第1节 问题与算法教学设计初中信息技术（信息科技）七年级上册清华大学版（2024）（贵州）

第1节问题与算法教学设计初中信息技术（信息科技）七年级上册清华大学版（2024）（贵州）课题：XX科目：XX班级：XX年级课时：计划1课时教师：XX老师单位：XX一、教学内容一、教学内容本节课选自清华大学出版社《信息技术（信息科技）》七年级上册第1章“信息与信息技术”第1节“问题与算法”。教材内容包括：问题的定义与基本特征（明确性、可解决性），算法的概念及核心特征（有限性、确定性、可行性），算法的表示方法（自然语言描述、流程图符号：起止框、处理框、判断框、流程线），结合生活实例（如“找两个数中的最大值”“计算1到100累加和”）理解算法在解决问题中的步骤化思想。二、核心素养目标二、核心素养目标通过本节课学习，学生能形成信息意识，认识到算法是解决问题的核心工具，理解其在信息处理中的价值；发展计算思维，能分析问题特征，用算法思想设计解决问题步骤，掌握自然语言和流程图表示方法；提升数字素养与技能，能清晰表达算法过程；培养信息社会责任，体会算法在生活中的应用，养成严谨规范的解决问题态度。三、学习者分析三、学习者分析1.学生已掌握信息技术基础概念，如信息的定义与特征，具备基本的计算机操作能力，在数学学科中接触过简单问题的解决步骤，但对“算法”的系统概念和特征（有限性、确定性、可行性）首次学习。2.学生对贴近生活的实例（如找最大值、计算累加和）兴趣浓厚，喜欢动手实践和小组讨论，逻辑思维正在发展，更依赖直观的流程图表示，抽象理解能力较弱。3.可能困难在于算法抽象概念的理解（如将问题转化为算法步骤的严谨性）、流程图符号的实际应用（判断框条件设置、流程线连接），以及生活问题向算法逻辑转化的过程中易出现步骤遗漏或逻辑混乱。四、教学方法与策略四、教学方法与策略1.采用案例教学与小组合作，结合教材实例（如找最大值、累加和）引导学生分析问题特征；2.设计流程图绘制比赛、生活问题算法转化讨论等活动，强化步骤化思维训练；3.运用多媒体课件展示流程图符号规范，白板动态演示算法步骤，直观呈现算法逻辑。五、教学过程（一）情境导入，感知问题

师：同学们，早上进教室时，你们有没有注意到教室后面图书角的借书登记表？（走到图书角展示登记表）这个登记表上有书名、借书人、借书日期和归还日期。现在有个问题：如果小明借了《哈利波特》，小红也借了同一本，管理员怎么知道谁先借的？你们能帮管理员想个办法让登记更清楚吗？

生：可以让借书人按顺序排队登记，或者写上借书时间。

师：非常好！你们说的“按顺序排队”“写上借书时间”，其实就是把生活中的“混乱借书”问题变成了一个“有序记录”的问题。今天我们就来学习如何把问题变成清晰的步骤——这就是“问题与算法”。（板书课题：第1节问题与算法）

（二）探究新知，理解问题特征

师：首先，我们来看看什么是“问题”。教材里说，问题是需要被解决的、具有明确性和可解决性的任务。比如刚才的借书问题，它的“明确性”是什么？“可解决性”又体现在哪里？请小组讨论2分钟，然后分享。

（学生分组讨论，教师巡视）

生1：明确性就是知道要解决什么，比如借书问题是要“避免同一本书被多人同时借走”。可解决性就是能用办法解决，比如登记时写清楚时间。

师：完全正确！问题必须满足两个条件：一是目标明确，不能含糊；二是能用具体步骤解决。再举一个例子：今天中午食堂的“番茄炒蛋不够咸”，这是问题吗？为什么？

生2：不是问题，因为“不够咸”没有明确的标准，到底多咸才算够？而且不同人口味不一样，不好统一解决。

师：分析得很到位！所以问题必须有明确的条件和可衡量的目标。接下来，我们看看怎么解决这些问题——这就需要“算法”。

（三）算法初探，从生活到逻辑

师：教材里说，算法是解决问题的有限、确定、可行的步骤。我们用最简单的例子来理解：找出两个数中的最大值，比如8和12，怎么找出大的那个？谁能用自己的话说说步骤？

生3：先比较两个数，如果8比12大，最大值就是8；如果12比8大，最大值就是12。

师：这就是用自然语言描述的算法！它有三个特征：一是有限性，步骤不能无限循环，比如你刚才说的“比较一次就能出结果”；二是确定性，每一步都很明确，没有歧义，比如“比大小”就是数学里的“>”关系；三是可行性，每一步都能做到，比如“比较两个数”你们都会。

