《认识数据规模的影响》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册

《认识数据规模的影响》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册一、教学背景本课是2026秋季新版北京版小学信息技术五年级全一册，第三单元《算法的效率》主题6《比较算法执行效率》第2课时《认识数据规模的影响》，承接上一节课《认识算法效率》。在上一节课，学生已经建立算法效率基本概念，知道解决同一问题的不同算法，步骤多少决定效率高低，能够区分算法正确性和效率。本节课进一步探究：同一个算法，它的效率表现不是一成不变，会受到处理数据多少也就是数据规模的影响。五年级学生已经具备基础数学统计能力，能够看懂简单数据表格，但是对于“数据规模”概念比较陌生，容易形成固化认知，认为某一种算法永远最好。本节课依托教材案例，结合生活场景、表格数据对比，引导学生发现：小数据量的时候算法差距不大，当数据规模变大，不同算法之间效率差距会急剧拉大。本节课是本主题的难点，为后续学生理解查找、排序算法打下思维基础，落实2022版信息科技课标“身边的算法”学业要求，让学生能够观察算法执行次数随问题规模发生的变化。二、教材分析新版北京版本课教材开篇承接上节课遗留疑问，提出核心问题：同样一个算法，处理的数据数量发生变化，算法的执行效率会发生怎样变化？教材正文定义数据规模：算法需要处理的数据的数量多少，叫做数据规模。课文使用“查找目标数字”作为核心案例，设置两组对比情境，一组是少量数字，一组是大量数字，记录顺序查找算法的最大执行次数。教材配有统计表格，要求学生填写不同数据规模下算法最多需要执行多少次操作；教材设置探究思考题：“数据规模变大之后，算法执行次数会发生什么样变化？”；教材设置对比阅读板块，对比两种算法在小规模、大规模数据下的不同表现，引导学生发现：有些算法数据少的时候看不出差距，一旦数据变多，劣势就会明显暴露；教材拓展部分结合生活实例，介绍网站后台、大数据处理场景，说明数据规模是程序员选择算法时必须考虑的重要条件；课后思考任务要求学生结合生活举例，说一说什么场景属于大规模数据。本课教材不引入复杂时间复杂度符号，以“数据数量”“执行次数”作为主要分析工具，重在引导学生建立辩证思维：没有绝对万能的算法，算法好坏，还要结合处理的数据规模来综合判断，完善学生对于算法效率的完整认知。三、核心素养目标1.信息意识：理解数据规模含义，感知现实生活存在小规模、大规模数据场景，明白数据量大小会影响软件运行速度，体会数据规模在数字系统中的现实作用。2.计算思维：理解数据规模的概念；能够观察分析，同一个算法，随着数据规模增大，执行步骤次数随之增加；能够对比两种算法，分别在小规模数据、大规模数据场景下的效率表现；知道算法优劣需要结合数据规模综合判断，破除“某一种算法永远最好”的固化思维。3.数字化学习与创新：依托教材案例表格，完成数据统计填写，通过小组合作分析数据变化规律，能用自己语言描述数据规模对算法执行效率带来的影响。4.信息社会责任：体会大规模数据处理场景下高效算法的价值，感受信息技术工程师需要结合实际数据情况选择合适算法，初步建立结合实际条件选择方案的工程思维。四、教学重难点1.教学重点：认识数据规模；理解同一个算法，数据规模变大，执行次数增加，效率会下降；体会不同算法在不同数据规模下的表现差异。2.教学难点：建立辩证认知，不存在永远最优的算法，评价算法效率，要结合数据规模综合分析。五、教学过程（一）复习导入，承接旧知教师回顾上一节课《认识算法效率》知识，抛出上节课留下的悬念。师问：上一节课我们学习算法效率，大家回忆，我们评价算法要看哪两个维度？

生答：正确性和效率，先保证结果正确，再比较效率。

师问：上节课结尾我们留下一个小问题：快递分拣，如果只有3件快递，人工分拣速度也很快，是不是人工分拣这个算法效率就变高了？今天我们学习课本《认识数据规模的影响》，就解开这个谜题。教师板书课题：认识数据规模的影响。

设计意图：复习上节课核心知识，使用遗留问题导入，建立两节课之间紧密逻辑联系，快速把学生带入本课探究情境。（二）研读教材课文，理解数据规模教师引导学生阅读教材本课开篇文本：“算法需要处理的数据的数量，称为数据规模。同样一套算法，当处理的数据数量发生变化，算法需要执行的操作次数也会随之改变，算法的效率表现也会随之改变。”师问：请同学们阅读课本，说一说，什么叫做数据规模？

生答：算法要处理的数据的数量多少就是数据规模。

师讲解教材文本：课本告诉我们，数据规模简单来说，就是我们要处理东西的多少。比如找数字，一共有5个数字，5就是此时的数据规模；如果一共有1000个数字，1000就是数据规模。数量少叫小规模数据；数量很大，叫做大规模数据。师问：大家举一举生活例子，说一说哪些场景属于小规模数据？哪些属于大规模数据？

生答：查找班级5名同学的信息是小规模；查找全校几千名学生信息就是大规模。教师出示简易示例表格，帮助学生区分：场景数据规模大小查找小组6位同学信息小规模查找全校2000名学生信息大规模查找5个数字当中的目标数字小规模查找一万条商品记录大规模师追问课本原文关键句：课本写“同样一套算法，当处理的数据数量发生变化，算法需要执行的操作次数也会随之改变”，这句话是什么意思？哪位同学说一说自己的理解。

