单元一 · 无处不在的算法

第2课 算法认识与体验

任务场景
任务场景:算法认识与体验

一、学习目标

  • 通过分析与描述现实生活中的情境和案例,进一步认识算法的含义。
  • 能够用自然语言描述做事情的步骤,知道算法的基本流程,初步培养按步骤解决问题的能力。

二、情境导入

上一课我们知道日常做事中也包含着算法,还知道「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」。那么,算法具有什么样的基本流程?如何发现日常生活中存在的算法呢?

三、核心讲解

本课学习路径:

1简单事情中的算法基本流程
2两个自然数相加的算法分析

1.简单事情中的算法基本流程

要根据菜谱做出一道特定的菜品,需要经过三个阶段:

  1. 准备原材料。这些原材料相当于「输入」。
  2. 遵循菜谱炒菜。这个过程相当于「处理」。
  3. 完成处理步骤后获得一盘菜肴。这个最终结果相当于「输出」。

通常,做不同的事情往往有不同的方法,不同人做同一件事情也会有所不同,但做事情的基本过程有很多共同之处,这些共同之处就是算法的思想所在。

算法的基本流程:可以表示为输入、处理和输出三个基本部分。

2.两个自然数相加的算法分析

数学课的学习中有一个闯关活动:观察算式、发现规律。观察发现,闯关活动是两个自然数相加,只要计算的结果准确就能过关。

想一想:你通常会计算「136 + 92 = 228」,但是还记得是如何做到的吗?与做西红柿炒鸡蛋的过程类似,我们也可以把两个自然数相加的过程描述为一系列步骤。

计算步骤:

  1. 把两个自然数按个位上下对齐排列。
  2. 从个位开始。
  3. 把数位上的两个数字相加。这时可能出现两种情况:
    • 如果相加的和小于 10,把这个和直接写在数位的下面。
    • 如果相加的和大于或等于 10,把这个和的十位数字 1 进位到前一位上,个位数字写在数位下面。
  4. 向左移动一位,对后续数位进行类似第 3 步的操作;如果有进位要把进位数也加上,直到处理完成最左侧的数位。
  5. 计算完成后,最下面一行的数就是两个自然数的和。

想一想:除了两个自然数的加法外,减法、乘法和除法等运算中的计算过程,是否也要遵循一些步骤?请将这些步骤写出来。

对比做西红柿炒鸡蛋与两个自然数相加的过程,它们场景和目标都不同,但过程描述却有共同之处:都将「如何做事情」分为输入、处理和输出三个部分,而且在「处理」部分详细说明了如何做的步骤和次序。

算法:将解决一个问题或做某件事情的过程描述为一些明确的、可操作的步骤。

在信息科技领域,算法用于计算机解决问题或处理事情时,对算法步骤的界定和限制更加严格:描述算法的语言必须严谨、明确,并且能准确地转换为计算机可实际做到的形式。

弄清以上要点后,再进入下方 Python Online,用两个自然数相加体验「输入 → 处理 → 输出」。

四、动手体验 · Python 3 Online 编程

五年级 · 两个自然数相加:对照输入、处理、输出,试着改成别的两个数再运行。

五、课堂总结

  • 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。
  • 算法的基本流程包含输入、处理和输出三个基本部分。
  • 算法的描述要严谨、明确,步骤要清晰,具有可操作性。

六、拓展提升

  • 24 点游戏是一种益智游戏,要求在 1 至 10 中任意抽取 4 个数,通过加、减、乘、除运算将 4 个数计算后得出 24。要求:抽取的每个数必须用而且只能用一次。例如,抽取的数是 2、4、6、9,那么算式为(9-6)×4×2 = 24。尝试玩一玩这个游戏,写出计算步骤,体会其中存在的算法。

测评

选出后点「检查」。答错会显示简短说明。

  1. 算法的基本流程通常包含哪三个部分?

  2. 按菜谱炒菜时,「准备原材料」相当于算法流程中的哪一部分?

  3. 关于算法的描述,下列说法正确的是?

本节小结

算法基本流程是输入、处理、输出;做菜与加法计算虽场景不同,但都能按有序步骤描述。描述要严谨、可操作。