人教版（2024）五年级全一册信息科技第3单元 用算法解决问题（第9~12课）教案

第第页人教版（2024）五年级全一册信息科技第3单元用算法解决问题（第9~12课）教案教学设计基本信息主题9.互传密信有诀窍学科信息科技老师年级五年级教学内容分析在小学五年级的信息科技学科中，引入“互传密信有诀窍”这一主题，旨在通过趣味性的活动，让学生初步了解信息加密的基本概念与简单方法，培养他们的信息意识、计算思维以及信息安全意识。本课内容设计注重实践操作与理论知识的结合，避免复杂的数学逻辑和算法，确保内容既富有挑战性又易于小学生理解。学情分析五年级学生正处于好奇心强、求知欲旺盛的年龄段，对新鲜事物充满探索欲。他们已具备一定的计算机操作能力，能够熟练使用鼠标和键盘进行简单的文字输入和文件操作。然而，对于信息加密这一较为专业的领域，学生可能知之甚少，但对其背后的神秘感和趣味性抱有浓厚兴趣。因此，本课将通过直观、生动的教学方式，引导学生逐步揭开信息加密的神秘面纱。学习目标信息意识：增强对信息价值的认识，理解信息加密在保护个人隐私和信息安全中的重要性。计算思维：通过移位密码等简单加密方法的实践，培养逻辑思维能力和问题解决能力。数字化学习与创新：运用所学知识，创造性地设计自己的加密解密方法，体验数字化学习的乐趣。信息社会责任：树立信息安全意识，学会在数字世界中保护自己和他人的信息安全。教学重点1．掌握移位密码的基本思想。2．理解信息加密传输的过程，以及明文与密文之间的关系。教学难点借助流程图的描述，认识凯撒密码加密算法。教学准备具备上网条件的信息科技实验室、多媒体课件等。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图播放一段关于凯撒密码的视频。【教师活动1】用视频故事来引出凯撒密码的知识点。通过视频故事的方式，让学生简单了解凯撒密码产生的来源，从而激起学生兴趣，引导学生对移位密码基本思想的学习探究，理解密码的重要性。教学活动一认识移位密码教师活动学生活动设计意图1．凯撒密码的加密方法【教师活动2】介绍移位加密算法，引导学生了解凯撒密码的加密方法。2.凯撒密码的算法描述【教师活动3】引导学生将移位加密算法，采用自然语言的方式描述出来。加密解密加密解密HELLOFKLQD【学生活动2】根据移位规则将明文转换成密文。【学生活动3】交流讨论，按照移位加密算法的规律，用自然语言将算法的基本步骤描述出来。【学生活动4】根据移位规则，完成明文密文之间的相互转换通过练习，加深学生对明文与密文之间关系的理解。引导学生看懂流程图，帮助学生来分析移位加密算法的每个步骤或环节，让他们知道自然语言描述与流程图表示的对应关系，进一步理解流程图的作用以及各个框图的含义。教学活动二做游戏：与同学互传中文密信教师活动学生活动设计意图【教师活动5】教师举例介绍游戏规则：两个同学一组，用凯撒加密的规则给对方写一封简单的中文密信，然后解密并相互验证。例如给定明文：计算机表现出来的能力主要依赖极高的算力和巨量的数据，以及人类积累起来的丰富算法。【教师小结】所用方格的行数、列数成为密钥的一部分。【教师活动6】教师举例介绍要移位的列及位数，并进行演示，形成密文。【教师小结】要移位的列和要移位替换的方式，是密钥的另一部分。【教师小结】传密信时，不仅要将密文传递给对方，密钥也需告诉对方。加密时，明文是输入，移位是处理，密文是输出；解密时，反之也是如此。【学生活动5】依据密信的字数，用一个多行多列的方格，把明文依次放入方格中。【学生活动6】根据移位加密的规则，可以从老师给定的明文中选取一段文字内容，也可以自己写一封简单的密信，然后进行加密传递、接收解密。