存奥秘》该课时教材以 “探索细胞生长与死亡” 为情境，编排了 “生命游戏算法解密 — 生命游戏创意图案” 的实践学习活动，引导学生理解 “生命游戏” 的演化规则，掌握用规则分析细胞生死变化、模拟演化过程的方法。教材将算法模拟与生命现象有机融合，注重 “体验感知 — 规律探究 — 创意实践”，符合五年级学生从具象到抽象的认知特点，能帮助学生感受算法模拟复杂系统的价值，培养科学探索思维。 教学目标 信息意识：能说出生肖地支对应关系，理解其在寻宝线索匹配、传统文化关联等实际场景中的应用逻辑。计算思维：能分析移位加密解密的流程路径，掌握用自然语言、步骤拆解解决线索解密、信息加密等问题的方法。数字化学习与创新：能结合表格工具梳理生肖地支对应，验证其在寻宝线索解析、信息加密优化等场景中的应用，让解密更清晰高效。信息社会责任：在移位加密的应用中，感受算法与传统文化的价值，践行用合理方法规范信息加密、保护简易信息安全的责任。 重点 能运用规则模拟细胞演化过程，分析细胞生死变化规律。 难点 设计稳定或具有创意的初始图案，分析其演化趋势与稳定性原因。 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2课 细胞生存奥秘健康状况与人体的新陈代谢息息相关。当新陈代谢旺盛时，细胞活力充沛，分裂活跃，人体健康状况良好;当新陈代谢减缓时，细胞则逐渐走向衰败，人体健康状况欠佳。小智想了解细胞的生长与死亡，于是他找到了小慧。知目标：1.能描述“生命游戏”算法的基本规则。2.能描述“生命游戏”算法中细胞生死变化的规律及其背后的逻辑。3.能设计出有趣的“生命游戏”初始图案，分析其稳定性与变化趋势。播放视频 观看视频明确目标，思考细胞生长与死亡的规律。 激发探究兴趣，让学生初步感知生命游戏价值。 讲授新课 一、“生命游戏”算法解密人体新陈代谢的快慢会影响细胞生长、分裂和衰败速度。在“生命游戏”中，细胞的生存状态也遵循类似的规律。细探究打开资源文件中的“体验游戏”HTML程序(见图6-2-1)，我们可以看到一个由方格组成的网格，每个方格代表一个细胞的状态:黑色表示活细胞，白色表示死细胞。点击方格可放置活细胞，让我们通过体验游戏，尝试发现细胞生存与死亡的规律。上述游戏即为“生命游戏”，游戏的初始状态由用户自主决定，之后按照以下规则演化(见表6-2-1)。(观看表格)勤思考请根据当前细胞网格状态，绘制出经过第一次演化、第二次演化后的细胞网格(见图 6-2-2)。(观看图片)当细胞网格不再有细胞死亡或诞生，或者不同代之间的细胞状态开始循环重复时，说明该细胞网格已经进入稳定状态，即达到了最终的状态。乐交流请请与同桌分享以上探究过程，总结可能出现的问题或者需要注意的地方。“刚才探究时，我一开始随便画了个分散的初始图案，结果 1 代就全死了 ——— 后来才发现是没算准邻居数！要注意的点有这些：规则别漏看：邻居是 8 个方向（上下左右 + 斜角），不是只算上下左右；初始图案巧选择：想稳定的话可以先画 2×2 方块，想有趣可以试 “闪烁器”；边界细胞留心：网格边缘的细胞邻居少，容易 “寂寞死亡”，可以把图案画在网格中间。拓视野“生命游戏”由英国数学家约翰·康威于1970年发明，是一种二维细胞自动机游戏。它通过简单的规则模拟了生命体的基本行为，如繁殖、生存和死亡。根据演化规则，“生命游戏”能产生极其复杂且多样化的图案，被广泛应用于计算机科学、数学生物学等多个领域，帮助人们理解复杂系统的涌现现象和自组织行为。二、“生命游戏”创意图案“生命游戏”初始 ... ...
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