“小跳蚤 大算法”-运用算法解决计算类问题 学习活动设计

C601“小跳蚤大算法”——运用算法解决计算类问题学习目标（指向学科核心素养）1、从身边的校园主题活动出发，学会如何获取、筛选和分析数据，确定解决问题的需求和数据，有意识地选用合理的信息工具解决实际问题，提高信息意识。2、通过分组协作、头脑风暴等活动，初步形成分析计算问题类型，对问题进行抽象、分解和建模的能力，借助流程图更清晰地表示算法过程，提升计算思维能力。3、通过阅读、理解、运行程序，进行算法验证，并根据实际需求进一步优化程序，从而培养数字化学习与创新实践能力。4、通过运用算法解决义卖活动中的计算类问题，认识到算法对解决生活和学习问题的重要性，增强信息社会责任。学习框架学习过程理解情境所要解决的问题，结合学习规划，分析其探究活动过程和内容，对项目有一个整体的认识和理解。采用基于真实情境的项目式学习探究模式，通过分组协作、头脑风暴、自主探究，借助数字化学习资源，营造高效的互动课堂，积极探索使用算法解决实际问题的基本过程；发展创造性思维，培养团结合作的意识和实践能力，完成项目学习目标，提升学科核心素养。环节1-项目选题：提出问题，明确项目1.学习任务

真实情境：观看我校“红领巾义卖”主题活动视频，介绍义卖活动意义所在；爱心义卖活动结束以后，同学们会将自己的全部货款上交到班级，以班级为单位进行义款统计，最后，使用善款为困难学生购买体育用品。驱动性问题：由于都是小面值的现金，统计起来比较麻烦且易出错。针对此问题，我们该如何利用前面所学的算法相关知识，帮助各班级快速、准确地计算出义卖善款总额，提高工作效率?明确项目：活动1-解决义卖总金额的计算问题：利用算法帮助各班级快速、准确地统计出义卖善款总额。2.学生活动

（1）观看“红领巾义卖”主题活动视频，回顾义卖场景，了解校园义卖活动背景和意义。（2）小组分工讨论，分析问题需求，明确项目的主题。3.学习指导

引导学生进入真实的爱心义卖活动情境，通过小组讨论，明确活动项目。4.关键问题怎样利用算法帮助各班级快速、准确地统计出义卖善款总额？5.设计意图

从学生亲身经历的校园主题活动出发，以利用算法帮助各班级快速、准确地统计出义卖善款总额为本课的项目活动一，借助贴近学生实际又具有特殊意义的爱心义卖，激发学生学习兴趣，产生内驱力，能更主动积极的投入课堂。核心素养达成从现实问题情境中选择明确的项目主题，形成对信息的敏感度和信息价值的判断力，提高信息意识；团队分工，明确项目任务，体现正确的信息社会责任意识。环节2-项目规划：明晰思路，设计算法1.学习任务（1）小组合作，将问题进一步分解，在解决小问题的过程中，构建问题解决模型；（2）根据功能描述进行算法的分析，选择合适的算法，明确程序中输入、输出以及变量，同时借助流程图更清晰地表示算法过程。2.学生活动（1）人工统计金额:每组分配的小额面值钱币学具，进行真实场景体验，在实际操作中，感知人工解决实际问题的过程。（2）头脑风暴：小组分工合作，讨论交流，将钱币统计问题抽象为数学问题，再根据问题需求进行分解，在解决小问题的过程中，构建问题解决模型。（3）方案交流：小组展示合作完成的方案，师生共同探讨,完善该项目方案,选择最优算法，并明确程序中的输入、输出部分以及变量。（4）算法描述：首先使用自然语言描述算法，然后借助流程图更清晰地表示算法过程。3.学习指导（1）参考算法的顺序、分支和循环三种结构程序设计，引发学生对比、思考；明确项目任务完成基本步骤。（2）针对小组汇报，解决存在问题，帮助理清设计思路。（3）检查各组“分析问题”步骤的正确与否。（3）师生小结：顺序结构程序设计只需要根据问题解决的步骤设计算法，绘制流程图，编写代码即可。4.关键问题

怎样计算各种钱币的总额？你的“智能钱币累加器”微系统的算法是如何描述的？5.设计意图

算法设计是培养计算思维最重要的环节，将问题需求慢慢抽象建模，这个过程很难，但却是程序设计的必经之路。在这环节中坚持以学生为本，借助小组合作的形式让学生积极主动参与到算法设计过程中，教学中通过关键问题引发思考，构建学习支架，为学生提供类似的项目案例，在类比过程中，寻找设计思路。6.核心素养达成针对任务进行分解，明确需要解决的关键问题，并采用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生一系列思维活动，从而提升计算思维；完成方案中预设的目标，规划项目与交流方案。环节3-项目实施：理解代码，程序验证1.学习任务