（密钥自己设定）给定明文内容：计算机表现出来的能力主要依赖极高的算力和巨量的数据，以及人类积累起来的丰富算法。信息科技是现代科学技术领域的重要部分，当代高速发展的信息科技对全球经济、社会和文化发展起着越来越重要的作用。密钥内容：学生自己设定。让学生们在加密与解密的游戏中体会加密算法的规则和过程。意识到在信息传递的过程中，对信息安全保护的重要性。教学活动三讨论交流：信息加密与信息安全教师活动学生活动设计意图【教师活动7】发起提问，引导学生展开讨论交流。问题1：给信息加密时，改变在字母表中移动的位数，不是移动3位，而是移动5位、7位等，是不是更安全？问题2：如果不知道移动位数，如何破解移位密码？问题3：如果把英文字母替换成指定中文段落中的文字，从而进行加密，思考这一方法是不是更安全？【教师小结】在信息传输过程中，为确保信息安全，发信方往往需要把原文信息进行加密后再进行传输，收信方收到信息后通过解密，获得原文信息。要注意的是，发信方和收信方要事先约定好并保守好密钥，这样收信人才能正确解密。同时也要注意在传递时，保护我们的信息安全。【学生活动7】学生小组为单位进行讨论交流，并选取一名小组代表进行发言。通过讨论，让学生了解加密算法在保护信息安全方面的意义，提升信息安全意识。拓展提升教师活动学生活动设计意图【教师活动8】出示课后作业。【学生活动8】1．尝试用所学加密算法，给同学或家长传送一则消息，看一看他们是否能够解读消息的内容。2．尝试通过网络搜索，查询还有哪些加密算法？这些算法加密的关键因素是什么？试着阅读了解，提高自己的认识。课堂小结教师引导学生总结知识、分享收获。【教师活动9】出示问题。问题1：移位密码的基本思想是什么？问题2：明文是什么？密文是什么？它们之间有什么关系？教学反思教学设计基本信息主题10.猜数游戏有捷径学科信息科技老师年级五年级教学内容分析《猜数游戏有捷径》是一节旨在培养小学五年级学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力以及信息社会责任的信息科技学科课程。本课通过设计有趣的猜数游戏，引导学生探索并学习二分法查找算法，让学生在实际操作中理解算法思想，体验算法的魅力，同时激发他们对信息技术的好奇心和探索欲。教学内容主要包括三个部分：首先，通过体验猜数游戏，让学生感受传统猜数方法的低效；其次，引入二分法查找算法，详细讲解其原理和步骤；最后，通过实践活动，让学生亲手操作，利用二分法解决实际问题，加深理解并提升应用能力。学情分析五年级学生已经具备一定的数学基础和逻辑思维能力，能够理解和应用简单的数学规则。他们好奇心强，喜欢参与互动性强、趣味性高的学习活动。然而，对于算法这种相对抽象的概念，部分学生可能会感到陌生和难以理解。因此，在教学中需要采用直观演示、动手实践、小组合作等多种方式，将抽象的算法概念具体化、生动化，帮助学生更好地理解和掌握。学习目标信息意识：培养在游戏中发现信息、利用信息解决问题的意识。认识到算法在解决实际问题中的重要性。计算思维：通过猜数游戏和二分法查找的学习，培养逻辑思维能力和算法设计能力。学会将实际问题抽象化为算法问题，并尝试用算法步骤解决。数字化学习与创新：利用信息技术工具（如计算机、编程软件等）辅助学习，体验数字化学习的便捷性。鼓励发挥想象力，探索二分法查找算法的其他应用场景或改进方法。信息社会责任：在学习过程中，培养诚信意识，确保信息来源的可靠性和准确性。认识到算法技术对社会的影响，培养正确的价值观和责任感。教学重点1．从具体情境中确定二分法查找的对象、范围和判断条件。2．能合理使用二分法解决生活问题。教学难点1．从具体情境中确定二分法查找的对象、范围和判断条件。