生答：同一个算法，处理的数据变多，要做的操作次数就会变多。设计意图：解析教材定义文本，用生活实例帮助学生理解抽象名词“数据规模”，表格直观呈现大小规模的区别，通过师生问答落实课本核心概念，为本课案例探究打好理论基础。（三）教材案例探究：顺序查找，感受数据规模带来的变化教师展示教材核心案例：顺序查找算法，任务：在一组数字里面找到目标数字。算法逻辑：从第一个数字开始，一个一个依次比对，直到找到目标数字。教材设置多组不同数据规模，统计算法最坏情况下，最多需要比对多少次。教师出示教材配套探究表格，带领学生阅读课本案例，共同完成表格分析。数据规模（数字总个数）最坏情况最多比对次数55次1010次5050次200200次10001000次师问：大家观察课本表格，数据规模不断变大，最坏情况比对次数会发生什么变化？

生答：数字总个数越多，最多比对的次数就越多。

师追问：还是这一套顺序查找算法，算法本身的步骤没有修改，为什么比对次数变多？

生答：因为要处理的数据变多了。

师解读教材案例：同学们说得很好，算法本身的步骤完全没有改动，但是数据规模变大，这套算法就要执行更多次操作，消耗更多时间。数据量很小的时候，5次比对，一瞬间就完成；但是数据规模来到1000，最坏情况就要比对一千次，消耗时间明显变长，效率就下降。组织小组讨论课本思考题：“同一个算法，算法本身没有改动，效率为什么会发生变化？”，小组简短交流后，请小组代表发言。

生答：因为处理的数据数量变多，要执行的操作次数增加，所以效率就变差。设计意图：完整使用教材查找案例，依托课本表格开展探究，让学生直观看到数据规模增长，带来执行次数同步增长，把课本文字转化为数据分析活动，落实本课教学重点，发展学生数据分析与计算思维。（四）教材对比阅读：两种算法在不同规模下的表现教师带领学生阅读教材对比阅读板块，给出算法A顺序查找，算法B优化查找。场景1：小规模数据，一共8个数字。

算法A最坏比对8次；算法B最坏比对3次。

差距很小，两种算法都很快。场景2：大规模数据，一共1024个数字。

算法A最坏比对1024次；算法B最坏比对10次。

差距非常巨大。师问：数据规模很小的时候，两种算法操作次数差距大不大？

生答：差距不大，都很快。

师问：当数据规模变得很大的时候，两种算法的操作次数差距发生什么变化？

生答：差距变得特别大，算法B优势明显。师引导思考课本问题：“是不是某一个算法，在所有情况下都是最好的？”

生答：不是，小规模的时候，两种算法差别不大。师讲解教材文本：课本通过这个对比，告诉我们一个很重要道理。小规模数据的时候，有些算法之间看不出明显差距；一旦数据规模变大，算法之间效率差距就会被放大。没有绝对万能、永远最优的算法，选择算法的时候，我们要想一想，我们要处理的数据规模是大还是小。教师回扣开课时候的悬念：快递分拣，3件快递，人工分拣很快；但是十万件快递，人工分拣效率就极低，机器算法优势完全体现。同样是人工分拣这个算法，小规模任务尚可，大规模任务就暴露出效率短板。设计意图：依托教材对比阅读板块，完成大小规模下算法表现对比，解决开课设置的悬念，突破本课难点，引导学生建立辩证看待算法优劣的思维，避免形成“一个算法永远最好”的片面认知。（五）课堂实践思考，联系真实数字生活教师出示教材课后思考任务，组织学生思考作答。

师问：同学们想一想，我们刷短视频、网购搜索商品，后台要处理亿万条数据记录，这属于大规模还是小规模数据？

生答：属于大规模数据。

师追问：处理这种大规模数据的时候，我们更需要选择什么样的算法？

生答：要选择执行步骤少、效率高的算法。

师小结：正是因为互联网平台要面对海量大规模数据，工程师才会不断研究、优化算法，不然软件运行就会卡顿、反应很慢，影响我们的使用体验。设计意图：对接教材课后思考任务，链接学生日常互联网生活，让学生体会课本知识的现实价值，落实信息意识素养。（六）辨析巩固练习教师出示两道辨析题，参考教材课后习题。

辨析1：“一个算法只要本身设计得好，无论处理多少数据，效率都不会变差。”这句话是否正确，说明理由。

生答：这句话错误。同一个算法，数据规模变大，执行次数增加，效率会下降。辨析2：“小规模数据场景，效率差一点的算法，也可能很快完成任务。”

生答：这句话正确，数据很少的时候，就算步骤多一点，总次数不多，也可以快速做完。教师点拨总结：评价算法效率，既要看到算法本身步骤设计，也要看到它要处理的数据规模，结合实际场景综合判断。设计意图：通过辨析练习，检测难点知识掌握情况，巩固辩证看待算法的认知。六、课堂小结师生共同回顾本课教材核心内容。

师问：什么叫数据规模？

生答：算法需要处理的数据的数量多少，就是数据规模。

师问：同一个算法，数据规模变大，会带来什么变化？

生答：算法执行次数增加，消耗时间变多，效率下降。

师问：是不是有一种算法，所有场景下都是最优？

生答