【2025-2026】《问题规模与算法步骤的执行次数》教学设计-苏科版（新教材）小学信息技术五年级下册

《问题规模与算法步骤的执行次数》教案-2025-2026学年苏科版(新教材)小学信息技术五年级下册一、学情分析五年级学生已在第四单元学习了算法的基本概念、简单算法设计与程序验证，能理解算法的"输入—处理—输出"流程，会用自然语言和流程图描述简单算法，具备初步的编程实践基础。学生抽象思维正逐步发展，但对"问题规模""为本课理解规模与次数的关系提供了知识铺垫。但学生易混淆"数字大小"与"问题规模",难以直观感知规模变化对执行次数的影响，需要通过游戏、实验、数二、教材分析本课是苏科版五年级下册第五单元《算法的效率》的第1课，是单元学习法效率的影响因素。教材编排遵循"具象感知—概念建构—规律总结—实践验证"的逻辑，先通过猜数游戏让学生体验不同数字范围(规模)下的猜测次数(执行次数)差异，再用累加程序验证规模与循环次数的关系，最后归纳核心规律。教材注重实践探究，强调用数据说话，契合五年级学生从直观到抽象的认知规律，为下一课《不同算法的效率》奠定基础，也帮助学生建立"算法效率与问题(一)信息意识1.通过猜数、累加等实践活动，感知问题规模对算法步骤执行次数的影响，2.能区分"数字大小"与"问题规模",认识到算法执行次数由数据量(规模)3.初步形成关注算法效率的意识，知道处理大规模数据时需考虑步骤执行(二)计算思维2.能通过实验、观察、记录，分析问题规模与算法步骤执行次数的正比例3.能结合简单程序，分析循环结构中执行次数与问题规模的对应关系，发(三)数字化学习与创新1.能运用Scratch等编程工具运行程序，记录不同规模下的执行次数，完成2.能通过表格整理实验数据，分析数据变化趋势，用数字化方式探究算法3.能结合生活实例，举例说明问题规模与执行效率的关系，提升知识迁移(四)信息社会责任1.体会高效算法在生活、学习中的价值，养成做事讲效率、善规划的习惯。2.认识到合理选择算法、优化执行步骤对节约计算资源的意义，树立节约四、教学重难点(一)教学重点(二)教学难点五、教学准备1.教师准备：多媒体课件、Scratch猜数游戏程序、累加求和程序、实验记录表、数字卡片(1-10、1-100)。2.学生准备：计算机(安装Scratch软件)、笔记本、预习简单累加算法的六、教学过程(一)游戏导入，感知差异，引出课题师：同学们，我们先来玩一个”猜数字"游戏!规则很简单：老师在一个数第一轮游戏：范围1-10师：第一轮，数字范围是1-10,谁先来猜?生1:5!生3:7!师：猜对了!师：刚才这位同学猜了几次才猜对?生：3次。设计意图：用简单游戏快速吸引学生注意力，初步感知猜数过程的步骤次第二轮游戏：范围1-100师：第二轮，难度升级!数字范围是1-100,再来猜一猜。生1:50!生2:75!生3:62!生4:68!生5:65!师：猜对了!师：这次猜了几次?生：5次。师：对比两轮游戏，你们发现了什么?为什么第二轮猜的次数更多?生1:因为第二轮数字范围更大，要猜的数更多。生2:范围越大，想找到正确的数，需要猜的次数就越多。师：说得太对了!像"1-10""1-100"这样的数字范围大小，就是我们今天要学的问题规模；而猜数的次数，就是算法步骤的执行次数。问题规模不一样，执行次数就不同，这直接影响我们解决问题的快慢——也就是算法的效率。今设计意图：通过两轮对比游戏，让学生直观感知"范围大小"与"猜测次数"的关联，自然引出核心概念，激发探究兴趣，贴合五年级学生爱玩、善感知的(二)概念建构，明确定义，区分误区师：非常准确!问题规模，就是算法要处理的数据量大小、问题涉及的范围大小。比如猜数的数字范围、累加的数字个数、查找的物品数量，都是问题生：就是解决问题时，算法重复执行的步骤数量，比如猜数的次数、累加师：完全正确!执行次数就是算法完成任务时，重复执行的步骤总数。师：现在有个关键问题要区分：数字大小≠问题规模。