第7單元第2課設(shè)計(jì)算法（黔教版）五年級(jí)下1核心素養(yǎng)目標(biāo)3新知講解5拓展延伸7板書設(shè)計(jì)2新知導(dǎo)入4課堂練習(xí)6課堂總結(jié)課后作業(yè)801核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)計(jì)算思維數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新信息社會(huì)責(zé)任不僅要運(yùn)用科技提升垃圾分類的效率，還要關(guān)注環(huán)保和社會(huì)福利。例如，垃圾分類的普及和優(yōu)化，能夠減少垃圾對(duì)環(huán)境的污染等。能通過(guò)設(shè)計(jì)新型算法在垃圾分類過(guò)程中，創(chuàng)新的數(shù)字化技術(shù)（如智能垃圾桶、垃圾分類APP等）提升垃圾分類精度和效率。會(huì)根據(jù)算法的計(jì)算思維，設(shè)計(jì)合理的算法幫助系統(tǒng)進(jìn)行垃圾的快速分類，從而提高日常生活中的垃圾分類效率。能識(shí)別垃圾分類過(guò)程中所需要的數(shù)據(jù)類型、收集和分析信息的方式，以及如何利用這些信息優(yōu)化垃圾處理和分類效率。02新知導(dǎo)入活動(dòng)背景我想用算法來(lái)解決垃圾分類的問(wèn)題，應(yīng)該如何做呢?先分析解決問(wèn)題的步驟，然后用自然語(yǔ)言或者流程圖將其描述出來(lái)。我們可以借鑒日常生活中解決問(wèn)題的方式，先分析問(wèn)題，有所發(fā)現(xiàn)后總結(jié)規(guī)律，從而為算法設(shè)計(jì)提供思路。02新知導(dǎo)入03新知講解算法是指一系列解決問(wèn)題的步驟或規(guī)則，它通過(guò)輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一系列特定的操作，最終得到所需的輸出。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，算法就是解決問(wèn)題的方法和過(guò)程。小科提示03新知講解常見(jiàn)的算法有排序算法（如快速排序、歸并排序），查找算法（如二分查找），圖算法（如深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索）等。小科提示03新知講解活動(dòng)：設(shè)計(jì)垃圾類型查詢算法1.四人一組體驗(yàn)查詢過(guò)程(圖7-2-1)。兩人輪流提問(wèn)，詢問(wèn)某垃圾的類別，另外兩人從分類圖中查找并告知該垃圾的類別。圖7-2-1垃圾類型查詢體驗(yàn)如果提問(wèn)的內(nèi)容不在分類圖中，可以將其補(bǔ)充到分類圖中。03新知講解2.回顧上述垃圾類型查詢的過(guò)程，想一想可分成幾步?如果要使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)查詢功能，你能試著描述垃圾類型查詢的算法嗎?數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：準(zhǔn)備一個(gè)包含垃圾種類及其對(duì)應(yīng)分類的數(shù)據(jù)庫(kù)或圖結(jié)構(gòu)。每個(gè)垃圾種類都有一個(gè)明確的分類標(biāo)簽。輸入：用戶通過(guò)查詢垃圾的名稱、特征、屬性等來(lái)尋找垃圾的類別。分類查詢：用戶可以通過(guò)選擇某個(gè)特征或分類標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行查詢，或者根據(jù)一組規(guī)則篩選出合適的分類。輸出：系統(tǒng)根據(jù)查詢的條件返回該垃圾的分類，例如可回收物、有害垃圾、濕垃圾或干垃圾等。更新和維護(hù)：隨著垃圾種類的增加或改變，系統(tǒng)可以通過(guò)更新分類數(shù)據(jù)來(lái)確保準(zhǔn)確性。03新知講解實(shí)際生活中，我們遇到難以分類的垃圾，可以先查看分類圖，然后再做判斷。實(shí)際生活中的問(wèn)題求解有助于算法的發(fā)現(xiàn)與構(gòu)造。03新知講解1.可回收物：包括紙類（舊報(bào)紙、紙箱）、塑料（塑料瓶、塑料袋）、玻璃（玻璃瓶、玻璃制品）和金屬（鋁罐、鐵罐）等可以再利用的材料。