蘇科版小學(xué)五年級(jí)信息科技下冊第四單元《第4課 優(yōu)化程序解決問題》教案

第4課優(yōu)化程序解決問題

課題優(yōu)化程序解決問題單元第四單元學(xué)科信息技術(shù)年級(jí)五年級(jí)

本課是五年級(jí)下冊第四單元《用算法解決問題》的最后一課，也是本單元的

總結(jié)提升課。在前三課的基礎(chǔ)上，本課引導(dǎo)學(xué)生思考“如何讓程序更好”，進(jìn)入

程序優(yōu)化的學(xué)習(xí)。

本課內(nèi)容主要包括三個(gè)部分：一是通過“8加幾”“9加幾”專項(xiàng)練習(xí)的需求，

引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)重復(fù)代碼段的問題；二是學(xué)習(xí)自定義函數(shù)的方法，理解帶參數(shù)函數(shù)

教材

的作用和優(yōu)勢；三是通過“專項(xiàng)練習(xí)1”和“專項(xiàng)練習(xí)2”的對比體驗(yàn)，感受模

分析

塊化編程的簡潔高效；最后通過遷移設(shè)計(jì)“減法函數(shù)”和單元拓展任務(wù)，鞏固所

學(xué)知識(shí)，并進(jìn)行單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。

本課的學(xué)習(xí)將幫助學(xué)生建立模塊化編程的思想，理解函數(shù)封裝和代碼復(fù)用對

提高編程效率的重要意義，同時(shí)通過單元評(píng)價(jià)回顧本單元所學(xué)，形成完整的知識(shí)

體系。

1.信息意識(shí)：認(rèn)識(shí)到程序優(yōu)化是解決問題的重要環(huán)節(jié)，理解“永遠(yuǎn)可以做得

更好”的迭代思想「能夠主動(dòng)思考程序的改進(jìn)空間，追求更高效、更簡潔的解決

方案。

2.計(jì)算思維：理解模塊化編程思想，掌握自定義函數(shù)的概念和作用。能夠識(shí)

別程序中重發(fā)的代碼段，并通過函數(shù)封裝實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用，提高程序的可讀性和可

教學(xué)維護(hù)性。

目標(biāo)3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠運(yùn)用自定義函數(shù)優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“8加幾”

“9加幾”等專項(xiàng)練習(xí)功能。在遷移應(yīng)用中倉J新設(shè)計(jì)“減法函數(shù)”，培養(yǎng)知識(shí)遷

移能力和創(chuàng)新思維。

4.信息社會(huì)責(zé)任：在程序優(yōu)化過程中體會(huì)精益求精的工匠精神，理解代碼簡

潔性對他人閱讀和維護(hù)的重要性。通過任務(wù)辨析，辯證看待人工智能與編程學(xué)習(xí)

的關(guān)系。

1.理解程序優(yōu)化的必要性，識(shí)別重復(fù)代碼段的問題。

重點(diǎn)2.掌握自定義函數(shù)的基本方法，理解函數(shù)的作用。

3.理解帶參數(shù)函數(shù)的概念，體會(huì)參數(shù)的通用性和可復(fù)用性。

難點(diǎn)1.理解“封裝”思想，將重復(fù)代碼段抽象為函數(shù)。

2.理解參數(shù)的作用，能夠正確調(diào)用帶參數(shù)的函數(shù)。

3.將自定義函數(shù)思想遷移應(yīng)用到減法運(yùn)算等新情境中。

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

(-)導(dǎo)入新課：程序還能更好嗎？通過設(shè)問引發(fā)

