小学信息技术浙教版（2023）五年级上册算法的设计表格教学设计

这是一份小学信息技术浙教版（2023）五年级上册算法的设计表格教学设计，共5页。教案主要包含了创设情景，导入新知，分析场景，感受新知，模拟场景，原理认知，情境拓展，迁移应用，整理交流，课堂总结等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
信息科技
年级
六年级
学期
秋季
课题
第13课 在线生活中的算法
教科书
书 名：信息科技教材
出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
教学内容与学习对象分析
第三单元基于五年级所学的“算法与算法的表示”以及“算法的结构”，六年级上册的“算法的实现”和“算法的效率”等相关内容，通过“如何认识并应用在线生活中的算法”“如何理解算法的价值与局限”和“如何理解人机对话的原理”3条单元链，重点围绕数据、算法、信息安全这三条逻辑主线展开学习。本课是本单元的第一课，主要内容包括“认识在线生活中的算法”和“体验在线生活中的算法”，“认识在线生活中的算法”板块以常见的、学生有使用经验的推荐算法和路径规划算法为例，介绍其背后的原理和应用场景。“体验在线生活中的算法”板块同样基于学生已有经验，归纳了推荐算法、估算预测算法在生活中的具体应用。本课为后续深入探索算法如何影响生活以及如何实现人机活动奠定坚实基础。
六年级学生在日常生活中广泛接触过在线生活的应用，如在线购物、导航、购票等，然而这些应用主要由家长操作完成，大多数学生仅作为旁观者，他们并不了解在线生活背后支持的算法及算法原理。另外，六年级学生群体存在一个明显的特征：他们认知能力和智力向抽象思维发展。这一发展需要大量的时间和经验的积累，才能逐步适应直至掌握新的思维方式。在此过程中，学生需要不断体验直观、具体的事物，同时提升对抽象概念或方法的总结。由此，学生掌握如何使用在线生活中的算法解决实际问题的方法便成了本课学习的难点。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过从网页推荐中选择图书、从导航中选择路线，认识到在线生活背后离不开算法的支持。
2.通过体验购买图书和解决旅行中的问题，掌握使用在线生活中的算法解决实际问题的方法。
教学重点：
1.认识在线生活背后的算法。
教学难点：
1.通过模拟场景，掌握使用在线生活中的算法解决实际问题的方法。
教学过程
一、创设情景，导入新知
1.情景创设：小明一家计划周末去杭州野生动物世界。在乘坐动车抵达杭州东站后，小明应该如何规划一条去往杭州野生动物世界的最优路线？在浏览过程中，他想要进一步了解动物的相关知识，他有意先购买一本动物相关的书籍。小明可以如何方便地购买所需的书籍？
预设回答1：使用高德、百度等地图，获取相关的规划路线。
预设回答2：使用京东、当当、淘宝等网站购买书籍
2.交流：这些应用与鸡兔同笼、韩信点兵等问题的解决，存在哪些共同点？
预设：两者的背后都存在算法。算法在生活中无处不在，便捷的在线生活离不开各种算法的支持。
3.揭题：学习第13课 在线生活中的算法
二、分析场景，感受新知
1.小组讨论
问题1：从杭州东站出发去往杭州野生动物园，高德地图使用了什么算法规划公共交通出行路线？
问题2：小明在当当网上购买动物相关的书籍，网站为什么能够推荐给小明他想要的书籍？
2.小组代表汇报交流
预设回答1：最短路径算法、换乘最少算法、最短时间算法等
预设回答2：根据小明的历史浏览记录和购买记录、网站的产品推荐等。
3.梳理算法
在路线规划中，会使用最短路径算法、换乘最少算法、最短时间算法……其实高德地图的路线规划是用到了路径规划算法。当我们在网站上购买图书的时候，经常会出现“买过该产品的用户还买了……”“根据您的购买记录，为您推荐……”“重磅推荐”等提示。这里包括了两种推荐算法，分别是基于用户的推荐算法，主要计算用户间的相似度高的人分到一组，删除目标用户与组内成员重复的东西，剩下的就是系统要推荐的产品；另一种是基于产品的推荐算法，主要计算产品之间的相似度相近性，给目标用户推荐相似度高、相近性大的产品。
三、模拟场景，原理认知
活动一：选择路线，感受路径规划算法
1.小组探究：打开高德地图页面，搜索使用公共交通从杭州东站至杭州野生动物世界的路线。边体验边思考：在众多路线中，导航软件是如何判断出最优路线的？
2.组内讨论，分别填写学习任务单一：
路线
总时长
步行距离
是否需要换乘
所需总费用
路线一（高德地图认为的最优路线）
路线二
路线三
路线四
路线五
上述路线中的各项指标是 （存在，不存在）差异的。你觉得高德地图选出的最优路线的依据是 。
3.小结：高德地图综合总时长、步行距离、是否需要换乘和所需总费用等指标推荐的最优路线。运用贪心算法找到比较合理的即时路径，贪心算法是一种在每一步选择中都采取在当前看来最优的选择，从而希望达到全局最优的算法。
活动二：选择图书，感受推荐算法
1.探究：学生进入“当当网”《动物世界大百科》购买页，探究网页中的不同推荐区域。
2.学生根据网页的探究结果，自主完成学习任务单二：
购买页上出现的推荐区域
写出推荐区域内的一到两本书籍名称
推荐区域内的书籍是否有跟购买的书籍类似的
该推荐区域是基于产品的推荐还是基于用户的推荐
我在购买页上一共找到了 个推荐区域，所有推荐区域里的书籍的适用人群都是 。我还发现推荐算法可以分为 的推荐和 的推荐。
3.小结：在购买页上一共出现了四个推荐区域，分别是“浏览此商品的顾客也同时浏览”、“经常一起购买的商品”、“购买此商品的顾客还购买过”、“重磅推荐”。其中只有“经常一起购买的商品”推荐区域内的图书是属于同一类别的，其他推荐区域虽不属于同一类别，但都是适合于学生看的。“浏览此商品的顾客也同时浏览”、“经常一起购买的商品”、“购买此商品的顾客还购买过”，这三种情况是基于用户的推荐；“重磅推荐”是基于产品的推荐。
四、情境拓展，迁移应用
拓展活动：分探究——设计杭州十景旅游攻略时遇到的算法。
1.小组内分工，确定每个组员选择的的景点和研究方向，完成学习任务单三表1：
表1
景点选择
研究方向（涉及到的在线生活中的场景）
£西湖
£西塘古镇
£灵隐寺
£千岛湖
£宋城
£西溪湿地公园
£钱塘江大桥
£河坊街
£太子湾公园
£中国茶叶博物馆
例如：附近酒店预定
2.自主研究：该场景用到的算法，并继续填写学习任务单三。
景点
应用场景
算法
西湖
附近酒店预订
基于用户的推荐算法
3.组内合并，班内交流，开展“杭州十景旅游攻略”算法分享会。
五、整理交流，课堂总结
1.说说本节课的收获。
2.小结：本节课主要学习和体验了在线生活中的推荐算法和路径规划算法。其中推荐算法可以是基于用户的推荐也可以是基于产品的推荐。路径规划算法是将真实道路在电子地图上抽象为点与线，并采用一定的算法对起点与终点之间的路径进行计算，从而完成路线规划。