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第4.4课《跨学科主题——游戏博弈中的策略》教学设计
课题 跨学科主题——游戏博弈中的策略 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 五年级
核心素养目标 信息意识：通过分析游戏中的策略信息，提升对关键信息如剩余火柴数、对手取法的敏感度，学会捕捉与决策相关的信息。计算思维：在推导获胜规律时，运用逻辑推理、模式识别如发现 n+1 倍数规律，培养分步解决问题的思维。数字化学习与创新：可借助编程模拟取火柴游戏，通过调整参数验证策略，将规律转化为数字化模型，提升创新应用能力。信息社会责任：理解博弈中的公平性，如遵守游戏规则，类比到信息社会中，需遵守数字规则，合理运用策略思维，维护竞争的公平公正。
教学重点 探索取火柴游戏的获胜规律，理解游戏博弈原理。
教学难点 掌握简单的游戏博弈获胜策略，并且能够运用到游戏赛事中。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第4.4课 跨学科主题——游戏博弈中的策略1、观看视频。2、活动背景：玩剪刀、石头、布的游戏又称“猜丁壳”游戏，其规则是:石头克剪刀,剪刀克布，布克石头。在小朋友的生活中，这种博弈方式常常被用于解决分歧。类似的博弈游戏有很多。例如，多人轮流在一堆火柴中进行取火柴的博弈游戏,每人每次可以取走1~3根火柴,取到最后一根火柴的人获胜。3、项目目标（1）了解取火柴游戏的规则。（2）探索取火柴游戏的获胜规律，理解游戏博弈原理。（3）融合信息科技、数学等知识，提升计算思维。4、项目准备（1）成立学习小组，建议每组3~4人，明确目标和分工。（2）开展调研活动，确立研究方向，制订项目学习计划。 课程新知导入。明确本课项目目标和项目准备。 帮助学生初步理解本课研究内容。帮助学生学习更有目标性。
讲授新课 新知讲解： 一、项目实施1、了解游戏基本规则两人一组玩游戏，火柴总数由游戏者双方商定，每人依次轮流取走若干根火柴，取到最后一根火柴的获胜。将两个人约定的取火柴的规则描述清楚。规则描述：两人商定火柴总数，轮流取火柴，每次取 1 至双方约定的最大数量（如 1-3 根），不可不取或超量。取到最后一根火柴的人获胜。2、尝试玩简单的取火柴游戏1.从火柴总数较少的情况开始尝试博弈游戏，规定每人每次取1~3根火柴。分别记录火柴总数为1、2、3和4时，游戏的过程与结果。用A、B分别代表两个人，将游戏结果记录下来。火柴总数A取走数B取走数获胜者11—A22—A33—A413B2231从游戏过程可以发现规律:(1)如果火柴只剩下1~3根，(先手玩家)一定可以获胜。 (2)如果火柴剩下4根，( 后手玩家 )一定可以获胜。2.当火柴总数为5根时，继续尝试博弈游戏，验证假设。火柴总数A 取走数剩余数B 取走数A 取走数获胜者5143——B233——A322——A总结从5根火柴中，每次取1~3根的游戏获胜规律：5 根火柴，每次取 1-3 根，先取者胜。先取 1 根剩 4 根，对方取 a 根（1-3），自己取 4-a 根，必取最后一根。国际大型赛事活动中游戏博弈中的策略世界杯足球赛：赛前布阵是博弈，如教练选择进攻或防守阵型，需预判对手战术。例如，面对强队时，弱队常采用密集防守策略，限制对手进攻空间，伺机反击。奥运会乒乓球双打：发球与接发球是关键博弈，发球者选择旋转、落点，接发球者需判断并回球到有利位置，双方通过策略压制对手进攻节奏。F1 赛车比赛：进站策略博弈，车队根据赛道情况、对手进站时间，决定何时进站换胎加油，以争取最佳赛道位置，平衡速度与进站耗时。3、尝试总结取火柴游戏的必胜规律在玩取多根火柴游戏时，我们可以发现每取一次火柴后，游戏都会转换成已知的火柴数更少的必胜策略。