2.有害垃圾：包括有毒、有害的物品，如電池、過(guò)期藥品、油漆桶、熒光燈管等。小科提示03新知講解3.濕垃圾（廚余垃圾）：包括食物殘?jiān)?、果皮、蔬菜根葉等有機(jī)廢棄物。4.干垃圾（其他垃圾）：包括不可回收、不含有害物質(zhì)的垃圾，如破損的陶瓷、破損的玻璃、衛(wèi)生紙、破布等。小科提示03新知講解活動(dòng)：設(shè)計(jì)模擬投放垃圾算法1.兩人一組玩模擬投放垃圾游戲(圖7-2-2)。準(zhǔn)備10張寫有垃圾名稱的卡片及4張垃圾箱圖片，甲同學(xué)負(fù)責(zé)投放垃圾，乙同學(xué)負(fù)責(zé)判斷并記錄得分。每正確投放1個(gè)垃圾，得1分;否則提示投放錯(cuò)誤。游戲結(jié)束后，如果得分為滿分，則宣布甲同學(xué)挑戰(zhàn)成功，否則宣布其挑戰(zhàn)失敗。03新知講解圖7-2-2模擬投放垃圾游戲03新知講解可回收物：玻璃瓶（屬于玻璃類）、舊報(bào)紙舊課本（紙類）外賣盒子。有害垃圾：過(guò)期藥品、紐扣電池、干電池。濕垃圾：雞翅骨頭（屬于食物殘?jiān)?、剩飯剩菜（有機(jī)廢棄物）。干垃圾：餐巾紙（如果是臟的，不能回收）。小科提示03新知講解2.模擬投放垃圾游戲由哪些步驟組成?請(qǐng)嘗試描述模擬投放垃圾游戲的算法。模擬投放垃圾算法第1步：準(zhǔn)備4種類別的垃圾箱，10種不同的廢棄物；第2步：準(zhǔn)備一張紙，用于記錄得分；第3步：輸入垃圾類型，首先用戶需要輸入垃圾的類型，可以是紙類、塑料類、玻璃類等。第4步：判斷垃圾分類規(guī)則，根據(jù)輸入的垃圾類型，判斷其屬于可回收物、有害垃圾、濕垃圾或干垃圾。03新知講解2.模擬投放垃圾游戲由哪些步驟組成?請(qǐng)嘗試描述模擬投放垃圾游戲的算法。模擬投放垃圾算法第5步：匹配投放分類，根據(jù)分類結(jié)果，確定應(yīng)投放到的垃圾桶。例如：可回收物投放到藍(lán)色桶，有害垃圾投放到紅色桶等。第6步：確認(rèn)投放，提示用戶是否將垃圾正確投放，如果確認(rèn)正確則進(jìn)入下一步。第7步：記錄和反饋，記錄垃圾分類結(jié)果，并給出相應(yīng)的反饋，幫助用戶了解自己的投放是否正確。03新知講解設(shè)計(jì)算法需要我們認(rèn)真研究問(wèn)題，并經(jīng)歷綜合分析、認(rèn)真構(gòu)思、仔細(xì)設(shè)計(jì)、耐心調(diào)整等環(huán)節(jié)。03新知講解活動(dòng)：展示與比較算法在組內(nèi)展示自己的想法，比較各種算法的優(yōu)點(diǎn)。算法1(1~5分)算法2(1~5分)算法3(1~5分）算法描述是否正確234算法是否易于理解13.52算法是否計(jì)算準(zhǔn)確34.5203新知講解有些算法受限于時(shí)間或者技術(shù)難度，往往難以實(shí)現(xiàn)，這時(shí)需要綜合各種因素，選出最佳算法。04課堂練習(xí)一、選擇題1、以下哪項(xiàng)不是垃圾分類的主要目標(biāo)？（）A.加速垃圾的填埋B.提高垃圾的再利用率C.減少垃圾產(chǎn)生

D.降低垃圾對(duì)環(huán)境的污染2、垃圾分類算法常用的機(jī)器學(xué)習(xí)方法是？（）A.線性回歸B.支持向量機(jī)(SVM)C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)D.快速傅里葉變換AB04課堂練習(xí)3、在垃圾分類的實(shí)際應(yīng)用中，AI模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集一般包括？（）A.分類垃圾的圖片

B.用戶偏好數(shù)據(jù)C.使用者的個(gè)人信息

D.社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)二、判斷題1、垃圾分類可通過(guò)傳統(tǒng)的規(guī)則算法來(lái)解決，無(wú)需深度學(xué)習(xí)模型。（）2、垃圾分類算法的性能與數(shù)據(jù)集的大小和質(zhì)量密切相關(guān)。（）3、可回收物包括報(bào)紙、紙箱、玻璃瓶等。（）A√X√04課堂練習(xí)三、操作題請(qǐng)使用Python語(yǔ)言和OpenCV或Pillow庫(kù)設(shè)計(jì)一個(gè)垃圾分類的簡(jiǎn)單框架。要求：

