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第4课《算法中的数据》教学设计
【课标内容要求】
借助学习与生活中的实例，体验身边的算法，理解算法是通过明确的、可执行的操作步骤描述的问题求解方案，能用自然语言、流程图等方式描述算法。
【教学内容分析】
本课处于身边的算法模块，算法的主要任务就是处理数据，为了更好地了解数据在算法的处理过程，知道数据在算法中输入、计算、输出的处理过程。通过在算法描述中用变量表示数据，初步让学生认识变量，知道变量的作用，理解算法的追求是从解决特殊问题到解决一般问题。本课安排了算法处理的输入和输出数据和算法描述中的数据两部分内容。
算法的核心是处理数据，本课按照变量认知的学习过程，通过生活中算法案例数据的输入与输出分析，让学生对算法中输入输出变量有更深入、理性的认识。讨论部分：教材安排了生活中的算法涉及的数据，从学生熟悉的事物出发，先找出生活中解决问题涉及的数据，为之后寻找算法中的数据做准备。建构部分：教材第一部分安排了“算法处理的输入和输出数据”，旨在让学生通过对算法处理中输入和输出的数据进行讨论与分享，分解算法功能与特点，感受数据在算法中起到不可或缺的作用。第二部分安排“算法描述中的数据”，通过观察、比较算法描述中用变量表示数据的前后变化，进一步理解变量的使用对于算法的意义。教材以生活中煮茶算法及求解平行四边形面积为例，进行了由解决特定问题到解决一类问题的对比分析，帮助学生认识变量在算法中的作用，能基于对变量的理解，知道变量的组成，变量名命名的一般规范，能用变量表示数据描述算法，把算法由解决特殊问题变成解决一类问题。通过对变量值来源的讨论，让学生初步感受赋值的概念，将输入和变量联系起来，这也为后面算法的特征一课做好铺垫。
【教学目标】
1.了解算法执行过程中数据的重要作用。
2.掌握用变量表示算法中的数据的方法。
3.初步形成利用变量设计解决一类通用问题的算法的意识。
重点：掌握用变量表示算法中的数据的方法。
难点：掌握用变量表示算法中的数据的方法。
【核心素养指向】
通过体验身边的算法，了解算法的特征和效率，会用自然语言、流程图等方式描述算法。
【学情分析】
本节课之前，学生已经认识到数据在信息社会中的重要作用，对算法的概念和描述也有了一个系统性的了解和掌握，但是对变量这个概念是陌生的。五年级的学生认知发展处于从具象思维到抽象思维的过渡时期，变量是一个抽象的概念，因此要从学生身边提取算法问题，从其中的具体数据过渡到变量，进一步尝试用变量表示这些具体数据。
【设计构想】
1.整体设想
本节课主要是强调数据在算法中起到的不可或缺的作用，并用变量表示数据以提高算法的通用性，让一个算法能解决一类通用问题。这是具象到抽象的一个转变，所以在教学内容的准备时，主要考虑用怎样的例子才能让学生不感到陌生，算法描述又不至于太复杂，还能通过变量的使用将算法优化为解决一类通用问题。
2.教法学法
使用情境教学法、任务驱动法、课堂讨论法、探究法。用具象的真实情境，让学生没有陌生感。在解决真实问题的过程中，发生讨论，进行思维碰撞，产生需求，然后教师提供“变量”，学生自然而然地明白为什么需要变量，变量能做些什么。
3.情境与任务
使用煮茶机煮冰糖雪梨茶。
任务一：观察图片，填一填，再试着举一个你身边的例子。任务二：利用煮茶机煮任意冰糖雪梨茶算法。
写出算法中涉及的数据。
找出算法中需改变的具体数据，写出对应变量的变量名和当前变量值。
用自然语言描述煮任意冰糖雪梨茶算法。
4.核心素养的落实
从一开始只能煮出一种口味的冰糖雪梨茶算法，到最后可以煮任意口味冰糖雪梨茶的算法，这是计算思维中反思、优化解决问题的方案的能力。
5.评价设计
