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课例名称
自然生态守护者——外来物种危害评估
年级
五年级
章节
六单元
课时安排
本单元共3个课时
执教教师
学校
一、教学内容分析
本课时是《自然生态守护者》单元中的重要组成部分,在整个教材中承担着培养学生计算思维和算法应用能力的关键任务。从纵向来看,本课是在学生已经学习了基本图形面积计算、统计估算方法等内容后的延伸,为后续学习更复杂的算法(如递归、机器学习基础)奠定基础。从横向来看,本课与单元内水域面积计算、植物自动识别等内容形成有机联系,共同构建了用信息技术解决生态问题的知识体系。教材通过递推算法这个载体,巧妙地将数学建模、编程实践和生态保护三个维度融合在一起。本课时的特殊价值在于:一方面通过兔子繁殖这个典型案例,让学生理解算法在模拟自然现象中的应用;另一方面通过编程实践,培养学生的计算思维和数字化学习能力。这种跨学科的整合设计,充分体现了信息科技课程的实践性和综合性特点。
二、教学对象分析
五年级学生正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期。在知识基础上,学生已经掌握了基本的四则运算和简单数列概念,具备初步的逻辑思维能力;在信息技术能力方面,经过前期的学习,学生已经接触过Mind+等图形化编程工具,了解变量、循环等基本编程概念,但算法思维仍需培养。这个年龄段的学生对生态环境问题有感性认识,能够理解物种繁殖等生物学概念,但将实际问题转化为数学模型的能力较弱。在教学过程中可能遇到的困难包括:递推算法的抽象性理解、编程实现时的逻辑错误调试、数学建模思维的培养等。因此,需要通过生活化案例、可视化演示和循序渐进的任务设计来化解这些难点。同时,学生动手实践的兴趣浓厚,小组合作学习效果较好,这些都是可以充分利用的教学优势。
三、教学目标
信息意识:
1.理解递推算法的基本思想及其在模拟外来物种繁殖中的应用。
2.感知信息技术在生态保护中的作用,主动关注科技与环境的联系。
计算思维:
1.理解递推算法的基本思想和实现过程,能分析兔子繁殖模型的规律。
2.掌握将实际问题转化为算法模型的思维方法,从实际问题中抽象出递推关系(第n项=第n-1项+第n-2项)。
数字化学习与创新:
1.通过编程实现递推算法,验证外来物种繁殖速度,体验用技术解决生态问题的方法。
2.在编程实现递推算法的过程中,能够准确设置变量、循环结构和递推公式,确保程序能够正确运行并输出准确的繁殖数量结果。
信息社会责任:
1.增强生态环境保护意识,认识防止外来物种入侵的重要性。
2.培养科学探究精神,体会信息科技在环境保护中的作用。
四、教学重点与难点
教学重点:递推算法的原理及其在模拟物种繁殖中的应用。
教学难点:将实际问题转化为数学模型,理解“初始条件”与“递推关系”。
五、教学环境(软、硬件)
多媒体课件、编程工具(Mind+)、“递推算法”示范程序
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
课题导入
1.情境导入:在一个相对稳定的生态环境中,各生物物种的数量会受到环境的制约而达到动态平衡的状态。一旦有外来物种入侵,如果本地生态环境对新物种缺乏制约,生态平衡可能会被破坏,造成部分物种灭绝的严重后果。
2.引导学生讨论外来物种入侵的危害(如破坏生态平衡、导致本地物种灭绝等)。3.引出课题:我们怎么才能预测外来物种的增长速度呢?今天,我们就来当一回生态科学家,通过数学模型和编程模拟外来物种的繁殖速度,评估其危害。
板书课题:《外来物种危害评估》
1.认真倾听教师讲述的生态环境中外来物种入侵的情境。
2.积极参与讨论,分享自己所知道的外来物种入侵危害的案例或想法。
3.带着对如何预测外来物种增长速度的好奇,进入本节课的学习。
通过创设真实的生态情境,引发学生对生态问题的关注,激发学生的学习兴趣。
以问题导入课题,设置悬念,激发学生的求知欲,使学生主动参与到课堂学习中。
建构新知
一、评估外来物种发展速度
1.教师引导:评估外来物种的发展速度,能为人们预防和治理外来物种入侵提供科学依据。
2.信息链接:展示澳大利亚兔子入侵案例
3.探究实践:兔子繁衍规律探究
①教师引导:假设一对小兔子需要两个月才能成年繁殖,之后每月生一对新兔子。我们用表格记录前12个月的变化,看看能发现什么规律。
②展示教材中的兔子繁殖模型:
第1个月:1对兔子。(刚带来的兔子)
第2个月:1对兔子。(小兔子还没长大)
第3个月:2对兔子(新生1对)。
第4个月:3对兔子(新生1对)。
……
③手工推算:学生分组填写表格,推算7个月、8个月后一共有多少对兔子。引导学生观察数据,发现规律。
二、递推算法的基本思想和实现过程
1.发现规律
①关键提问:现在让我们化身小数学家,仔细观察这个表格。看前两个月都是1对,第三个月变成2对...谁能发现其中的数学规律?
②引导学生提出猜想:每个月的数量
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