2．利用算法解决生活问题。教学准备多媒体课件。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图教师谈话导入【教师活动1】教师宣布游戏规则：1．有一个1到100之间的整数，通过猜测的方式确定这个数。2．每次猜测并说出一个数后，会得到一个提示，告诉要猜测的数相对于说出的数是大了还是小了，或者猜对了。3．通过不断缩小数值范围来逼近要猜测的数。4．直到猜到这个数。【学生活动1】两个同学一组，依据规则，玩猜数游戏，每人猜测10次，分别记录次数和结果，填写记录表。通过游戏导入，激发学生的兴趣，促使学生思考，如何能够更加快速便捷的猜到数字。为本节课二分法猜数做好准备。教学活动一二分法猜数教师活动学生活动设计意图【教师活动2】教师与学生一起玩猜数字游戏。由学生确定数字，教师进行猜测，示范猜数。50，75，62，69，65，67，66【教师活动3】教师讲解什么是二分法。二分法：二分法是一种高效的搜索算法，适用于查找有序数据。二分法通过将查找范围不断分成两半，并与目标值进行比较，选取目标值所在的那一半，从而迅速缩小查找范围。【教师活动4】通过画图演示二分法猜数的原理。【学生活动2】学生记录猜测次数，并思考这种猜数方法能否提高效率，为什么能提高效率。【学生活动3】通过听讲，思考，了解二分法的定义。【学生活动4】通过看图、思考，了解二分法猜数的原理。教师演示，学生参与记录，学生能更加直观的体验二分法猜数带来的效率提升。通过讲解二分法的定义，学生了解什么是二分法。通过图示，学生更加直观的了解二分法。教学活动二扩大猜数范围，继续猜数教师活动学生活动设计意图【教师活动5】出示猜数规则：两个同学一组，利用二分法猜数，数的范围扩大到1至1000。一个同学默默想一个数，另一个同学猜，直到猜对为止。【教师活动6】总结二分法查找数据的算法步骤。第1步：在要查找的一组有序数列中，取中间位置的数与要查找的数比较，如果两者相等，则查找成功。第2步：否则，以中间位置的这个数为分界，把这组数分成两个组。如果中间位置的数大于查找数，则进一步查找比这个数小的一组，否则进一步查找比这个数据大的一组。第3步：重复以上两个步骤，直到找到满足条件的数。【学生活动5】两人继续猜数，对比按顺序依次猜测方式，哪种猜测次数更少。通过游戏能更加直观的了解二分法猜数的便捷。拓展提升算法的实际应用：寻找拿错快递的人教师活动学生活动设计意图问题情境：在早上8点到晚上8点之间，快递员放在小区货架上的一箱货物不知道被谁错拿了，但有监控摄像头一直可以拍到这个货架。如果通过查找监控，请你想办法提高查找的效率，帮助快递员尽快找到货物。【教师活动7】组织学生进行交流和分享。【学生活动6】学生思考并进行交流和分享。通过讨论、思考，让学生对二分法查找数据的算法有更深入的理解，并能将二分法查找数据算法应用到生活中。课堂小结教师引导学生总结知识、分享收获。【设计意图】让学生通过梳理和总结，巩固本节课所学知识的同时，引发学生的思考。教学反思教学设计基本信息主题11.闰年平年我知道（1）学科信息科技老师年级五年级教学内容分析在小学五年级的信息科技学科中引入“闰年平年”的概念，旨在通过生活化、趣味化的方式，让学生理解并掌握判断闰年与平年的基本规则，同时培养学生的逻辑思维能力和信息处理能力。本节课内容贴近生活，易于激发学生的兴趣，是信息技术教育与数学基础知识融合的良好范例。教学内容将围绕以下三点展开：闰年平年的基本概念：首先让学生明白什么是闰年，什么是平年，以及它们之间的主要区别（即闰年有366天，平年有365天）。