人教版(2024)五年級(jí)全一冊(cè)信息科技第14課算法效率比一比教案基本信息主題14.算法效率比一比學(xué)科信息科技老師年級(jí)五年級(jí)《算法效率比一比》是小學(xué)五年級(jí)信息科技學(xué)科中一堂旨在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維與數(shù)字化學(xué)習(xí)能力的重要課程。本課通過對(duì)比不同算法在解決同一問題時(shí)的效率差異，引導(dǎo)學(xué)生理解算法效率的概念，激發(fā)他們對(duì)算法優(yōu)化的興趣?？紤]到小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，本課將采用貼近生活的實(shí)例和直觀的圖示，以簡(jiǎn)單易懂的方式講解算法效率的基本概念，并通過實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生親身體驗(yàn)算法優(yōu)化帶來的效率提升。同時(shí)，課程還融入了信息意識(shí)、信息社會(huì)責(zé)任等要素，旨在全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。作也有一定的了解。他們開始關(guān)注生活中的數(shù)學(xué)問題，并愿意通過動(dòng)手實(shí)踐來探索解決方案。在信息科技方面，學(xué)生可能對(duì)計(jì)算機(jī)的基本操作、簡(jiǎn)單的編程邏輯有所接觸，但對(duì)于算法效率這一較為抽象的概念可能還比較陌生。因此，本課將采用生動(dòng)有趣的實(shí)例和實(shí)踐活動(dòng)，降低學(xué)習(xí)難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們?cè)谳p松愉快的氛圍中理解和掌握算法效率的相關(guān)知識(shí)。性。關(guān)注生活中的算法應(yīng)用，提高利用信息技術(shù)解決問的效率差異。掌握簡(jiǎn)單的算法優(yōu)化方法，提高解決問教學(xué)重點(diǎn)1.掌握不同算法求解問題的步驟和方法。2.理解算法效率的概念，學(xué)會(huì)比較算法的效率。教學(xué)難點(diǎn)1.準(zhǔn)確評(píng)估不同算法在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際效率。2.理解算法效率與實(shí)際問題之間的關(guān)系。多媒體教室(投影儀、電腦等)、課件(包含物體排列圖等)、實(shí)驗(yàn)環(huán)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【學(xué)生活動(dòng)1】觀察【設(shè)計(jì)意圖】通過實(shí)際問題問題“如何統(tǒng)計(jì)這些物體的數(shù)量?”可能的解決方案，同時(shí)完成學(xué)習(xí)活動(dòng)一，用逐層累加的方法計(jì)算出物體總?cè)?，引?dǎo)學(xué)生思考，利用累一用不同方法統(tǒng)計(jì)物體數(shù)量教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖法，哪個(gè)效率更高一些?【教師小結(jié)】引導(dǎo)學(xué)生歸納遷移：依據(jù)第二種算法，就可以求解一系列連續(xù)整數(shù)累加的和(累加的和=(首項(xiàng)【學(xué)生活動(dòng)2】合作完成學(xué)習(xí)活動(dòng)二，觀察圖形，發(fā)現(xiàn)正反放置的兩個(gè)梯形重新組合成一個(gè)平行四邊形，可以利用求平行四邊形中物體的個(gè)數(shù)來計(jì)【學(xué)生活動(dòng)3】交流討論，學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)?！驹O(shè)計(jì)意圖】“1+2+3+…+10”的兩種不同算法，說明解決同一個(gè)問題時(shí)，不同的算法會(huì)有不同的步驟，也就存在不同的效率。讓學(xué)生掌握不同算法的執(zhí)行過程，理解算法效率的二計(jì)算機(jī)累加運(yùn)算的效率分析教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖占用內(nèi)存。算法時(shí)運(yùn)行的時(shí)間、需要的步數(shù)、占用的內(nèi)存等，沒有一個(gè)容易確定下來的統(tǒng)一準(zhǔn)則，所以通常選擇只比較其中的一個(gè)方面。組織學(xué)生完成學(xué)習(xí)活動(dòng)三，從時(shí)間方面進(jìn)行分析兩種方法的效率。