2024-2025學(xué)年人教版(2024)信息科技三年級(jí)全一冊(cè)-第23課-兔子增長有規(guī)律(2)教學(xué)設(shè)計(jì)

第23課兔子增長有規(guī)律（2）一、教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)生能夠進(jìn)一步了解兔子增長的數(shù)據(jù)遞增規(guī)律，能夠用流程圖描述相應(yīng)的算法。2.學(xué)生能夠利用程序驗(yàn)證兔子增長問題的算法，體會(huì)算法與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)自然語言描述的算法準(zhǔn)確地補(bǔ)充流程圖，包括正確設(shè)置初始值、判斷條件和循環(huán)操作。2.讓學(xué)生理解程序中各個(gè)語句與算法步驟的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠通過程序驗(yàn)證算法的正確性。教學(xué)難點(diǎn)1.幫助學(xué)生理解流程圖中循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行過程以及如何準(zhǔn)確地用流程圖表達(dá)算法的邏輯關(guān)系。2.引導(dǎo)學(xué)生從程序中分析出算法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，尤其是對(duì)于Python列表操作與算法步驟的結(jié)合理解。三、教學(xué)準(zhǔn)備1.準(zhǔn)備教學(xué)課件，包含兔子增長算法的流程圖示例、Python程序示例、斐波那契數(shù)列相關(guān)的自然現(xiàn)象圖片或視頻等。2.確保教室的計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠正常運(yùn)行Python編程環(huán)境（如果條件允許）。四、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課1.回顧上節(jié)課內(nèi)容提問學(xué)生上節(jié)課學(xué)習(xí)的兔子增長問題的主要內(nèi)容，如兔子數(shù)量變化規(guī)律、用自然語言描述的算法等。請(qǐng)幾位學(xué)生回答，回顧關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。在黑板上簡單畫出上節(jié)課用自然語言描述算法的步驟框架，如設(shè)定F[1]和F[2]的初始值為1，從3月（n=3）開始，通過F[n]=F[n1]+F[n2]的公式計(jì)算每個(gè)月兔子數(shù)量，直到n>12結(jié)束，并輸出F[12]的值。2.引出本節(jié)課主題告訴學(xué)生本節(jié)課將在上節(jié)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)用流程圖描述兔子增長算法，并通過程序進(jìn)行驗(yàn)證。（二）新課講解1.用流程圖描述兔子增長算法流程圖基礎(chǔ)講解在黑板上畫出一個(gè)簡單的流程圖框架，包括開始、結(jié)束以及中間的判斷框和操作框，向?qū)W生介紹流程圖的基本元素和作用。例如，開始和結(jié)束框表示算法的起始和終止，判斷框用于判斷條件是否成立，操作框用于執(zhí)行具體的操作。以一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算過程為例，如計(jì)算兩個(gè)數(shù)的和，用流程圖展示其過程：開始→輸入兩個(gè)數(shù)→計(jì)算兩數(shù)之和→輸出結(jié)果→結(jié)束。通過這個(gè)簡單的例子，讓學(xué)生初步了解流程圖是如何描述一個(gè)算法的過程的。依據(jù)算法補(bǔ)充流程圖展示上節(jié)課用自然語言描述的兔子增長算法步驟，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照這些步驟在之前畫好的流程圖框架中進(jìn)行補(bǔ)充。首先，在開始框后，補(bǔ)充設(shè)定F[1]=1和F[2]=1的操作框，表示算法的初始值設(shè)定。然后，設(shè)定n=3的操作框，表示從3月開始計(jì)算。接著，添加判斷框n<=12，如果條件成立，則進(jìn)入循環(huán)體。在循環(huán)體中，添加操作框F[n]=F[n1]+F[n2]用于計(jì)算當(dāng)前月份兔子數(shù)量，以及n=n+1的操作框用于月份數(shù)的遞增。當(dāng)n>12時(shí)，跳出循環(huán)，添加輸出F[12]的值的操作框，最后是結(jié)束框。在補(bǔ)充流程圖的過程中，每添加一個(gè)框，都要詳細(xì)解釋其作用和與算法步驟的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，在講解F[n]=F[n1]+F[n2]這個(gè)操作框時(shí)，要強(qiáng)調(diào)這是根據(jù)兔子數(shù)量的增長規(guī)律，每個(gè)月的數(shù)量是前兩個(gè)月數(shù)量之和。引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察補(bǔ)充完整的流程圖，理解整個(gè)算法的執(zhí)行流程。提問學(xué)生：“從流程圖中，你能清楚地看到算法是如何一步一步計(jì)算兔子數(shù)量的嗎？”鼓勵(lì)學(xué)生回答問題，加深對(duì)流程圖的理解。流程圖的優(yōu)化與理解提出問題：“我們補(bǔ)充的這個(gè)流程圖是否可以進(jìn)一步優(yōu)化呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考。