教師活動(dòng)：同學(xué)們，上節(jié)課我們成功實(shí)現(xiàn)了“加法運(yùn)思考，引導(dǎo)學(xué)生

算小能手”程序，它能自動(dòng)出題、自動(dòng)批改，運(yùn)行得很不從“能用”走向

錯(cuò)。但是，程序能運(yùn)行就夠了嗎？它還能不能變得更好、“好用”，理解

更聰明、更簡潔？程序優(yōu)化的重

預(yù)設(shè)1:學(xué)生回答可以增加更多功能、讓界面更漂亮、要意義。

讓出題方式更靈活等。

課堂導(dǎo)入教師回應(yīng)：同學(xué)們說得很好！程序開發(fā)不是一次性的

工作，而是一個(gè)不斷迭代、不斷優(yōu)化的過程。今天我們就

來學(xué)習(xí)第4課一一優(yōu)化程序解決問題。

教師活動(dòng)：呈現(xiàn)課題：第4課優(yōu)化程序解決問題。

教師活動(dòng)：“9加幾”這樣的加法運(yùn)算與“8加幾”相

比，其算法的本質(zhì)并沒有改變。為了滿足需求，我們可以

通過修改部分程序來實(shí)現(xiàn)。但如何修改得更聰明、更簡潔

呢？這就是我們今天要探究的問題。

(二)發(fā)現(xiàn)問題：重復(fù)代碼的困擾通過具體需求

教師活動(dòng)：大家來看一個(gè)需求一一如果要實(shí)現(xiàn)連續(xù)出5引出重復(fù)代碼

道“8加幾”和5道“9加幾”的題目，應(yīng)該怎么做？的問題，讓學(xué)生

預(yù)設(shè)2：學(xué)生回答可以把“8加幾”的程序復(fù)制一遍，自主思考優(yōu)化

再把“9加幾”的程序復(fù)制一遍,連起來,方案，自然導(dǎo)入

講授新課

教師回應(yīng)：這個(gè)方法可行，但會(huì)帶來什么問題呢？自定義函數(shù)的

預(yù)設(shè)3：學(xué)生回答程序會(huì)變得很長，有很多重復(fù)的代碼學(xué)習(xí)。

教師活動(dòng)：非常準(zhǔn)確！“8加幾”和“9加幾”程序除了

“加數(shù)1”有差異，其他部分都相同。因此，在同一個(gè)程序

中出5題“8加幾”和5題“9加幾”,并不會(huì)增加程序難度,

但會(huì)因?yàn)槌绦蚨沃叵亩鴮?dǎo)致程序過長。程序太長會(huì)帶來什

么問題？

預(yù)設(shè)4：學(xué)生回答不容易閱讀、不容易修改、容易H；錯(cuò)

等。

教師活動(dòng)：對！如果每個(gè)相似的練習(xí)都要寫一大段重

復(fù)代碼，我們的程序會(huì)變得臃腫不堪，修改起來也很麻煩。

那么，有什么好辦法能簡化程序嗎？

預(yù)設(shè)5：學(xué)生回答可以把重復(fù)的部分提取出來，需要的

時(shí)候直接調(diào)用.

教師回應(yīng)：這個(gè)思路非常好！在編程中，我們把這種

“提取重復(fù)代碼，需要時(shí)調(diào)用”的方法叫作“自定義函數(shù)”

o讓我們一起來學(xué)習(xí)。

（三）初次體驗(yàn)：專項(xiàng)練習(xí)1程序

教師活動(dòng)：請大家打開課程平臺(tái)中的“專項(xiàng)練習(xí)1”程通過對比體驗(yàn)，

序，觀察并運(yùn)行這個(gè)程序，看看它是否能滿足出5題“8力口讓學(xué)生直觀感

幾”和5題“9加幾”的需求。受重復(fù)代碼帶

學(xué)生活動(dòng)打開并運(yùn)行“專項(xiàng)練習(xí)1”程序，觀察運(yùn)行結(jié)來的問題，為引

果。入優(yōu)化方案做

教師活動(dòng):這個(gè)程序確實(shí)實(shí)現(xiàn)了5道“8加幾”和5道“鋪墊。

9加兒”的練習(xí)。但大家觀察一下它的代碼結(jié)構(gòu)，有什么發(fā)

現(xiàn)？

預(yù)設(shè)6：學(xué)生發(fā)現(xiàn)代碼中有很多重復(fù)的片段，“8加兒”

和“9加幾”的代碼幾乎一樣，只是加數(shù)1不同.

