資源簡介

(共13張PPT)
問題的抽象
1
亞運會中有哪些科技？幫助解決了什么問題？
智能化科技應用包含著計算機解決問題的思想。
2
亞運村的智能送貨機器人
3
問題回顧
機器人要從亞運村的服務中心出發，送貨給乒乓球運動員，怎么找最短路徑？
4
學習活動一
問題：機器人要從亞運村的服務中心出發，送貨給乒乓球運動員，怎么找最短路徑？
描一描：
請你在學習單中用不同顏色的筆描出所有可能的路線。
5
學習活動二
問題：機器人要從亞運村的服務中心出發，送貨給乒乓球運動員，怎么找最短路徑？
畫一畫：
請在學習單右側框線中簡化地圖。
6
計算機需要處理哪些數據？
怎么得到每一條總路線？
計算機怎么知道哪條最短？
問題的抽象指通過多種抽象方法一步步確立關鍵規則、數據等要素的過程。
問題：找最短路徑
學習活動三
寫一寫：
請在學習單中寫出計算機規劃最短路徑問題的數據和規則。
7
機器人
找最短路徑
①找出所有可能的路線
②計算每一條路線的總距離
③比較各條總路線的長短
8
問題的抽象有什么作用？
讓計算機解決同一類的問題，實現自動化執行
9
拓展活動：
★★★:機器人要從服務中心送貨給裁判員。計算機如何找到最短路徑？
小組合作：選擇一種情境，抽象出計算機解決問題所需的數據與規則，填寫在學習單中。
★★★★★:機器人要送貨給乒乓球運動員，但是每一條路的擁堵程度不同，計算機如何找到耗時最短的路？
10
問題的抽象
11
板書：小黑板
板書：大黑板《問題的抽象》教學設計
杭州市聞濤小學 李歡歡
一、教學內容分析
《問題的抽象》是五年級上冊第11課。本課關于用算法解決問題過程中設計的抽象，主要為實景地圖的抽象（將復雜問題簡化表法）、規則抽象（得到算法可以控制執行的規則）、數據抽象（從真實世界中提取、確定算法處理的數據）。因此，本課通過一個劣構的最短路徑案例，讓學生認知抽象、應用抽象。
二、學習對象分析
本課的授課對象為杭州市五年級學生，學生已經學習了算法與算法的描述及算法的控制結構。在上一課中，學生已經對問題進行了界定和分解，分析出求解最短路徑的三個子問題。
三、教學目標
教學目標 核心素養指向
1.通過實景地圖的抽象，掌握抽象的關鍵。 2.通過交流分析，掌握數據抽象與規則抽象，并理解問題的抽象的意義。 3.通過案例的拓展，掌握數據抽象與規則抽象的遷移與應用。 【計算思維】 抽象作為計算思維的要素之一，是解決問題的思維基礎。通過對地圖的抽象、規則抽象、數據抽象，形成對抽象的認知，在實踐中初步體會用算法解決問題時的抽象方法，為建立模型及設計算法奠定思維基礎。
【信息意識】 能找出地圖中的關鍵信息，去除不必要的信息。能夠理解抽象出來的數據和規則，對應著不同的信息。 【信息社會責任】 對于使用信息科技解決問題具備積極的學習態度。
四、教學重難點
教學重點：認識抽象，初步了解實景地圖的抽象、規則抽象、數據抽象的方法。
教學難點：根據需要確定抽象的關鍵要素。
本著以“學”為中心的理念，為體現學生的主體性，有效地落實教學目標，本課主要采用任務驅動教學法，輔以案例分析法、歸納總結法，這些教學方法都將圍繞學生的自主學習、探究學習逐級展開。
五、課前準備
學習環境：計算機教室
學習資源：學習單、抽象地圖
六、設計思路
本節課導入通過感受科技的優勢，引出其背后的原因是計算機處理問題，提出本節課的內容是從計算機視角來解決問題；接著提出本節課的驅動性問題：幫助亞運村送貨機器人規劃最短路徑。
通過上節課內容的學習，將問題分解為三個子問題。通過活動一在地圖中找出所有可能路線，逐步簡化地圖，在潛移默化中學會地圖的抽象。
通過師生交流討論，引導學生認知數據抽象與規則抽象，認知問題的抽象。
通過思考為什么要抽象，感受到抽象思維可以幫助人們高效地解決問題。感受到問題的抽象對于計算機解決問題最大的意義在于可以用一個規則解決同一類的問題。
通過路線改變規則不變以及路線不變規則改變的兩個案例，讓學生應用抽象，學會遷移。