假設(shè)：做1次加法用時(shí)1秒、做1次乘法用時(shí)10秒、做1次除法用時(shí)15秒。利用第一種算法計(jì)算需要多少時(shí)間?第二種呢?【教師小結(jié)】在“合理假設(shè)”下，單【學(xué)生活動(dòng)4】合作完成學(xué)習(xí)活動(dòng)三，小組討論，比較兩種算法的時(shí)間效使用累加法計(jì)算：需要計(jì)算99次加法，需要約1*99=99秒。使用公式法計(jì)算：(即100+1)、1次乘法(即101×100)和1次除法要約1+10+15=26【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生理解在“合理假設(shè)”法效率更高一些。從計(jì)算步驟和時(shí)間上看，第二種算法多角度分析算法效率教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【教師小結(jié)】要準(zhǔn)確地比較兩個(gè)算法究竟哪個(gè)更高效，往往比我們預(yù)想的要難很多。通常需要從不同角度、不同的數(shù)據(jù)量、不同信息技術(shù)設(shè)備等方面綜合考慮，經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)探索來獲得結(jié)論。課堂練習(xí)1.使用累加法計(jì)算1到200之間所有整數(shù)的和，需要進(jìn)行199次加法運(yùn)算【學(xué)生活動(dòng)5】學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)活動(dòng)四，計(jì)算在第二種假設(shè)下，使用公式法需要的時(shí)間?！緦W(xué)生活動(dòng)6】在小組協(xié)作的框架下，共同解決以下五道1.使用累加法計(jì)算1到200之間所有【設(shè)計(jì)意圖】通過上述分態(tài)度和方法，析，并強(qiáng)調(diào)了【設(shè)計(jì)意圖】通過設(shè)置課堂練習(xí)，確保學(xué)(從1加到200,每次添加一個(gè)數(shù))。2.使用公式法計(jì)算1到200之間所有整數(shù)的和，只需要進(jìn)行一次乘法和一次除法運(yùn)算。3.如果編寫程序計(jì)算1到10000之間所有整數(shù)的和，我會(huì)選擇公式法。因?yàn)楸M管累加法在小規(guī)模數(shù)據(jù)上可能更直觀，但在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)，公式法的計(jì)算效率更高。4.如果要優(yōu)化計(jì)算列表中10000個(gè)數(shù)字的和，我會(huì)將列表分成幾部分，先計(jì)算每部分的和，最后再將這些部分的和加起來。能力通常意味著更高的處理器速度、整數(shù)的和。你進(jìn)行了多少次加法運(yùn)算?2.使用公式法計(jì)算1到200之間所有整數(shù)的和。你進(jìn)行了多少次乘法和除法運(yùn)算?3.假設(shè)你要編寫一個(gè)程序來計(jì)算1到10000之間所有整數(shù)的和。你會(huì)選擇么?4.假設(shè)你有一個(gè)可以存儲(chǔ)10000個(gè)數(shù)字的列表(數(shù)字隨機(jī)無序),你想要計(jì)算這個(gè)列表中所有數(shù)字的和。你會(huì)如何優(yōu)化計(jì)算過程?是否有更高效生能全面、深入地學(xué)習(xí)，掌握評(píng)估和優(yōu)化算法的基本方法，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)中。同時(shí)，在有趣的學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的持的算法可以實(shí)現(xiàn)?5.如果你有一臺(tái)計(jì)算能力非常強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，你認(rèn)為這臺(tái)計(jì)算機(jī)在執(zhí)行上述任務(wù)時(shí)會(huì)比一般的計(jì)算機(jī)更快嗎?為什么?教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖借助代碼，通過運(yùn)行程序，體會(huì)用計(jì)算機(jī)求解累加運(yùn)算所用的時(shí)間?！窘處熁顒?dòng)8】打開“累加1.py”和“累加2.py”的程序文件，分別運(yùn)行這兩個(gè)程序，輸入要累加的最大數(shù)?！緦W(xué)生活動(dòng)7】合作學(xué)習(xí)，分別輸入100000,觀察運(yùn)行結(jié)果?！驹O(shè)計(jì)意圖】提供直觀的體驗(yàn)，讓學(xué)生感受到隨著累加次數(shù)的增加