教師活動(dòng)：是的，這個(gè)程序雖然功能正確，但代碼冗

長，重復(fù)度高。如果現(xiàn)在要改成5道“6加兒”和5道“7加

兒”，需要修改哪些地方？

預(yù)設(shè)7：學(xué)生回答需要修改很多處，每個(gè)“8”都要改

成“6”，每個(gè)“9”都要改成“7”。

教師活動(dòng)：這樣修改起來非常麻煩，而且容易遺漏或

出錯(cuò)。有沒有更好的方法呢？讓我們來看“專項(xiàng)練習(xí)2”程

序。

（四）優(yōu)化方案：自定義函數(shù)初探

教師活動(dòng)：請大家打開課程平臺(tái)中的“專項(xiàng)練習(xí)2”程通過“工具箱”

序，觀察這個(gè)程序的代碼，看看它有什么不同。的比喻，幫助學(xué)

學(xué)生活動(dòng)打開并觀察“專項(xiàng)練習(xí)2”程序。生理解自定義

教師活動(dòng)：這個(gè)程序用到了一個(gè)叫作“幾加幾”的自函數(shù)和參數(shù)的

定義函數(shù)。什么是自定義函數(shù)？它就像是把我們常用的工抽象概念，降低

具放進(jìn)工具箱里，需要的時(shí)候拿出來用，不用每次都重新認(rèn)知難度。

制作。

教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生閱讀“幾加幾”自定義函數(shù)程序，

觀察其結(jié)構(gòu)。

教師活動(dòng)：講解自定義函數(shù)的基本概念：

自定義函數(shù)：將一段完成特定功能的代碼封裝起來，

給它取個(gè)名字，需要時(shí)直接調(diào)用。

參數(shù)：函數(shù)可以帶參數(shù)，就像給工具箱里的工具配不

同的把手。“幾加幾”函數(shù)中的“幾”就是一個(gè)參數(shù)，它讓

函數(shù)可以根據(jù)不同的輸入靈活工作。

參數(shù)的作用：使函數(shù)更具通用性和可復(fù)用性。同一個(gè)

函數(shù)，傳入不同的參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)不同的功能。

教師活動(dòng)：在“專項(xiàng)練習(xí)2”中，我們只需要調(diào)用兩次

“兒加兒”函數(shù)一一第一次傳入?yún)?shù)“8”，重復(fù)5次：第一.

次傳入?yún)?shù)“9”，重復(fù)5次。代碼是不是簡潔多了？

學(xué)生活動(dòng)：觀察函數(shù)調(diào)用方式，理解參數(shù)的作用。

（五）動(dòng)手實(shí)踐：用自定義函數(shù)優(yōu)化程序

教師活動(dòng)：現(xiàn)在請大家動(dòng)手嘗試一一如果需要練習(xí)5題通過動(dòng)手實(shí)踐，

“6力口幾”和5題“7力口幾”的力口法運(yùn)算，如何利用“幾力口幾讓學(xué)生親身體

”自定義函數(shù)編寫程序？驗(yàn)自定義函數(shù)

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考修改思路：的優(yōu)勢，加深對

第一次調(diào)用函數(shù)：設(shè)置參數(shù)為“6”，重復(fù)5次模塊化編程思

第二次調(diào)用函數(shù)：設(shè)置參數(shù)為“7”，重復(fù)5次想的理解。

學(xué)生活動(dòng)嘗試修改程序，用自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)“6加兒”

和“7加幾”的專項(xiàng)練習(xí)。

教師活動(dòng)：巡視指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決參數(shù)傳遞、循環(huán)