例如，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何簡化判斷條件或者合并一些操作框，使流程圖更加簡潔明了。組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓他們嘗試對(duì)流程圖進(jìn)行優(yōu)化。在學(xué)生討論過程中，巡視各小組，參與學(xué)生的討論，給予啟發(fā)和引導(dǎo)。例如，當(dāng)學(xué)生提出可以將n=n+1的操作框放在循環(huán)體的最后一步，使其更加符合邏輯順序時(shí)，給予肯定和鼓勵(lì)。請(qǐng)幾個(gè)小組代表發(fā)言，分享他們小組優(yōu)化后的流程圖和思路。其他小組可以進(jìn)行補(bǔ)充和質(zhì)疑，通過這種方式，讓學(xué)生深入理解流程圖的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法。2.用程序驗(yàn)證兔子增長算法Python列表基礎(chǔ)講解由于程序中使用了Python列表來存儲(chǔ)兔子數(shù)量，所以先向?qū)W生介紹Python列表的基本概念。在黑板上寫出創(chuàng)建一個(gè)簡單列表的示例代碼，如my_list=[1,2,3]，并解釋列表是一種可以存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)之間用逗號(hào)分隔，并且可以通過索引來訪問列表中的元素，索引從0開始。例如，my_list[0]表示訪問列表中的第一個(gè)元素1。介紹一些列表的基本操作，如添加元素、修改元素和獲取列表長度等。例如，可以使用append()方法向列表末尾添加元素，使用索引可以修改列表中的某個(gè)元素的值。程序示例講解在計(jì)算機(jī)上打開Python編程環(huán)境（如果條件允許，也可以在黑板上逐步寫出代碼），輸入以下參考程序：F=[0,1,1]把1月、2月兔的數(shù)量放入列表，第0項(xiàng)設(shè)為0n=3設(shè)置要計(jì)算的起始月份whilen<=12:如果月份數(shù)n小于等于12，就進(jìn)入循環(huán)F=F+[0]為列表增加一項(xiàng)，默認(rèn)值為0F[n]=F[n1]+F[n2]計(jì)算當(dāng)前月份兔的數(shù)量n=n+1月份數(shù)增加1，繼續(xù)計(jì)算print('第12個(gè)月兔的數(shù)量是:',F[12])輸出計(jì)算結(jié)果逐步講解代碼的每一行含義：首先，創(chuàng)建一個(gè)列表F并初始化前三個(gè)元素，第0項(xiàng)設(shè)為0是因?yàn)镻ython列表從0開始索引，第1項(xiàng)和第2項(xiàng)分別設(shè)為1，表示1月和2月兔子的數(shù)量。設(shè)置n=3，表示從3月開始計(jì)算兔子數(shù)量。進(jìn)入while循環(huán)，當(dāng)n<=12時(shí)，循環(huán)體中的操作如下：F=F+[0]，這一步是為列表F增加一項(xiàng)，默認(rèn)值為0，用于存儲(chǔ)將要計(jì)算月份兔的數(shù)量。因?yàn)槊總€(gè)月都要計(jì)算一個(gè)新的兔子數(shù)量并存儲(chǔ)在列表中，所以需要為列表增加空間。F[n]=F[n1]+F[n2]，這是根據(jù)兔子增長規(guī)律計(jì)算當(dāng)前月份兔子數(shù)量的公式，通過獲取列表中前兩個(gè)位置的元素相加得到當(dāng)前月份的兔子數(shù)量。n=n+1，這一步是將月份數(shù)增加1，以便進(jìn)行下一個(gè)月的計(jì)算。當(dāng)n>12時(shí)，循環(huán)結(jié)束，輸出F[12]的值，即第12個(gè)月兔子的數(shù)量。運(yùn)行程序，讓學(xué)生觀察運(yùn)行結(jié)果，驗(yàn)證程序是否正確地計(jì)算出了第12個(gè)月兔子的數(shù)量。引導(dǎo)學(xué)生分析程序與算法的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)程序是對(duì)算法的一種實(shí)現(xiàn)方式，通過程序可以更加高效和準(zhǔn)確地執(zhí)行算法。例如，程序中的初始化列表操作對(duì)應(yīng)算法中的設(shè)定初始值步驟，while循環(huán)對(duì)應(yīng)算法中的循環(huán)結(jié)構(gòu)，計(jì)算F[n]的操作對(duì)應(yīng)算法中的F[n]=F[n1]+F[n2]步驟。程序的拓展與思考提出問題：“如果我們要計(jì)算更多月份的兔子數(shù)量，或者改變兔子增長的規(guī)律，應(yīng)該如何修改程序呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考并討論。例如，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如果兔子每個(gè)月不是生一對(duì)小兔，而是生兩對(duì)小兔，應(yīng)該如何修改程序中的計(jì)算公式。讓學(xué)生嘗試自己動(dòng)手修改程序，在修改過程中，巡視各小組，對(duì)學(xué)生遇到的問題進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。鼓勵(lì)學(xué)生思考程序的優(yōu)化方法，如是否可以減少列表的操作次數(shù)或者簡化循環(huán)條件等。通過這種方式，培養(yǎng)學(xué)生的編程思維和解決問題的能力。（三）鞏固練習(xí)1.基礎(chǔ)練習(xí)書面練習(xí)給出一些簡單的數(shù)列問題，要求學(xué)生用流程圖描述其算法。