师：现在我们把刚才的“找最大值”算法画成流程图。流程图用特定符号表示步骤：起止框（椭圆形，开始/结束）、处理框（矩形，执行操作）、判断框（菱形，判断条件）、流程线（带箭头的线，连接步骤）。请看老师画：（在白板上画流程图）从“开始”出发，进入“输入两个数a和b”，然后用判断框判断“a>b？”，如果“是”，输出a；如果“否”，输出b，最后“结束”。

生：老师，判断框里的“a>b”一定要写在菱形里面吗？

师：问得好！教材规定，判断框的条件必须写在菱形内，这是流程图的规范，这样才能保证算法的确定性。现在请你们在练习本上模仿画一遍，然后同桌互查，看看流程线有没有连错，符号对不对。

（学生动手画流程图，教师巡视指导，纠正学生将处理框画成菱形、流程线箭头方向错误等问题）

（四）合作探究，算法表示实践

师：掌握了流程图，我们来解决一个稍复杂的问题：计算1到100的累加和，也就是1+2+3+…+100。用自然语言描述的话，需要重复加100次，显然太麻烦了。有没有更高效的算法？教材里提到可以用“累加器”，你们知道是什么吗？

生4：是不是用一个变量存总和，一开始是0，然后每次加一个数，再加下一个数，直到加到100？

师：太聪明了！这就是“累加器”的思想。我们一起来设计算法步骤：（1）设置一个变量sum=0，变量i=1；（2）把sum和i相加，结果存回sum；（3）i的值加1；（4）判断i是否小于等于100，如果是，重复步骤（2）（3）；如果不是，输出sum。这就是算法的“有限性”——虽然重复100次，但次数是固定的；可行性——每一步都是数学计算，你们都会做。

师：现在请小组合作，用流程图表示这个算法。注意处理框里要写清楚“sum=sum+i”“i=i+1”这样的操作，判断框里是“i≤100？”。给你们5分钟，完成后选小组代表上台展示。

（小组合作画流程图，教师参与讨论，提醒学生“累加”步骤需要循环，流程线要形成闭环）

生5（展示）：我们组画的流程图是：开始→sum=0，i=1→判断i≤100？→是→sum=sum+i→i=i+1→回到判断框→否→输出sum→结束。

师：完全正确！特别是“回到判断框”的流程线，体现了循环结构，这是算法的核心之一。其他小组有没有补充？

生6：我们组在“i=i+1”后面加了注释“i递增1”，这样更清楚。

师：很好！教材强调，算法表示要清晰，注释能帮助理解。现在我们做个小游戏：“流程图接龙”。老师说问题，你们快速说出需要的流程图符号。比如“开始计算”——起止框；“输入身高”——处理框；“判断是否及格”——判断框。

生（齐声）：起止框！处理框！判断框！

师：反应很快！接下来挑战一个实际问题：判断一个年份是不是闰年。教材里说闰年规则是：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除。请用自然语言描述算法步骤，然后画流程图。3分钟独立完成，之后同桌互评。

（学生独立设计算法，教师巡视，发现学生将“或”的逻辑关系用错，及时纠正：判断框需要两个条件，用“或”连接）

生7：算法步骤是：（1）输入年份y；（2）判断y能被4整除且不能被100整除，或者能被400整除；（3）如果满足，是闰年；否则不是。流程图是：开始→输入y→判断“（y%4==0且y%100!=0）或y%400==0？”→是→输出“是闰年”→结束；否→输出“不是闰年”→结束。

师：%是求余运算，你们数学里学过，y%4==0就是y能被4整除。这个流程图把“或”的逻辑表达得很清楚，特别是用了“且”和“或”的组合，体现了算法的确定性。

（五）分层练习，巩固算法应用

师：现在请大家完成教材第8页的“实践与探究”题：基础题用自然语言描述“计算全班平均分”的算法；提高题画“判断奇数偶数”的流程图；挑战题设计“班级分组（每组4人，余下2人一组）”的算法。选择对应层次完成，5分钟后分享。

（学生分层练习，教师对基础题学生重点引导“总分÷人数”的步骤，对挑战题学生提示“分组人数=总人数÷4，余数=总人数%4”）

生8（基础题）：算法是（1）输入全班总分和人数；（2）用总分除以人数；（3）输出结果。

生9（提高题）：流程图是开始→输入n→判断n%2==0？→是→输出“偶数”→结束；否→输出“奇数”→结束。

生10（挑战题）：算法是（1）输入总人数；（2）计算组数=总人数÷4；（3）计算余数=总人数%4；（4）如果余数==0，输出“组数，每组4人”；否则输出“组数-1组每组4人，1组余数人”。

师：太棒了！特别是挑战题的同学，考虑了余数的情况，这是算法“可行性”的体现——能处理所有可能的输入。

（六）课堂总结，升华核心素养

师：今天我们学习了问题与算法，谁能说说问题有什么特征？算法又有哪些特征？

生11：问题有明确性和可解决性；算法有有限性、确定性、可行性。

师：完全正确！算法就是解决问题的“步骤说明书”，无论是找最大值、计算累加和，还是判断闰年，都需要先把问题分析清楚，再用规范的步骤表示出来。流程图能让算法更直观，你们画流程图时要注意符号规范和逻辑清晰。