次數(shù)設(shè)置等問題。

教師活動(dòng)：選取學(xué)生作品展示，點(diǎn)評(píng)自定義函數(shù)的靈

活性和簡潔性

教師活動(dòng)：看，我們只需要修改兩個(gè)數(shù)字，就能輕松

實(shí)現(xiàn)不同的專頃練習(xí)，這就是模塊化編程的魅力！像“專

項(xiàng)練習(xí)1”程序這樣，先將“8加幾”和“9加幾”兩個(gè)加法

運(yùn)算定義成函數(shù)，再在程序中直接調(diào)用這兩個(gè)自定義函數(shù)

的方法，就是模塊化編程。模塊化編程便于我們編寫和閱

讀程序。

（六）深度思考：兩種方案的對比

教師活動(dòng)：組織“思考交流”：能否用“專項(xiàng)練習(xí)2”通過對比分析，

程序?qū)崿F(xiàn)“專項(xiàng)練習(xí)1”的功能？引導(dǎo)學(xué)生深入

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生從以下角度分析：理解自定義函

1.功能覆蓋：“專項(xiàng)練習(xí)2”的自定義函數(shù)已包含出題、數(shù)的優(yōu)勢，培養(yǎng)

批改、統(tǒng)計(jì)等全部核心功能.它就像一個(gè)全能工具箱，可批判性思維和

以完成各種加法練習(xí)。深度思考的習(xí)

2.模塊化復(fù)用：”專項(xiàng)練習(xí)2”將“幾加兒”邏輯封裝慣。

為函數(shù)，可被重復(fù)調(diào)用。而“專項(xiàng)練習(xí)1”只是重復(fù)執(zhí)行了

“8加幾”和“9加幾”的固定練習(xí)，功能相對局限。

3.修改思路：用兩次函數(shù)調(diào)用，分別實(shí)現(xiàn)“8加幾”和

“9加幾”一一第一次調(diào)用：設(shè)置“加數(shù)1”為8,重復(fù)5次;

第二次調(diào)用：設(shè)置“加數(shù)1”為9,重復(fù)5次。

預(yù)設(shè)8：學(xué)生回答可以，只要在調(diào)用函數(shù)時(shí)分別傳入8

和9就可以了。

教師活動(dòng)：非常正確！實(shí)際上，”專項(xiàng)練習(xí)2”的方案

更加靈活強(qiáng)大，它不僅能實(shí)現(xiàn)“專項(xiàng)練習(xí)1”的功能，還能

輕松應(yīng)對其他加數(shù)的練習(xí)需求。這就是優(yōu)化的價(jià)值一一讓

程序更簡潔、更靈活、更易維護(hù)。

（七）遷移創(chuàng)新：設(shè)計(jì)減法函數(shù)

教師活動(dòng)：加法可以用自定義函數(shù)優(yōu)化，那減法呢？通過遷移創(chuàng)新，

如果想進(jìn)行“幾減幾”的專項(xiàng)減法練習(xí)，你能通過“自定讓學(xué)生將自定

義函數(shù)”的方法進(jìn)行編程嗎？義函數(shù)思想應(yīng)

教師活動(dòng)：呈現(xiàn)“自定義減法函數(shù)”的提示：用到新情境中，

函數(shù)名稱可以叫“幾減幾”培養(yǎng)知識(shí)遷移

需要兩個(gè)參數(shù)：被減數(shù)和減數(shù)？還是只需要一個(gè)參數(shù)能力和創(chuàng)新思

?思考一下減法運(yùn)算的特點(diǎn)維。

組織學(xué)生小組討論減法函數(shù)的設(shè)計(jì)思路。

預(yù)設(shè)9：學(xué)生回答需要兩個(gè)參數(shù)，因?yàn)闇p法的兩個(gè)數(shù)都

可以變化；也有人說可以只用一個(gè)參數(shù)，固定被減數(shù)或固

定減數(shù)。

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生分析：如果要實(shí)現(xiàn)“8減兒”“9減

兒”的專項(xiàng)練習(xí)，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)帶一個(gè)參數(shù)的函數(shù)一