火柴总数A 取走数剩余数B 取走数A 取走数获胜者61513B243——B333——A71623B253——A3413B1.上网搜索有关取火柴游戏的获胜方法，并结合自己玩游戏的体验，总结从 m根火柴中，一次取1~n根火柴，获胜的方法是:若 m 是（n+1）的倍数，后取者胜：对方取 a 根，自己取（n+1-a）根，保持每轮共取 n+1 根。若 m 不是（n+1）的倍数，先取者胜：先取 m 除以（n+1）的余数，后续同后取者策略。2.小组合作，验证以上方法。3.尝试用流程图表示获胜的方法。4、进一步了解游戏中的博弈1.玩“猜丁壳”“五子棋”等游戏，尝试发现是否有获胜的方法。2.通过人工智能大语言模型应用工具查找有关博弈的资料，了解研究博弈的价值。更多游戏获胜方法“猜丁壳”：纯随机，无必胜法，可通过观察对手习惯提高胜率，但无法保证必胜。“五子棋”：有获胜策略，如控制棋盘中线、形成活三或冲四，高手可通过布局引导局势，但需结合对手应对动态调整。博弈的价值帮助理解竞争与合作的平衡，如商业竞争中企业的策略选择。为决策提供理论支持，如军事战略部署、资源分配等。推动人工智能发展，博弈论是强化学习等领域的核心基础。解释社会现象，如公共资源的使用与管理中的博弈行为。二、项目总结1.整理归纳。以小组为单位，整理项目学习资料和成果，归纳并总结活动的收获遇到的困难及解决办法、需要改进完善的地方。2.展示交流。各小组轮流展示项目成果，分享活动体验和总结反思，收集整理老师和其他小组提出的问题和建议，为进一步改进完善做准备。三、项目评价依据评价量表，结合项目完成的实际情况展开评价。(最高为5颗★)四、课堂练习完成课件26—27页的课堂练习题。五、拓展延伸1博弈论基础相关概念及博弈类型本质区别纳什均衡：指在博弈中，每个参与者都选择了对自己最优的策略，且在其他参与者策略不变的情况下，没有人愿意改变自己的策略。此时，所有参与者的策略构成一个稳定的组合。零和博弈：参与方的收益总和为零，一方的收益必然意味着另一方的损失，利益完全对立，没有合作空间。非零和博弈：参与方的收益总和不为零，可能为正（正和博弈，双方共赢）或为负（负和博弈，双方共损），存在合作实现共同利益提升的可能。本质区别：零和博弈中利益完全对抗，非零和博弈中利益可共存或共损；纳什均衡则是不同博弈类型中可能存在的策略稳定状态。 初步认识游戏的基本规则。完成取火柴游戏。完成假设验证。学习相关举例。总结所研究的游戏规律。学习更多游戏中的博弈策略。学习博弈的价值。完成项目总结和评价。完成练习题。进行知识拓展。 引入情境，帮助学生了解本课研究内容。引导学生在游戏中感受游戏的规则设置，思考如何才能取得获胜。调动学生课堂参与度，在假设验证实践中掌握相关知识点，让课题更加生动。图文结合，引导学生学习国际大型赛事活动中游戏博弈的策略，了解游戏策略的普遍性和重要性。考察学生对知识点的总结和掌握情况。介绍更多游戏获胜策略，完善所学知识点。拓宽所学知识点。引导学生进行项目内容总结和评价，在总结和评价中检查自己对知识点的掌握度和熟悉度。巩固所学知识，考察学生对本课内容的掌握情况。拓宽学生知识面。
课堂小结 跨学科主题——游戏博弈中的策略1.进行新知引入2.了解游戏基本规则3.尝试玩简单的取火柴游戏4.尝试总结取火柴游戏的必胜规律5.进一步了解游戏中的博弈 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 查找一个历史博弈案例（如军事战役），用取火柴游戏的策略思维分析其胜负原因。设计一款取火柴变种游戏（如每次可取 2-4 根），写出其获胜规律，并与同学实战验证。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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