义务教育版（2024）五年级信息科技 第14课 算法效率比一比 教案.docx

课题

让计算机会数数

单元

第四单元

学科

信息科技

年级

五年级

教材分析

本节课义务教育版五年级全一册信息技术教材的第14课算法效率比一比。在前面的学习中，学生认识了算法的基本流程(输入一处理一输出)，能利用自然语言流程图等方式描述求解简单问题的算法，知道算法的三种基本控制结构是顺序结构、分支结构和循环结构。本单元将进一步引领学生认识、理解计算机解决问题的基本方法，利用算法中的循环结构来解决实际问题，在体验编程让计算机执行的过程中，感受算法实现的优势和意义。本模块强调用计算思维解决问题的独特价值，通过本单元的学习，学生能够进一步明确算法执行的正确性与效率要求，并能够进行讨论与辨析。通过本课学习解决同一个问题时，不同的算法会有不同的步骤，也就存在不同的效率。用计算机解决问题时，通常会从执行步骤、执行时间、内存占用等方面比较算法的效率。

学习

目标

1.信息意识:知道解决同一个问题可以有不同的算法，不同的算法具有不同的效率。

2.计算思维:通过实例比较和简单的算法分析，了解算法执行的关键步骤和执行次数。

3.数字化学习与创新:通过学习身边的算法，体会算法的特征，其应用于数字化学习过程中，适应在线学习环境，

4.信息社会责任:了解加密算法在保护信息安全方面的意义，增强信息安全意识

重点

掌握不同算法求解问题的步骤和方法。

难点

准确评估不同算法在计算机中的实际效率。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

一堆物体摆放如左图所示，要统计有多少个？

你能想到哪些方法？

学生认真聆听、讨论。

引发学生的兴趣与思考。

讲授新课

一、用不同方法统计物体数量

第一种算法

观察发现，物体共10层，从上到下，每层分别是1至10个。把物体逐层进行累加，就可以获得物体个数。

1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=55

第二种算法

观察图形，发现可以用前面学习过的方法，即利用正反放置的两个梯形组成平行四边形，通过求平行四边形中物体的个数来计算。

平行四边形中物体个数=每层个数×层数

=(1+10)×10=110个

梯形中物体个数=平行四边形中物体个数÷2

=110÷2=55个

二、累加运算的效率分析

通常，用计算机解决问题时会用以下两种方法来比较算法的效率。

大家听过数学家高斯小时候计算“1+2+3+…+100”的故事吧？高斯使用第二种算法很快给出了答案，比所有其他孩子的速度都快。

我们先来做一个“合理假设”：如果做1次加法用时1秒、做1次乘法用时10秒、做1次除法用时15秒。

三、感受不同算法的运算效率

解决同一个问题通常可以用不同的算法，选择不同算法并编程实现后，程序一般会在运算速度、计算精度等方面有不同的表现。

下面通过用程序验证上述累加运算的两种算法，体会算法的效率差异以及不同程序实现引起的差异。

“累加1.py”程序是用算式直接累加与用公式累加的对比。

“累加2.py”程序是用循环结构实现累加与用公式累加的对比。

学生认真聆听

教师讲解，积

极参与讨论；

小组讨论完成学习活动

教师引导

学生思考：

积极参与小组讨论，分享并讨论自己的

见解和发现。

激发学生的学习兴趣，引导学生关注寻找解决问题的途径与方法，以及解决问题并验证结果等阶段。

通过互动讨论。促进学生之间

的交流与合作，

为后续课程打下基础。

作业布置

配套资源中有两个计算圆周率的程序，打开这两个程序并运行，对比计算圆周率的效率。

课堂小结

1．解决同一个问题时，不同的算法会有不同的步骤，也就存在不同的效率。

2．用计算机解决问题时，通常会从执行步骤、执行时间、内存占用等方面比较算法的效率。

3．有些人计算起来较困难的问题，可以尝试通过算法利用计算机来解决，充分发挥计算机的计算速度和存储能力优势。

板书

一、用不同方法统计物体数量

二、累加运算的效率分析

三、感受不同算法的运算效率