师：生活中处处有算法，比如导航软件规划路线、超市收银算账，甚至你们每天早上起床的步骤，都可以看作算法。希望你们以后遇到问题时，都能用算法的思维方式去分析——明确目标、拆解步骤、严谨表达，这样问题就能迎刃而解了！

师：最后布置作业：教材第9页“巩固与提高”第1、2题，用自然语言描述“计算三角形面积”的算法，并画流程图。下课！六、学生学习效果在算法表示方面，学生能熟练使用自然语言描述算法步骤，例如针对“计算1到100累加和”，学生能写出“设置sum=0，i=1；重复sum=sum+i，i=i+1，直到i>100”；学生能规范绘制流程图，包括正确应用起止框（椭圆形）、处理框（矩形）、判断框（菱形）和流程线（带箭头），如在“判断闰年”流程图中，学生能准确表示“（y%4==0且y%100!=0）或y%400==0？”的条件。

学生能应用算法解决教材中的实际问题。例如，在“找两个数中的最大值”问题中，学生能比较数字并输出结果；在“计算全班平均分”基础题中，学生能输入总分和人数后计算平均值；在“班级分组”挑战题中，学生能处理余数情况，输出分组方案。分层练习显示，基础题学生能完成简单算法描述，提高题学生能绘制“判断奇数偶数”流程图，挑战题学生能设计分组算法，体现分层进步。

核心素养方面，学生形成了信息意识，认识到算法是解决问题的核心工具，如在导航软件或超市收银中体会算法价值；计算思维得到发展，学生能分析问题特征并设计步骤，如将生活问题转化为算法逻辑；数字素养与技能提升，学生能清晰表达算法过程，如使用注释增强流程图可读性；信息社会责任培养，学生养成严谨规范的解决问题态度，如在流程图绘制中避免逻辑混乱。

长期效果上，学生能将算法思维迁移到其他场景，如数学问题解决或日常决策，体现知识实用性。整体而言，学生达到了教材要求，能独立完成算法设计与应用，为后续学习奠定基础。七、内容逻辑关系①问题的核心特征与算法的内在联系。重点知识点：问题的明确性（目标清晰、条件具体）、可解决性（存在可行步骤）；算法的有限性（步骤次数固定）、确定性（无歧义）、可行性（每步可执行）。关键词：明确性、可解决性、有限性、确定性、可行性。教材句：“问题是需要被解决的、具有明确性和可解决性的任务；算法是解决问题的有限、确定、可行的步骤。”

②算法表示方法的逻辑递进。重点知识点：自然语言描述（步骤化表达）、流程图符号（起止框椭圆形、处理框矩形、判断框菱形、流程线带箭头）；流程图规范（判断框条件内置于菱形、流程线连接逻辑清晰）。关键词：自然语言、流程图符号、起止框、处理框、判断框、流程线规范。教材句：“算法的表示方法包括自然语言描述和流程图，流程图用特定符号表示步骤，保证算法的直观性和规范性。”

③算法解决实际问题的逻辑路径。重点知识点：简单算法实例（找两个数最大值、计算1到100累加和）、复杂算法应用（判断闰年、班级分组）；问题解决步骤（分析问题特征→设计算法步骤→用自然语言或流程图表示→验证可行性）。关键词：找最大值、累加和、判断闰年、问题解决步骤。教材句：“通过生活实例（如找最大值、计算累加和）理解算法在解决问题中的步骤化思想，体会算法从抽象到具体的应用过程。”八、教学反思与总结教学反思这节课下来，整体流程还算顺畅，案例教学和小组合作的效果不错。特别是图书角借书情境导入，学生参与度高，能快速联想到生活实例。不过流程图绘制环节暴露出问题：部分学生把处理框和判断框混用，流程线箭头方向混乱，说明前期符号规范强调不够，下次得用动态演示强化记忆。分层练习时，挑战题学生卡在余数处理上，反映出算法逻辑迁移能力不足，今后需增加类似“分组余数”的专项训练。

教学总结学生基本掌握了问题特征和算法三性，能独立完成教材实例的算法设计，尤其是“判断闰年”中“或”逻辑的表达很到位。但循环结构理解仍薄弱，比如累加和算法中“回到判断框”的闭环逻辑，个别学生需要反复提醒。情感态度上，学生对“算法思维解决生活问题”的认同感强，课后主动讨论导航软件的算法应用，说明信息意识培养有效。改进方向：增加循环结构的阶梯式练习，比如先设计“1到10累加”再过渡到100；优化流程图评价标准，将符号规范纳入小组互评环节。未来可尝试用Scratch动画演示算法执行过程，让抽象概念更直观。教学评价课堂评价通过提问“问题特征”“算法三性”等核心概念，观察学生能否结