判断闰年的规则：详细介绍并引导学生掌握判断闰年的四个基本规则（能被4整除但不能被100整除的年份是闰年；能被400整除的年份也是闰年）。算法思维的培养：通过实际操作，让学生尝试将判断规则转化为算法步骤，提升计算思维能力。学情分析五年级学生已具备一定的数学基础知识和逻辑思维能力，能够理解和应用简单的数学规则。同时，他们正处于好奇心旺盛、求知欲强的年龄阶段，对新鲜事物充满兴趣。然而，对于较为抽象的概念和复杂的逻辑推理，部分学生可能会感到困难。因此，在教学中应注重直观演示、互动参与和逐步引导，使知识点易于接受和掌握。学习目标信息意识：能够意识到时间管理的重要性，理解闰年平年对时间计算的影响。培养从生活中发现信息、利用信息解决实际问题的能力。计算思维：通过判断闰年的过程，锻炼逻辑思维和算法设计能力。将实际问题抽象化为数学模型，并用算法步骤加以解决。数字化学习与创新：利用信息技术工具（如计算器、编程软件等）辅助判断闰年，体验数字化学习的便捷性。创新思考，探索更多判断闰年的方法或应用场景。信息社会责任：在学习过程中，培养诚信意识，确保信息来源的可靠性和准确性。认识到时间对于个人和社会的重要性，培养珍惜时间的良好习惯。教学重点1．进一步认识分支结构。2．利用多分支结构判断闰年平年。教学难点1．多分支结构中判断处理的条件和输出。2．生活中的多分支结构分析。教学准备具备上网条件的信息科技实验室、多媒体课件等。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图回顾之前所学的分支结构。【教师活动1】（播放录音）有一个小朋友今年8岁了，可是他只过了2次生日，这是为什么呢？通过生活中的小问题，引发学生的思考。【学生活动1】结合之前数学课上学习的闰年相关知识，分析小朋友只过了两次生日的原因。引导学生回顾闰年的相关知识，为本节课学习做准备。教学活动一认识闰年判断规则教师活动学生活动设计意图【教师活动2】播放闰年介绍的视频，引导学生进一步理解“四年一闰，百年不闰，四百年又闰”，并对世纪闰年和非世纪闰年进行解释。【教师活动3】下面这几个年份是闰年还是平年？请你标记哪些年份可以被4整除，哪些年份可以被400整除。年份1900202420332400被100整除被4整除被400整除是否是闰年【学生活动2】说一说对“四年一闰，百年不闰，四百年又闰”的理解。【学生活动3】根据闰年的判断规则，小组合作，完成学习活动一。【通过填写表格，进一步巩固闰年的判断规则，为下一步的算法描述做好准备。教学活动二描述判断闰年与平年的算法教师活动学生活动设计意图【教师活动4】回顾刚才判断闰年平年的过程，你是怎样思考的呢？你能用“如果……那么……”的自然语言来描述判断闰年与平年的算法吗？教师总结：1．如果“一个年份能被4整除”，而且“不能被100整除”，则结论为“闰年”。2．如果“一个年份能被100整除”，而且“能被400整除”，则结论为“闰年”。3．否则，结论为“平年”。【教师活动5】引导学生根据自然语言描述的方法，补充填写流程图空白处的判断条件，梳理算法的执行过程。【教师活动6】引导学生思考，上述判断闰年的流程图和之前我们学习过的流程图有什么不同之处。【学生活动4】学生思考后回答。【学生活动5】完成学习活动二，并通过模拟输入年份进行验证。【学生活动6】学生观察思考后进行交流分享。通过自然语言描述过渡到流程图描述，循序渐进地让学生了解算法中的逻辑关系，并进一步认识多分支结构的特点。教学活动三算法的多样性教师活动学生活动设计意图【教师活动7】组织学生小组讨论，对于闰年的判断，是否还有其他的描述方法，并尝试绘制流程图。