借助Python编程软件，设置参数，程序优化、调试运行代码，进行程序代码的验证。2.学生活动（1）借助微课，理解程序并运行：理解程序代码，思考代码和流程图之间的联系，最后调试运行。（2）小组讨论：如何进一步优化系统，提升用户体验感？小组代表汇报，分享创意。（3）程序优化：通过设置和调整参数，观察讨论，执行验证；随手记录遇到的问题，设计解决方案，在原有程序上进行优化、调试。（4）总结活动项目的步骤：分析问题设计算法编写程序调试运行。（5）深入再探究活动2-解决物品购买问题：现在，班级准备用本次义卖所得的善款1321元,为我校困难学生购买一批体育用品，已知篮球80元一个,想买10个，羽毛球52元一副,需要购买10副，请问这些钱够不够？小组合作探究，分析问题，设计算法，绘制流程图，最后程序验证。3.学习指导（1）引导学生总结算法解决问题的基本过程，为深入探究做准备。（2）巡视指导，引导学生分析问题，建立模型，设计算法，程序验证。4.关键问题将流程图转换成程序语言该怎么写？5.设计意图

对于大部分同学来说，如何将流程图转换为程序是十分困难的，一个是技术的难度，另一个是心理的难度。由此给学生提供学习支架，借助微课，回顾变量、表达式的使用，降低对编程的恐惧和难度。同时通过关键问题引领、促发学生思考、全班分析小结，找到方法，突破本课学习难点。6.核心素养达成通过团队合作，围绕项目进行自主、协作学习，开展实践探究活动，提升信息获取、处理与应用、创新能力，从而培养数字化学习与创新实践能力。环节4-项目成果：汇报展示，交流评价1.学习任务

分小组进行项目活动成果展示、交流，小组代表上台汇报，并进行讲解演示，分享创意，大家共同交流学习。2.学生活动各组推选代表，大胆发言，分组展示流程图，进行程序验证并讲解演示，汇报展示活动探究成果。3.学习指导（1）根据小组代表汇报情况进行分析总结，引导学生先完成能用顺序、分支结构实现算法的优化方案。（3）给予方向指导，引发学生思考，选择合适算法。4.关键问题

怎么优化系统，提升用户体验感？5.设计意图

通过交流展示，大家分享创意，共同进步，为接下来解决其他类型问题的学习做好铺垫。给予方向指导，引发学生思考。6.核心素养达成与大家共享创造与分享项目成果，提升批判性思维能力与信息社会责任感。环节5-项目反思：评价反馈，反思项目1.学习任务回顾本活动内容，总结使用算法解决学习、生活中的简单实际问题的基本过程和方法，形成初步分析问题类型，选择相应算法的能力。并根据根据项目评价工具，进行项目活动评价和项目反思。2.学生活动（1）项目评价：根据“项目表现性评价”工具，使用平板智慧课堂，完成项目评价表。（2）总结与反思：了解使用算法解决简单实际问题的基本过程；反思项目任务中出现的问题和解决实际问题的有效途径。（3）拓展与延伸：还有哪些实际问题可以使用这种解析算法解决?提出思考和困惑:怎样才能实现完全的人工智能解决钱币汇总问题？3.学习指导（1）引导学生根据评价标准对自己和他人进行评价。（2）引导学生一起项目总结。（3）拓展与延伸。4.关键问题：

请回顾今天使用算法解决实际问题的过程；还有哪些实际问题可以使用这种解析算法解决；提出思考和困惑。5.设计意图

通过回顾、梳理、小结的形式，学生能更清晰的知道使用算法解决实际问题的基本过程，为接下来解决其他类型问题的学习做好铺垫。在评价环节，借助评价表，实现多元评价。6.核心素养达成评价项目目标与成果质量效果，成为自我学习的管理者。项目活动评价表项目学习过程一级指标二级指标评价结果一、提出问题明确项目确定项目从实际生活中选择项目主题的能力。对信息的敏感度和判断力。优秀良好中等仍需努力二、分析问题规划设计项目分析根据实际问题需求，进行分析问题、构建模型、设计算法。使用自然语言和流程图描述算法。优秀良好中等仍需努力三、活动探究项目实施探究活动调试运行程序