资源简介

(共13张PPT)
问题的抽象
1
亚运会中有哪些科技？帮助解决了什么问题？
智能化科技应用包含着计算机解决问题的思想。
2
亚运村的智能送货机器人
3
问题回顾
机器人要从亚运村的服务中心出发，送货给乒乓球运动员，怎么找最短路径？
4
学习活动一
问题：机器人要从亚运村的服务中心出发，送货给乒乓球运动员，怎么找最短路径？
描一描：
请你在学习单中用不同颜色的笔描出所有可能的路线。
5
学习活动二
问题：机器人要从亚运村的服务中心出发，送货给乒乓球运动员，怎么找最短路径？
画一画：
请在学习单右侧框线中简化地图。
6
计算机需要处理哪些数据？
怎么得到每一条总路线？
计算机怎么知道哪条最短？
问题的抽象指通过多种抽象方法一步步确立关键规则、数据等要素的过程。
问题：找最短路径
学习活动三
写一写：
请在学习单中写出计算机规划最短路径问题的数据和规则。
7
机器人
找最短路径
①找出所有可能的路线
②计算每一条路线的总距离
③比较各条总路线的长短
8
问题的抽象有什么作用？
让计算机解决同一类的问题，实现自动化执行
9
拓展活动：
★★★:机器人要从服务中心送货给裁判员。计算机如何找到最短路径？
小组合作：选择一种情境，抽象出计算机解决问题所需的数据与规则，填写在学习单中。
★★★★★:机器人要送货给乒乓球运动员，但是每一条路的拥堵程度不同，计算机如何找到耗时最短的路？
10
问题的抽象
11
板书：小黑板
板书：大黑板《问题的抽象》教学设计
杭州市闻涛小学 李欢欢
一、教学内容分析
《问题的抽象》是五年级上册第11课。本课关于用算法解决问题过程中设计的抽象，主要为实景地图的抽象（将复杂问题简化表法）、规则抽象（得到算法可以控制执行的规则）、数据抽象（从真实世界中提取、确定算法处理的数据）。因此，本课通过一个劣构的最短路径案例，让学生认知抽象、应用抽象。
二、学习对象分析
本课的授课对象为杭州市五年级学生，学生已经学习了算法与算法的描述及算法的控制结构。在上一课中，学生已经对问题进行了界定和分解，分析出求解最短路径的三个子问题。
三、教学目标
教学目标 核心素养指向
1.通过实景地图的抽象，掌握抽象的关键。 2.通过交流分析，掌握数据抽象与规则抽象，并理解问题的抽象的意义。 3.通过案例的拓展，掌握数据抽象与规则抽象的迁移与应用。 【计算思维】 抽象作为计算思维的要素之一，是解决问题的思维基础。通过对地图的抽象、规则抽象、数据抽象，形成对抽象的认知，在实践中初步体会用算法解决问题时的抽象方法，为建立模型及设计算法奠定思维基础。
【信息意识】 能找出地图中的关键信息，去除不必要的信息。能够理解抽象出来的数据和规则，对应着不同的信息。 【信息社会责任】 对于使用信息科技解决问题具备积极的学习态度。
四、教学重难点
教学重点：认识抽象，初步了解实景地图的抽象、规则抽象、数据抽象的方法。
教学难点：根据需要确定抽象的关键要素。
本着以“学”为中心的理念，为体现学生的主体性，有效地落实教学目标，本课主要采用任务驱动教学法，辅以案例分析法、归纳总结法，这些教学方法都将围绕学生的自主学习、探究学习逐级展开。
五、课前准备
学习环境：计算机教室
学习资源：学习单、抽象地图
六、设计思路
本节课导入通过感受科技的优势，引出其背后的原因是计算机处理问题，提出本节课的内容是从计算机视角来解决问题；接着提出本节课的驱动性问题：帮助亚运村送货机器人规划最短路径。
通过上节课内容的学习，将问题分解为三个子问题。通过活动一在地图中找出所有可能路线，逐步简化地图，在潜移默化中学会地图的抽象。
通过师生交流讨论，引导学生认知数据抽象与规则抽象，认知问题的抽象。
通过思考为什么要抽象，感受到抽象思维可以帮助人们高效地解决问题。感受到问题的抽象对于计算机解决问题最大的意义在于可以用一个规则解决同一类的问题。
通过路线改变规则不变以及路线不变规则改变的两个案例，让学生应用抽象，学会迁移。