【教师活动8】组织学生交流分享，发现能被400整除的数一定能被100整除，从而可以将算法描述为：如果“一个年份能被4整除”而且“不能被100整除”或者“一个年份能被400整除”，则结论为“是闰年”，否则结论为“是平年”。【学生活动7】学生小组讨论，先用自然语言描述其他判断闰年平年的算法，完成学生活动三。。拓展提升教师活动学生活动设计意图1．生活中的案例分析【教师活动9】出示生活中的案例：小夏是五年级学生，已经满11岁，假期要与妈妈以及8岁的妹妹、5岁的弟弟一起乘坐火车去看望爷爷奶奶。小夏和爸爸一起查看了火车票购票规定，发现针对儿童购票的情况，有下面的规定：随同成年人乘车的儿童，年满6周岁且未满14周岁的应当购买儿童优惠票；年满14周岁，应当购买全价票。每一名持票成年人旅客可免费携带一名未满6周岁且不单独占用席位的儿童乘车。请分析小夏一家的购票方案是什么？其中包含了哪些条件判断？2．分支结构在生活中的应用（选做）【教师活动10】出示图片，通过生活中的“购票问题”、“购物打折结算”、“智能音箱播放”“扫地机器人的路线判断”等情境，让学生进一步认识生活中的多分支结构，并说一说生活中还存在哪些多分支结构的情况。【教师活动11】任意选择一种，引导学生分析它的判断条件和执行路径，并画出相应的流程图。【学生活动8】学生小组讨论，使用自然语言和流程图的方式描述购票方案中的算法，完成学习活动四。【学生活动9】学生汇报。【学生活动10】学生自选生活中多分支情况的场景，绘制关键步骤流程图。【通过绘制生活中多分支结构的流程图，让学生感受算法无处不在，提升学生的计算思维。课堂小结教师引导学生总结知识、分享收获。【设计意图】通过梳理和总结，巩固本节课所学知识的同时，引发学生的思考。教学反思教学设计基本信息主题12.闰年平年我知道（2）学科信息科技老师年级五年级教学内容分析《闰年平年我知道（2）》是小学五年级信息科技学科中的一堂深化理解与应用课程，旨在通过编程实践的方式，让学生进一步掌握闰年和平年的判断方法，并引入多分支结构程序的概念，提升学生的计算思维能力和数字化学习能力。本课内容在《闰年平年我知道（1）》的基础上进行了拓展，不仅复习了闰年的判断规则（能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除的年份为闰年），还通过编程实践，让学生亲身体验多分支结构在解决实际问题中的应用，增强他们的信息意识和创新能力。学情分析五年级的学生已经具备了一定的数学基础和逻辑思维能力，能够理解和执行简单的数学运算和逻辑判断。在《闰年平年我知道（1）》的学习中，学生已经掌握了闰年和平年的基本判断方法，对编程也有了一定的兴趣和基础。然而，对于多分支结构程序这一较为复杂的编程概念，学生可能还比较陌生，需要通过具体实例和实践活动来帮助他们理解和掌握。此外，学生的编程能力和逻辑思维能力存在差异，因此在教学过程中需要注重因材施教，为不同层次的学生提供适当的支持和挑战。学习目标信息意识：培养信息敏感性，认识到编程在解决实际问题中的重要作用。关注时间管理和日期计算等日常生活中的信息技术应用。计算思维：深入理解多分支结构程序的概念，能够运用多分支结构解决简单的实际问题。熟练掌握闰年和平年的判断算法，并能在编程中准确实现。数字化学习与创新：掌握使用编程工具（如Scratch、Python等）编写多分支结构程序的基本方法。尝试设计不同的算法和程序，培养创新思维和实践能力。信息社会责任：认识到编程技术的广泛应用和潜在影响，培养合理使用信息技术的意识。强调在编程过程中遵守道德规范，尊重他人知识产权，培养信息社会责任感。教学重点1．认识实现多分支结构的程序语句；2．编写简单的多分支结构程序，对算法进行验证。教学难点1．明确分支结构中的判断条件；2．