比如"计算生1:第二个!因为数字更大。生2:不对!两个都是加10个数，规模一样大。师：生2说得对!两个问题都是累加10个数字，数据量相同，问题规模就相同，和数字本身的大小没关系。再比如："从1-50找数字30"(规模50)和"从1-100找数字30"(规模100),哪个规模大?生：第二个!因为数据量更多。师：太棒了!大家已经分清了"数字大小"和"问题规模"的区别。设计意图：结合游戏实例定义概念，通过对比提问突破认知误区，帮助学(三)实验探究一：猜数游戏中的规模与次数师：我们继续用猜数游戏做实验，记录数据，看看规模和执行次数到底有(出示实验要求)实验1:范围1-10,猜1-10中的任意数，记录猜对所需的最少次数、最多实验2:范围1-50,猜1-50中的任意数，记录同样的数据。实验3:范围1-100,猜1-100中的任意数，记录同样的数据。(学生分组实验，教师巡视指导，提醒有序猜数、准确记录)(师生共同汇总数据，形成表格)问题规模(数字范围)111生1:问题规模越大，最多猜测次数越多，平均次数也越多。生2:规模扩大10倍(从1-10到1-100),最多猜测次数也扩大10倍。师：总结得非常到位!问题规模越大，算法步骤的执行次数(猜测次数)就越多；规模与执行次数成正比例关系。执行次数越多，解决问题需要的时间设计意图：通过分组实验、数据记录、表格分析，让学生在动手实践中自主发现规律，用数据支撑结论，培养实证意识和数据分析能力，符合计算思维(四)实验探究二：累加程序中的规模与次数师：除了猜数游戏，我们再用熟悉的累加算法验证这个规律。大家还记得累加1到n的算法吗?生：记得!用循环结构，从1开始依次加到n,循环执行n次。师：没错!现在老师打开Scratch累加程序，我们一起验证。过重复执行直到"加数>n",实现累加)第一次演示：输入n=10,运行程序，观察循环执行10次，快速得出结果第二次演示：输入n=100,运行程序，观察循环执行100次，结果5050。第三次演示：输入n=1000,运行程序，观察循环执行1000次，运行时间明师：三次演示，问题规模分别是多少?执行次数呢?生：规模分别是10、100、1000,执行次数和规模一样，也是10、100、师：为什么输入n越大，程序运行时间越长?师：完全正确!这再次验证了我们的规律：问题规模决定算法步骤的执行设计意图：用编程程序直观验证规律，将抽象规律与具体程序执行过程结合，帮助学生从"游戏感知"过渡到"程序验证",深化对规律的理解，同时巩固(五)联系生活，拓展应用，深化认知生1:整理书包!书越少(规模小),整理越快(次数少);书越多(规模大),整理越慢(次数多)。生2:找作业!作业本越少(规模小),找得越快；作业本越多，找得越慢。生3:图书馆找书!书越少，找得越快；书库越大，找书需要翻的次数越师：大家举的例子太贴切了!无论是生活小事，还是计算机处理大数据，都遵循这个规律。比如搜索引擎查找信息，数据规模越大，查找步骤越多，但搜索引擎用了高效算法，所以速度依然很快——这就是我们下节课要学的：不设计意图：联系生活实例，让学生感受知识的实用性，打通"课堂—生活"(六)巩固练习，强化理解(出示练习题)2.选择：从1-20找数字和从1-200找数字，()的执行次数更多。3.简答：为什么电脑打开小文件很快，打开大文件需要更长时间?(学生独立完成，师生共同订正)生1:第一题对，都是50个数，规模相同。生2:第二题选B,1-200规模更大，执行次数更多。生3:因为大文件数据量多(规模大),电脑读取的步骤次数多，所以时间设计意图：通过针对性练习，巩固核心概念与规律，及时检测学习效果，七、课堂小结师：今天这节课，我们一起探究了什么?大家有哪些收获?生1:我知道了什么是问题规模，什么是算法步骤的执行次数。生2:我分清了数字大小和问题规模的区别，规模是数据量的多少。生3:我发现了规律：问题规模越大，执行次数越多，算法效率越低。生4:我会用实验和程序验证这个规律，还知道生活中