一固定被減數(shù)，減數(shù)隨機(jī)生成且不超過被減數(shù).這樣調(diào)用

時(shí)分別傳入8和9即可。

教師活動(dòng)：呈現(xiàn)“自定義減法函數(shù)”示例：

定義函數(shù)“減幾練習(xí)”帶參數(shù)“被減數(shù)”

函數(shù)內(nèi)部：在1到被減數(shù)范圍內(nèi)隨機(jī)生成減數(shù)一顯示

題目一等待輸入答案一計(jì)算并批改

主程序：調(diào)用“減幾練習(xí)”傳入8,重復(fù)5次一調(diào)用

“減幾練習(xí)”傳入9,重復(fù)5次

學(xué)生活動(dòng)：嘗試編寫“減法函數(shù)”程序。

教師活動(dòng)：巡視指導(dǎo)，幫助學(xué)生處理減法運(yùn)算的特殊

邏輯（減數(shù)W被減數(shù)）。

教師活動(dòng)：選取學(xué)生作品展示，點(diǎn)評(píng)減法函數(shù)的設(shè)計(jì)

思路和實(shí)現(xiàn)方法。

（八）單元拓展：思辨與挑戰(zhàn)

教師活動(dòng)：本單元我們學(xué)習(xí)了用算法解決問題的完整通過單元拓展

過程一一從確定需求、設(shè)計(jì)算法、用程序驗(yàn)證，到優(yōu)化程任務(wù)，深化本單

序。現(xiàn)在有兩個(gè)拓展任務(wù)，請大家思考。元所學(xué),同時(shí)引

任務(wù)1：設(shè)計(jì)一個(gè)“3個(gè)數(shù)連加或連減”的程序作品，導(dǎo)學(xué)生辯證看

幫助一年級(jí)學(xué)生練習(xí)加減法運(yùn)算。待人工智能發(fā)

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考：3個(gè)數(shù)連加和連減與兩個(gè)數(shù)展，形成正確的

的運(yùn)算有什么不同？需要哪些額外的處理？技術(shù)觀。

任務(wù)2：有人說，現(xiàn)在人工智能已經(jīng)能自己編程了，因

此我們可以只掌握算法而不必學(xué)習(xí)編程。你認(rèn)為這個(gè)說法

對嗎？說說你的理由。

教師活動(dòng)：組織小組辯論，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考

人工智能與編程學(xué)習(xí)的關(guān)系。

預(yù)設(shè)10：學(xué)生回答不對，因?yàn)閷W(xué)習(xí)編程能幫助我們理

解計(jì)算機(jī)的思維方式，即使AI能編程，我們也需要理解算

法才能用好AL

預(yù)設(shè)11：學(xué)生回答學(xué)習(xí)編程能鍛煉邏轉(zhuǎn)思維，這是AI

替代不了的。

預(yù)設(shè)12：學(xué)生回答算法思想比編程技能更重要，但通

過編程實(shí)踐能更好地理解算法。

教師活動(dòng)總結(jié)：人工智能確實(shí)能輔助編程，但學(xué)習(xí)編

程的價(jià)值不僅在于寫出代碼，更在于培養(yǎng)計(jì)算思維、理解

計(jì)算機(jī)的工作原理、鍛煉邏輯推理能力。算法和編程就像

“道”與“器”的關(guān)系一一算法是思想，編程是實(shí)踐，兩

者相輔相成，缺一不可。

（九）單元評(píng)價(jià)：學(xué)習(xí)成果自評(píng)

教師活動(dòng)：請同學(xué)們根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，對自己本通過自我評(píng)價(jià)，

單元的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。每個(gè)項(xiàng)目給自己打「3顆星，3顆星引導(dǎo)學(xué)生反思

表示“掌握得很好"，2顆星表示“基本掌握”，1顆星表示本單元的學(xué)習(xí)

“還需要努力”。過程，梳理收

學(xué)生活動(dòng)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。獲，明確改進(jìn)方