問題鏈：
驅動性問題：如何幫助機器人規劃最短路徑？
分解問題：
在地圖中找出所有可能路線
計算每條路線總距離
比較每條路線的長短
1.圖的抽象的過程中，關鍵是什么？
2.在規劃最短路徑問題中，計算機需要處理哪些數據？
3.在規劃最短路徑問題中，計算機要執行的規則是什么？
4.在算法解決問題的過程中，為什么要進行問題的抽象？
七、教學流程
（一）導入
教學內容與活動 設計意圖
談話導入，引出問題 （1）亞運會引出智能化科技應用 （2）智能化科技應用，引出科技的優勢。【自動化、高效】 （3）亞運村智能送貨機器人引出問題：尋找最短路徑 2. 舊知回顧，分解問題 提問：最短路徑問題可以如何分解？ 【三個子問題】 ①找出所有可能路線 ②計算每條路線總距離 ③比較每條路線長短 通過感受科技的優勢，引出其背后的原因是計算機處理問題。 回顧舊知，分解問題。
生活案例，感知抽象
教學內容與活動 設計意圖
1. 真實情境，初探抽象（實景地圖抽象） 學習活動一： （1）用不同顏色的筆畫出每一種可能的路線。 學生匯報分析，初步分析如何簡化。 （2）請簡化這張圖。（點線圖） 學生展示匯報，歸納出實景地圖抽象的關鍵：保留關鍵信息，去除不必要的信息。 2. 分析案例，再探抽象（規則抽象、數據抽象） 分析數據： （1）算法的執行過程主要是處理什么？引出【數據】 （2）在這個問題中，計算機需要處理哪些數據？（分路線的距離） 分析規則： 知道了分路線的距離，總路線可以怎么表示呢？【規則1：總路線為分路線相加】 總路線怎么比較哪條最短？【規則2：兩兩比較，較小值為最短】 再分析數據： （1）計算機如何存儲分路線的距離？（變量） （2）可以將各分路線用變量L1、L2……表示 小結：把一個復雜的最短路徑問題，通過逐步地分解簡化，梳理出了計算機可以執行的規則和計算機可以處理的關鍵數據，這種方式就是計算機領域中的【問題的抽象】。 出概念：【問題的抽象過程指通過多種抽象方法一步步確立關鍵規則、數據等要素的過程】 通過找路線，逐步簡化地圖，在潛移默化中學會地圖的抽象。 通過師生交流討論，引導學生認知數據抽象與規則抽象，認知問題的抽象。 通過思考為什么要抽象，感受到抽象思維可以幫助人們高效地解決問題。
逐層探究，剖析抽象
教學內容與活動 設計意圖
1. 理解意義 （1）問題的抽象有什么作用呢？ （2）得出結論：計算機用一個規則可以解決同一類的問題。 2. 應用抽象 【拓展活動（看教學時間而定）】：這個問題如何交給計算機解決？請你選擇一種情境，抽象出相關數據與規則。 三星活動: 機器人要從服務中心送貨給裁判員。計算機如何找到最短路徑？ 五星活動:機器人要送貨給乒乓球運動員，但是每一條路的擁堵程度不同，計算機如何找到耗時最短的路？ 學生匯報，交流分析。 感受到問題的抽象對于計算機解決問題最大的意義在于可以用一個規則解決同一類的問題。 通過路線改變規則不變以及路線不變規則改變的兩個案例，讓學生應用抽象，學會遷移。
（四）小結與拓展
教學內容與活動 設計意圖
梳理流程：問題的分析、問題的抽象、模型的建立、算法的設計。 為下一節課做鋪墊。
板書：
小黑板：
大黑板：學習單
學習活動一：請在學習單中用不同顏色的筆描出每一種可能的路線
計算機解決需要的數據
計算機解決需要的規則
拓展任務：小組合作，抽象出計算機解決問題所需的數據與規則。
★★★: 機器人要從服務中心送貨給裁判員。計算機如何找到最短路徑？
計算機解決需要的數據
計算機解決需要的規則
★★★★★:機器人要送貨給乒乓球運動員，但每一條路的擁堵程度不同，計算機如何找到耗時最短的路？
計算機解決需要的數據
計算機解決需要的規則
服務中心
教練員住處
羽毛球員住處
網球運動員住處
乒乓球員住處
籃球球員住處
裁判員住處
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