问题链：
驱动性问题：如何帮助机器人规划最短路径？
分解问题：
在地图中找出所有可能路线
计算每条路线总距离
比较每条路线的长短
1.图的抽象的过程中，关键是什么？
2.在规划最短路径问题中，计算机需要处理哪些数据？
3.在规划最短路径问题中，计算机要执行的规则是什么？
4.在算法解决问题的过程中，为什么要进行问题的抽象？
七、教学流程
（一）导入
教学内容与活动 设计意图
谈话导入，引出问题 （1）亚运会引出智能化科技应用 （2）智能化科技应用，引出科技的优势。【自动化、高效】 （3）亚运村智能送货机器人引出问题：寻找最短路径 2. 旧知回顾，分解问题 提问：最短路径问题可以如何分解？ 【三个子问题】 ①找出所有可能路线 ②计算每条路线总距离 ③比较每条路线长短 通过感受科技的优势，引出其背后的原因是计算机处理问题。 回顾旧知，分解问题。
生活案例，感知抽象
教学内容与活动 设计意图
1. 真实情境，初探抽象（实景地图抽象） 学习活动一： （1）用不同颜色的笔画出每一种可能的路线。 学生汇报分析，初步分析如何简化。 （2）请简化这张图。（点线图） 学生展示汇报，归纳出实景地图抽象的关键：保留关键信息，去除不必要的信息。 2. 分析案例，再探抽象（规则抽象、数据抽象） 分析数据： （1）算法的执行过程主要是处理什么？引出【数据】 （2）在这个问题中，计算机需要处理哪些数据？（分路线的距离） 分析规则： 知道了分路线的距离，总路线可以怎么表示呢？【规则1：总路线为分路线相加】 总路线怎么比较哪条最短？【规则2：两两比较，较小值为最短】 再分析数据： （1）计算机如何存储分路线的距离？（变量） （2）可以将各分路线用变量L1、L2……表示 小结：把一个复杂的最短路径问题，通过逐步地分解简化，梳理出了计算机可以执行的规则和计算机可以处理的关键数据，这种方式就是计算机领域中的【问题的抽象】。 出概念：【问题的抽象过程指通过多种抽象方法一步步确立关键规则、数据等要素的过程】 通过找路线，逐步简化地图，在潜移默化中学会地图的抽象。 通过师生交流讨论，引导学生认知数据抽象与规则抽象，认知问题的抽象。 通过思考为什么要抽象，感受到抽象思维可以帮助人们高效地解决问题。
逐层探究，剖析抽象
教学内容与活动 设计意图
1. 理解意义 （1）问题的抽象有什么作用呢？ （2）得出结论：计算机用一个规则可以解决同一类的问题。 2. 应用抽象 【拓展活动（看教学时间而定）】：这个问题如何交给计算机解决？请你选择一种情境，抽象出相关数据与规则。 三星活动: 机器人要从服务中心送货给裁判员。计算机如何找到最短路径？ 五星活动:机器人要送货给乒乓球运动员，但是每一条路的拥堵程度不同，计算机如何找到耗时最短的路？ 学生汇报，交流分析。 感受到问题的抽象对于计算机解决问题最大的意义在于可以用一个规则解决同一类的问题。 通过路线改变规则不变以及路线不变规则改变的两个案例，让学生应用抽象，学会迁移。
（四）小结与拓展
教学内容与活动 设计意图
梳理流程：问题的分析、问题的抽象、模型的建立、算法的设计。 为下一节课做铺垫。
板书：
小黑板：
大黑板：学习单
学习活动一：请在学习单中用不同颜色的笔描出每一种可能的路线
计算机解决需要的数据
计算机解决需要的规则
拓展任务：小组合作，抽象出计算机解决问题所需的数据与规则。
★★★: 机器人要从服务中心送货给裁判员。计算机如何找到最短路径？
计算机解决需要的数据
计算机解决需要的规则
★★★★★:机器人要送货给乒乓球运动员，但每一条路的拥堵程度不同，计算机如何找到耗时最短的路？
计算机解决需要的数据
计算机解决需要的规则
服务中心
教练员住处
羽毛球员住处
网球运动员住处
乒乓球员住处
篮球球员住处
裁判员住处
服务中心
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