例如：數(shù)列1：1月有3個(gè)蘋果，2月有4個(gè)蘋果，從3月開始每個(gè)月蘋果的數(shù)量是前兩個(gè)月蘋果數(shù)量之和再加1，要求學(xué)生用流程圖描述計(jì)算該數(shù)列的算法。數(shù)列2：1月有2只小雞，2月有3只小雞，從3月開始每個(gè)個(gè)蘋果，要求學(xué)生用流程圖描述計(jì)算該數(shù)列的算法。巡視學(xué)生的練習(xí)情況，對(duì)學(xué)生在流程圖繪制過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)和糾正。例如，有些學(xué)生可能會(huì)遺漏判斷條件，或者流程圖的邏輯順序不正確等。請(qǐng)幾位學(xué)生上臺(tái)展示他們繪制的流程圖，并讓其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過學(xué)生之間的相互評(píng)價(jià)，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)流程圖的理解和掌握，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和批判性思維。小組合作練習(xí)組織學(xué)生進(jìn)行小組合作練習(xí)，每個(gè)小組發(fā)放一個(gè)類似的數(shù)列問題，如：1月有5顆種子，2月有6顆種子，從3月開始每個(gè)月種子的數(shù)量是前兩個(gè)月種子數(shù)量之和的2倍減1，要求小組內(nèi)成員共同用流程圖描述計(jì)算該數(shù)列的算法，并分析算法與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在小組合作過程中，巡視各小組，觀察學(xué)生的合作情況和對(duì)問題的解決情況。鼓勵(lì)小組內(nèi)成員之間相互交流和討論，共同解決遇到的問題。例如，當(dāng)小組在分析算法與程序?qū)?yīng)關(guān)系時(shí)遇到困難，引導(dǎo)小組內(nèi)成員回顧兔子增長問題中程序與算法的對(duì)應(yīng)關(guān)系，嘗試類比應(yīng)用到當(dāng)前問題中。每個(gè)小組練習(xí)結(jié)束后，邀請(qǐng)一個(gè)小組代表上臺(tái)匯報(bào)他們的小組練習(xí)結(jié)果和解題過程，其他小組可以進(jìn)行提問和交流。通過小組匯報(bào)和交流，可以讓學(xué)生更好地理解和掌握數(shù)列問題的解決方法，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和表達(dá)能力。2.拓展練習(xí)編程拓展練習(xí)對(duì)于有一定編程基礎(chǔ)或者對(duì)編程感興趣的學(xué)生，可以布置一些編程拓展練習(xí)任務(wù)。例如，要求學(xué)生修改之前的兔子增長程序，使其能夠根據(jù)用戶輸入的月份數(shù)計(jì)算相應(yīng)月份兔子的數(shù)量。提示學(xué)生需要對(duì)程序進(jìn)行一些修改，如增加輸入語句獲取用戶輸入的月份數(shù)，調(diào)整循環(huán)條件和計(jì)算語句等。在學(xué)生編程過程中，巡視各小組，對(duì)學(xué)生遇到的第1步：修改程序中的循環(huán)條件，將原來的whilen<=12改為whilen<=user_input，其中user_input是用戶輸入的月份數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生思考如何處理用戶輸入的非法數(shù)據(jù)，如輸入負(fù)數(shù)或非整數(shù)等情況。鼓勵(lì)學(xué)生在程序中添加相應(yīng)的判斷和處理機(jī)制，以提高程序的健壯性。鼓勵(lì)學(xué)生之間相互交流和幫助，共同解決編程過程中遇到的問題。當(dāng)學(xué)生完成編程任務(wù)后，邀請(qǐng)幾位學(xué)生上臺(tái)展示他們的程序代碼，并運(yùn)行程序進(jìn)行演示。其他學(xué)生可以對(duì)程序的功能和代碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)和提問，通過這種方式，可以讓學(xué)生更好地理解和掌握編程知識(shí)和技能，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。算法應(yīng)用拓展練習(xí)給出一些實(shí)際生活中的問題，如：某儲(chǔ)蓄所，1月有100元存款，2月有150元存款，從3月開始每個(gè)月存款的數(shù)量是前兩個(gè)月存款數(shù)量之和的1.5倍，要求學(xué)生用流程圖描述計(jì)算該儲(chǔ)蓄所存款數(shù)量變化的算法，并分析算法與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一個(gè)細(xì)胞每30分鐘分裂一次，1小時(shí)后分裂為2個(gè)細(xì)胞，從第2個(gè)小時(shí)開始，每個(gè)小時(shí)細(xì)胞分裂的數(shù)量是前兩個(gè)小時(shí)細(xì)胞分裂數(shù)量之和，要求學(xué)生用流程圖描述計(jì)算細(xì)胞分裂數(shù)量變化的算法，并分析算法與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。巡視學(xué)生的練習(xí)情況，對(duì)學(xué)生在實(shí)際問題分析、流程圖繪制和算法與程序?qū)?yīng)關(guān)系分析過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)和糾正。