理解比较运算符的作用。教学准备具备编程环境的信息科技实验室、多媒体课件等。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图【教师活动1】出示单分支结构，双分支结构和多分支结构的流程图，让学生回顾每一种流程图的结构是什么，并说出单分支程序结构和多分支程序结构的基本格式，提出本节课的问题“多分支程序结构的基本格式是什么？”【学生活动1】学生根据流程图说出三种分支结构，并回顾单分支结构和多分支结构的基本格式。【设计意图】回顾单分支、双分支和多分支结构，为本节课的学习打下基础，并提出本节课要探究解决的问题。教学活动一观察探究多分支基本格式规律教师活动学生活动设计意图【教师活动2】引导学生观察单分支结构和双分支结构的流程图以及对应的基本格式的特点，发现其中的规律。【教师活动3】引导学生多发现分支结构流程图与双分支结构的区别，鼓励学生尝试写出多分支结构的基本格式。【教师活动4】引导学生观察多出来的判断条件与第一个判断条件的关系，尝试写出多分支结构的基本格式。发现只有条件1不成立的时候才能进行条件2，所以条件2比条件1要低一层。原来多分支结构语句2的位置被条件2的位置替代，依次顺着往下移。【教师活动5】肯定学生们探究成果，对学生探究的多分支结构的基本格式进行规范。在Python中，elif可理解为elseif的缩写，用于在已经有一个if条件的前提下检查另一个条件。引导同桌用语言说出多分支基本格式。2.多分支结构的程序实现【教师活动6】出示相关资料，组织学生以小组为单位，引导学生梳理出解决这个问题的算法。资料：当今我们正处于智慧社会，请你设计一间智能小屋。这个小屋需要保持一个舒适的温度范围，比如20℃~25℃。你可以使用编程来控制一个暖气系统，当屋内温度低于设定的最低值时打开暖气系统进行加热；当屋内温度高于设定的最大值时关闭加热。如果输入的温度超过25℃，程序应该输出“关闭暖气”。【教师活动7】引导学生用流程图描述算法，顺带可以重温一下，用编程解决问题的步骤：三部转译法（自然语言→流程图→程序）。【教师活动8】布置任务：小组合作尝试写出智能小屋的相关程序。教师巡视指导。【学生活动2】观察两种结构的流程图和基本格式，发现基本格式都有判断条件（if判断条件），不同点：双分支比单分支语句多了一个语句组（else）。【学生活动3】学生发现多分支结构比双分支结构多了一个菱形——判断条件（if），同时又多了一个语句组（else）。【学生活动4】学生小组内交流讨论，根据发现的规律，尝试写出多分支结构的基本格式。【学生活动5】在教师的引导下建构规范的多分支基本格式，并跟同桌用自己的语言表述出多分支基本结构。执行程序时，先判断条件1是否成立。如果成立，就转向其中的“是”分支并执行语句组1；如果不成立，则转向“否”分支。继续判断条件2，如果条件2成立，就转向其中的“是”分支并执行语句组2；否则，转向其中的“否”分支并执行语句组3【学生活动6】思考分析，梳理出解决这个问题的算法。创建一个程序来模拟这个自动温度调节器的功能。用户可以输入当前室内温度。如果输入的温度低于20℃，程序应该输出“开启暖气”。如果输入的温度在20℃到25℃之间，程序应该输出“保持当前温度”。【学生活动7】学生完成流程图，描述算法。【学生活动8】小组合作，尝试编写智能小屋程序，并进行验证。【设计意图】本环节并没有让学生直接去认识和记忆多分支基本结构，而是通过观察单分支、双分支和多分支基本结构的流程图以及基本格式的特点，发现其中的规律，并尝试自主总结出多分支结构的规律，这是知识建构的过程，对于学生来说也是思维的发展过程，也是在培养学生的计