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浙教版(2023)信息科技五上 第10课 问题的分解
课题 问题的分解 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析
算法是计算思维的核心要素之一，计算思维是指在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。教材安排了“界定问题”“分解问题”“确定关键问题”三个部分内容，作为本单元的第一课。教材以送货机器人能自动送货作为导入情境，引导学生通过界定问题、分解问题、确定关键问题，提升学生的计算思维能力，指向确定关键子问题、界定及分解问题。教材创设的情境是本单元项目化情境，练习中最好能进行一定的规模分解。
教学目标
1.通过问题的界定，能够准确描述问题。
2.通过项目实践，初步掌握规模分解和行动分解的方法。
3.通过问题的分解，体验确定关键问题的方法。
学情分析
学生通过前阶段的学习，了解算法的基本概念，掌握自然语言及流程图描述问题的方法，能借助数字化工具或在线平台绘制流程图，能将数据与算法描述相结合并对算法进行优化，了解掌握算法的基本特征，了解程序结构中的顺序结构、分支结构、体验了算法控制等。
教学重点、难点
重点：知道问题分解的基本方法。
难点：确定关键问题。
教学准备
1.问题界定及问题分解任务学习单。
2.送货机器人相关应用视频。
教学实施过程
情境导入
教师活动 学生活动 设计意图
1.视频导入，引出问题，组织讨论 引导学生观看视频，思考如何给送货机器人选择最优的送货路线。规划自动送货机器人在校园内送货的最优路径。最优路径问题的设置既可以是距离最短，也可以是时间最少，还可以是费用最低。以此为方向，学生可以自己界定符合情境的问题描述。通过提供学校路线图，学生可以直观地通过路线图看到每一条具体的，线路，同时，通过必经点的设置，使整条路线可以进行规模分解，简化复杂的问题。 2.引出主题，提出目标 提出本节课目标：日常生活中的问题，可以通过界定问题、将复杂问题分解成小问题、确定关键问题等方式来分析，助力问题解决。 学生观看视频，观察视频中的事件，交流讨论，谈谈看法。 身边实例调动学生兴趣，交流讨论引发学生思考。
教学活动一 界定问题
教师活动 学生活动 设计意图
播放视频，引导学生思考如何界定问题 确定送货机器人行走最优路径问题的方向和边界是什么？ 日常生活中的问题，可以通过界定问题、将复杂问题分解成小问题、确定关键问题等方式来分析，助力问题解决。 教师小结：要解决问题，首先必须界定问题。界定问题是根据需求明确问题的方向和边界，明确描述问题的目标状态。 例如，找一条最优路径的问题界定过程如下： 生活中的问题界定方向和边界界定后的问题找一条最优路径从起点到终点的距离最短找一条从起点到终点距离最短的路径找一条最优路径从起点到终点的用时最少找一条从起点到终点用时最少的路径
学生观看视频，结合机器人行走路线问题思考并界定出问题。 思考不同的界定方向和边界对机器人行走的影响并进行讨论 从生活情景入手，在问题中提炼关键信息，提升问题分析能力。
教学活动二 分解问题
教师活动 学生活动 设计意图
播放视频：引导学生了解问题分解的方式。 引导学生小结：为了便于用算法解决问题，可以将一个问题分解成几个小问题，这些小问题被称为“子问题”。 常见的分解方法有规模分解和行动分解。
（1）规模分解
规模分解是把大问题分解为规模更小的、类似的子问题。
例如，要求解正六边形的面积，可以把它分解成两个梯形，先分别求出两个梯形的面积。 再如，求从仓库到信息科技教室之间的最短距离问题（如图），以必经点“连廊”为分界点分解成两段路线，分别研究它们的最短距离。 （2）行动分解
行动分解是把大问题分解成一个个可操作的小问题（步骤）。
例如，求正六边形的面积，分解成的子问题如下:
①找到几何图形面积的计算公式及相关数据。
②利用公式计算几何图形的面积。
最短距离问题分解成的子问题如下；
①找出所有可能的路线。
②计算每一条路线的总距离。
③比较各条路线的总距离的长短。 动手实践：发送学习资源和流程图文件，布置学生使用软件绘制“求正六边形的面积”流程图和最“短距离问题”流程图。 4.教师巡视，协助解决学生遇到的问题，强调小组间相互帮助。 5.展示部分学生流程图，引导学生自己描述绘制流程图的方法和技巧。 结合视频，用学生自己的语言来分解问题。 动手操作，结合学习资源进行操作，完善流程图 拆解问题，培养学生“分而治之”的思想。 实践操作，迁移技能，提升数字化学
教学活动三 确定关键问题
教师活动 学生活动 设计意图
当一个复杂的问题被分解成若干子问题后，需要聚焦并突破其中的关键问题。可以根据子问题解决的难易程度、问题大小等维度来确定关键问题。 学生小结：可以使用代码验证，不同的年龄根据条件输出不同的票价。 小组讨论：
解决最短距离问题的关键问题是什么？
4.小组汇报：比较各条路线的总距离的长短
小结：确定关键问题后，进一步分析它是否需要再次经历界定问题、分解问题、确定关键问题等所有或部分流程。 学生思考如何突破关键问题。 讨论解决最短距离问题的关键问题，并分小组汇报。 观察探究思考中提升学生信息意识。 讨论合作，掌握确定关键问题的方法。
练习
机器人不但能简单地行走，还能画图形。对于机器人画图形这一问题，如何进行问题的界定、分解，并找出关键问题呢？ 参考答案：
界定问题：机器人画图形就是机器人按照它的行动路线留下行走痕迹。在几何图形的基础上，还可以界定为边长一样的特殊几何图形，如界定为画正六边形等。
分解问题：如何画一条边？每次转角的度数呢？
关键问题：每次转角的度数如何确定？
评价标准：
1.能准确地界定问题。
2.能够把问题进行分解。
3.能找出关键问题并说明理由。
教学总结反思
本课送货机器人校内送货为情境，将问题进行分解，并确定关键问题，从而设计合适的算法，再通过行动分解逐步实现。 先采用探究法、任务驱动法分析问题，再通过小组合作解决问题，旨在培养学生的计算思维。 引导学生将流程图进行思维关联，引导学生提炼问题、分解问题、设计算法、实践创新，从而形成问题分解的思维。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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