例如，有些學(xué)生可能會(huì)在將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題時(shí)出現(xiàn)困難，或者在流程圖繪制中出現(xiàn)錯(cuò)誤，或者在分析算法與程序?qū)?yīng)關(guān)系時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤等。請(qǐng)幾位學(xué)生上臺(tái)展示他們的練習(xí)結(jié)果和解題過程，其他學(xué)生進(jìn)行觀察和評(píng)價(jià)。通過學(xué)生之間的相互評(píng)價(jià)，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)際生活中數(shù)列問題的理解和掌握，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和批判性思維。（四）課堂小結(jié)1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，包括用流程圖描述兔子增長算法、程序驗(yàn)證兔子增長算法、流程圖的優(yōu)化方法、程序與算法的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及相關(guān)的拓展練習(xí)等。2.提問學(xué)生：“通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你學(xué)到了什么？”鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的學(xué)習(xí)收獲和體會(huì)。3.對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)和技能，如掌握用流程圖描述算法的方法、理解程序與算法的對(duì)應(yīng)關(guān)系、能夠利用程序驗(yàn)證算法以及能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決類似問題等。4.鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)思考和探索相關(guān)的算法問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究精神。（五）作業(yè)布置1.書面作業(yè)要求學(xué)生完成課后練習(xí)題，包括用流程圖描述給定數(shù)列問題的算法，并分析算法與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。布置一些與本節(jié)課知識(shí)相關(guān)的拓展題，如思考如何用流程圖描述一個(gè)更復(fù)雜的數(shù)列變化問題，并嘗試分析其規(guī)律和算法原理，同時(shí)考慮如何用程序?qū)崿F(xiàn)該算法。2.實(shí)踐作業(yè)鼓勵(lì)學(xué)生回家后，自己動(dòng)手用Python語言編寫一個(gè)程序，能夠根據(jù)用戶輸入的初始值和規(guī)則，計(jì)算出數(shù)列中指定位置的數(shù)值，并記錄下編程過程中，如輸入月份數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，輸出提示信息，要求用戶重新輸入。同時(shí)要求學(xué)生記錄下編程過程中遇到的問題和解決方法，并在下次上課時(shí)與同學(xué)們分享。五、板書設(shè)計(jì)1.兔子增長算法流程圖開始F[1]=1，F(xiàn)[2]=1n=3n<=12F[n]=F[n1]+F[n2]n=n+1輸出F[12]的值結(jié)束程序F=[0,1,1]n=3whilen<=12F=F+[0]F[n]=F[n1]+F[n2]n=n+1print('第12個(gè)月兔的數(shù)量是:',F[12])2.數(shù)列問題（拓展）示例蘋果數(shù)量小雞數(shù)量種子數(shù)量算法描述對(duì)應(yīng)流程圖對(duì)應(yīng)程序六、課后反思1.成功之處通過詳細(xì)的流程圖講解和程序示例分析，學(xué)生對(duì)兔子增長算法有了更深入的理解。在課堂上，學(xué)生能夠積極參與討論和練習(xí)，較好地掌握了用流程圖描述算法、程序驗(yàn)證算法以及分析算法與程序?qū)?yīng)關(guān)系的方法。在教學(xué)過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生思考和探究，例如在算法應(yīng)用拓展練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠積極提出自己的問題和解決方案，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。板書設(shè)計(jì)簡潔明了，突出了本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)和技能，能夠幫助學(xué)生更好地回顧和總結(jié)所學(xué)內(nèi)容。2.不足之處由于部分學(xué)生的編程基礎(chǔ)和邏輯思維能力存在差異，在編程拓展練習(xí)環(huán)節(jié)，部分學(xué)生對(duì)Python語言的掌握程度不夠，在編寫程序時(shí)遇到了較多的困難。在今后的教學(xué)中，需要加強(qiáng)對(duì)這部分學(xué)生的個(gè)別指導(dǎo)，或者在課前對(duì)Python語言的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)和鞏固。在小組合作練習(xí)環(huán)節(jié)，個(gè)別小組的合作效率不高，成員之間存在分工不明確、交流不