利用学习单来监控学生的学习过程，同时搭建学习支架，观察学生能否找到算法中涉及的数据，能否设计合适的变量。最终，学生需要将解决一个问题的算法，优化为能解决一类问题的算法。
【教学环境及资源准备】
教学环境：具备黑板、多媒体设备、实物展台的教室。资源准备：学习单
【教学活动设计】
学习过程 用时
学习任务 （各环节） 设计意图 （单位：分钟）
教师活动 学生活动
同学们知道我们的生活离不开各种算法，老师平常出门就离不开导航背后的算法。如果开车从高鑫广场到天一广场，我们要提供哪些数据给导航算法呢？ 学生回答。 从真实情景问题导入，贴近学生生活实际，激发学生的学习兴趣，让学习真实发生。
导入 （给出导航图片）导航算法根据高鑫广场、天一广场、驾车这些数据生成了更多的数据，帮助我们解决问题。请同学们找一找，算法新生成了哪些数据呢？ 学生观察导航图片、回答。 通过学生讨论和教师引导，将生活中的数据一一找出，并简单区分哪些是输入的数据，哪些是算法处理后新生成的数据。 5
生活中的数据 除了导航算法，生活中很多算法都会生成各种数据，请同学们拿出学习单，观察图片，按照示例中的句型填一填，再试着举一个你身边的例子。 学生完成学习单第一题，用“算法通过处理……数据生成了……数据”的句型来说一说算法，并进行分享。 通过学生的思考、讨论和教师的引导，感受生活中无处不在的数据，体会数据在算法中起着不可或缺的作用。 10
算法的执行过程，主要就是处理已知数据，然后生成新的数据，数据在算法中起着不可或缺的作用。
在生活中，煮茶利用煮茶机是比较方便的，这是用煮茶机煮冰糖雪梨茶的 自然语言描述，请同学们找出算法中涉及的数据。 学生完成学习单第二题的第一小题，找出算法中涉及的数据。 在真实情景中提出问题，学生有兴趣去寻找里面的数据。
算法中的 数据 根据这个算法得到的冰糖雪梨茶，老师觉得有点甜，可以改变哪个数据调整算法？说一说你喜欢的口味，可以改变哪个数据来调整算法呢？ 学生改变具体数据，修改算法，理解通过改变具体数据将解决一个问题的算法变为解决另一个问题的算法。 以生活中常见的问题为例，让学生可以结合自己的实际生活体验，修改算法。 20
能不能让算法解决一类问题呢？算法中的哪几个数据需要改变呢？ 教师给出变量概念。变量是算法中用来表示数据的符号，在算法执行过程中，它的值可以改变。变量包括变量名与变量值。你需要使用哪几个变量？为什么这样取名？ 用自然语言描述制作任意口味冰糖雪梨茶算法。 学生探寻优化算法的方法，发现如果这些具体数据能够在算法执行过程中发生变化，这个算法就能解决一类问题了。 学生为刚才找出的，需要在算法执行过程中发生变化的数据，设计变量。 学生说明变量取名的依据。 学生用变量替换之前算法中的具体数据，实现算法优化。 学生在思考过程中发现，自己需要一个能够在算法执行过程中发生变化的数据，而不是固定的具体数据。学生有需求，教师提供“变量”这个工具，让学生的思维自然而然地从具象内容到抽象概念中来。从始至终，都不是教师灌输概念，教师只是提供了一个学习支架，引导学生一步一步优化算法，在他们需要的时候提供工具。帮助学生理解，通过变量可以将解决一个问题的算法优化为解决一类问题的算法。
总结 通过这节课的学习，你对算法中的数据有了哪些新的认识？ 数据在算法中起着不可或缺的作用，数据处理是算法执行的核心。在算法中，值能改变的量称为变量，变量包括变量名与变量值。用变量来表示具体数据，可以让解决一个具体问题的算法变成解决一类 回顾课堂，同时借助板书，加深对数据在算法中的重要性的理解，理解变量在算法中的重要作用，为之后设计算法的学习奠定有效的知识和思维基础。 5
通用问题的算法。
【板书设计】
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