教師活動(dòng)：請幾位同學(xué)分享一下自己的評(píng)價(jià)結(jié)果，說向，培養(yǎng)元認(rèn)知

說自己哪些方面做得好，哪些方面還需要加強(qiáng)。能力。

預(yù)設(shè)13：學(xué)生分享自己的評(píng)價(jià)結(jié)果和學(xué)習(xí)感受。

教師活動(dòng)：無論獲得幾顆星，只要認(rèn)真參與、積極思

考、動(dòng)手實(shí)踐，你們都已經(jīng)在算法學(xué)習(xí)的道路上邁出了堅(jiān)

實(shí)的一步。希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)中，繼續(xù)保持探索的

熱情，用算法思維解決更多有趣的問題！

教師活動(dòng)：今天我們學(xué)習(xí)了什么？誰來總結(jié)一下？幫助學(xué)生梳理

預(yù)設(shè)14：學(xué)生回答我們學(xué)習(xí)了用自定義函數(shù)優(yōu)化程序，知識(shí)，形成系統(tǒng)

讓代碼更簡潔、更靈活；學(xué)會(huì)了帶參數(shù)函數(shù)的用法；還討認(rèn)知，并為下一

論了人工智能時(shí)代學(xué)習(xí)編程的意義。節(jié)課的學(xué)習(xí)做

教師活動(dòng)總結(jié)：好鋪墊。

課堂小結(jié)優(yōu)化思想：程序開發(fā)是一個(gè)不斷迭代、不斷優(yōu)化的過

程，永遠(yuǎn)可以做得更好。

自定義函數(shù)：將重復(fù)代碼封裝成函數(shù)，需要時(shí)調(diào)用，

讓程序更簡潔、更易維護(hù)。

參數(shù)的作用：參數(shù)讓函數(shù)更具通用性和可復(fù)用性，同

一個(gè)函數(shù)可以應(yīng)對不同的需求。

模塊化編程：將程序劃分為功能獨(dú)立的模塊，便于編

寫、閱讀和維護(hù)。

算法與編程：算法是思想，編程是實(shí)踐，兩者相輔相

成，都需要認(rèn)真學(xué)習(xí)。

教師活動(dòng)：布置課后實(shí)踐：嘗試完成“3個(gè)數(shù)連加或連

減”的程序設(shè)計(jì)，把本單元學(xué)到的方法都用上！下節(jié)課我

們將開始新單元的學(xué)習(xí)。

《優(yōu)化程序解決問題》明確教學(xué)內(nèi)容

（-）導(dǎo)入新課：程序還能更好嗎？及重點(diǎn)和難點(diǎn)

（二）發(fā)現(xiàn)問題：重復(fù)代碼的困擾

（三）初次體驗(yàn)：專項(xiàng)練習(xí)1程序

板書（四）優(yōu)化方案：自定義函數(shù)初探

（五）動(dòng)手實(shí)踐：用自定義函數(shù)優(yōu)化程序

（六）深度思考：兩種方案的對比

（七）遷移創(chuàng)新：設(shè)計(jì)減法函數(shù)

（八）單元拓展：思辨與挑戰(zhàn)

本課是第四單元的總結(jié)提升課，以“程序優(yōu)化”為核心，引導(dǎo)學(xué)生從“能

用”走向“好用”，從“實(shí)現(xiàn)功能”走向“追求品質(zhì)”。從課堂實(shí)施來看，學(xué)

生對“如何讓程序更簡潔”這一挑戰(zhàn)表現(xiàn)出較高的探究興趣。

在發(fā)現(xiàn)問題環(huán)節(jié)，通過“連續(xù)出5道8加兒和5道9加兒”的需求，學(xué)

生自然想到“復(fù)制粘貼”的方法，但當(dāng)引導(dǎo)他們思考”程序會(huì)變得怎么樣”

時(shí)，學(xué)生很快意識(shí)到重復(fù)代碼會(huì)導(dǎo)致程序冗長、不易修改等問題。這