輸入為垃圾圖片；根據(jù)圖片特征（如顏色、形狀等）分類為可回收物、濕垃圾、干垃圾、有害垃圾；輸出分類結(jié)果。04課堂練習(xí)三、操作題05拓展延伸算法的基本流程輸入階段：獲取問(wèn)題所需要的輸入數(shù)據(jù)。處理階段：根據(jù)問(wèn)題的要求，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列計(jì)算或操作。輸出階段：根據(jù)處理結(jié)果輸出所需的解答或結(jié)果。終止條件：算法的執(zhí)行需要有終止條件，當(dāng)達(dá)成條件時(shí)，算法結(jié)束。05拓展延伸算法的特性有明確的輸入和輸出：算法的輸入是特定的數(shù)據(jù)或信息，經(jīng)過(guò)一定的處理后會(huì)得到輸出結(jié)果。確定性：算法在執(zhí)行的每一步都有確定的操作，結(jié)果是可預(yù)測(cè)的。有限性：一個(gè)有效的算法必須在有限的步驟內(nèi)完成任務(wù)，避免無(wú)休止的循環(huán)。05拓展延伸算法的特性有效性：算法中的每個(gè)步驟都必須能夠有效地執(zhí)行，即可以在有限的時(shí)間內(nèi)完成?？衫斫庑裕核惴ǖ倪壿嫅?yīng)該是清晰和易于理解的。優(yōu)化性：一個(gè)優(yōu)秀的算法應(yīng)盡可能地減少計(jì)算資源的消耗，如時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。05拓展延伸設(shè)計(jì)算法解決實(shí)際問(wèn)題的案例自動(dòng)駕駛汽車：通過(guò)圖像識(shí)別、深度學(xué)習(xí)算法等技術(shù)，自動(dòng)駕駛汽車可以判斷交通信號(hào)、道路狀況以及其他障礙物，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。個(gè)性化推薦系統(tǒng)：例如，Netflix、YouTube、淘寶等平臺(tái)利用推薦算法根據(jù)用戶的興趣和行為，推送個(gè)性化的內(nèi)容和商品，提高用戶的滿意度和平臺(tái)的盈利能力。05拓展延伸設(shè)計(jì)算法解決實(shí)際問(wèn)題的案例語(yǔ)音識(shí)別與翻譯：像Siri、GoogleAssistant等語(yǔ)音助手，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別算法和自然語(yǔ)言處理算法，能夠識(shí)別并理解用戶的語(yǔ)音指令，實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的智能交互。醫(yī)療影像分析：通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法分析醫(yī)學(xué)影像，能夠更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)病變，提高診斷效率和準(zhǔn)確性，幫助醫(yī)生做出更好的決策。06課堂總結(jié)1引入新知內(nèi)容設(shè)計(jì)算法2設(shè)計(jì)垃圾類型查詢算法3設(shè)計(jì)模擬投放垃圾算法4完成活動(dòng)展示和課堂練習(xí)5進(jìn)行相關(guān)知識(shí)拓展1234507板書設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法1、進(jìn)行新知引入2、設(shè)計(jì)垃圾類型查詢算法3、設(shè)計(jì)模擬投放垃圾算法4、完成活動(dòng)展示和課堂練習(xí)5、進(jìn)行知識(shí)拓展課后作業(yè)。1、設(shè)計(jì)垃圾分類的智能推薦系統(tǒng)。08課后作業(yè)1、設(shè)計(jì)并編寫一個(gè)垃圾分類的智能推薦系統(tǒng)，根據(jù)用戶上傳的垃圾信息，給出分類建議。

```pythondefclassify_garbage(item):recyclable_items=["plastic","paper","glass"]non_recyclable_items=["food","wetwaste","styrofoam"]

ifiteminrecyclable_items:return"