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第 2 课“解决问题的一般过程”教学设计
年级 五年级 单元/主题 第一单元：算法
课名 第 2 课：解决问题的一般过程
一、教学建议
1.教学时长建议 2 课时
2.教学目标 本课的主要教学目标是： 1.经历生活中解决问题的一般过程，并能应用于实际问题的解决； 2.体验计算机解决问题的基本方法，提高学习算法与程序的兴趣，发展与培养计算思维。
3.教学设计建议 教学设计建议如下： 1.通过学习者在项目探究过程中的真实体验，总结归纳生活中解决问题的一般过程； 2.引导学习者在进行复杂项目探究时用计算机解决问题，并与生活中解决问题的一般过程进行对比，了解计算机解决问题的基本方法； 3 学习者通过应用计算机解决数据量较大的问题这一过程，感受计算机解决问题的高效便捷，提高学习算法与程序的兴趣，发展与培养计算思维。
4.教学方法建议 在学习引入方面，教师应该结合教材中呈现的情景，引导学习者联想现实生活中解决问题的步骤， 由此带领学习者进入本节课的学习 在新知学习方面，首先，对于“解决问题的一般过程 ”的知识内容，建议教师结合学习者生活实际，选取问题解决步骤简单、明确的案例，以此引导学习者能自行分析说出“解决问题的一般过程 ”。 其次，对于“计算机解决问题的一般过程 ”的知识内容，在学习者理解了生活中解决问题的一般过程的基础上，可以采用类比分析的方法帮助学习者理解计算机解决问题的一般过程。同时要注意点明计算机解决问题的特点，例如教材中给出的“解密项目探究 ”，随着数据量的增大，依靠人工计算就显得十分困难了。 在“项目探究 ”方面，（1）在“破译物资密码箱 ”的项目探究活动中，教师应引导和鼓励学习者通过小组合作的形式，根据知识内容“解决问题的一般过程 ”的步骤破译物资密码箱。并引导学习者进一步思考，如果密码的范围不再是 1~36，进一步扩大到 1~1000000 甚至更多时，又该如何解决？ 由此体现出“计算机解决问题 ”的必要性，让学习者感受到信息技术的高效便捷。 （2）在“制作 SOS 电子求救信号灯 ”的项目探究活动中，教师应当注意引导学习者落实“计算机解决问题的一般过程 ”中的每一步看似简单的信号灯闪烁，也不是一两句话就能概括的，具体实现时的工作原
理、方案设计、步骤顺序都要尽可能详细，通过这种步步有落实的方式发展学生的计算思维。
二、补充知识
对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 补充知识内容一、二，计算机与人脑处理方式、思考问题的异同
补充内容 《你知道吗——现代科学中的 100 个问题》 本书是阿西莫夫的优秀作品之一。 作者以通俗的语言，深入浅出地解释了现代科学中的一百个尖端课题。 其中，有些是了解现代科学技术所必须具备的基础知识，如科学的研究方法、二进制数、相对论、亚原子粒子、核聚变、熵、晶体、病毒等。有些则是当代科学技术的前沿阵地，如黑洞、统一场论、夸克、快子、金属氢等。 作者对这些问题的来龙去脉，它们目前处在什么样的状态、有没有希望得到解决等问题均作了回答 第九十四个问题：人脑同计算机有什么差别？计算机能思考吗？ 人脑同计算机的差别可以用一个词来表述：复杂性。大哺乳动物的脑，就我们所知道的大小而言，是最复杂的东西。人脑重一千多克，但在这一千多克中，有上百亿个神经细胞和上千亿个较小的细胞。这么多亿的细胞在一种我们现在还无法着手阐明的庞大而复杂的网络中互相联系着。 甚至人类迄今已经制造出来的最复杂的计算机，在复杂程度上也不能同人脑相比。计算机的开关和元件的数目只是以千计，而不是以十亿计。此外，计算机的开关只是一种启闭装置，而脑细胞本身则具有极其复杂的内部结构。 计算机能思考吗？这就看你所说的“思考 ”是指什么。如果“思考 ”是指解答一个数学问题，那么，计算机是能“思考 ”的，而且比人要快得多。当然，大多数数学问题能够完全用机械方法一次又一次地重复某 些直接的过程而得到解决，甚至今天最简单的计算机也能进行这种工 作。 人们常说，计算机解答问题，仅仅是因为它们被“编成了程序 ”才能这样做。计算机仅仅能做人们让它们做的事。我们必须记住，人类也仅仅能够做他们被“编成程序 ”所要做的事情。我们的基因在受精卵形成的瞬间就把我们编了“程序 ”，而我们的潜力就受到这种“程序 ”的限制。 然而，我们的“程序 ”要复杂得多，因此，我们想要把“思考 ”定义为写一部大剧本，作一部大交响曲，酝酿一个光辉的科学理论或一个深奥的伦理判断的创造力。在这种意义上，计算机肯定不能思考，大多数人也不能做到这一点。 但可以肯定他说，如果一台计算机做得非常复杂，那么，它也可能像我们一样具有创造力。如果能把它做得像人脑一样复杂，它就可能相当于一个人脑，并且能做一个人脑所能做的任何工作。
此外，还可以设想，人脑比组成人脑的物质有更多的东西。人脑是由具有某种排列方式的细胞所构成，而细胞又是由具有某些排列方式的原子和分子所构成。如果说人脑还有什么别的东西，那么，至今还没检测到这种东西的迹象。因此，复制人脑的物质复杂性，就是复制脑的一切。 但是需要多长时间才能制造出一台在复杂程度上足以复制人脑的计算机呢？这也许不致需要有些人所想象的那样长的时间。远在我们能够制造出一台像人脑那样复杂的计算机之前，也许我们会制造出一合这样的计算机，它的复杂程度至少足以设计出比它自身更复杂的计算机，这种较复杂的计算机能设计出更复杂的计算机，如此发展下去，复杂性越来越高…… 换句话说，一旦我们通过了某一临界点，计算机就把人脑接过去，于是出现了“复杂性的爆发 ”。从那以后，在一个很短的时间内，计算机也许不仅仅能复制人脑，而且远远超过这一点。 再往后又会怎样呢？唉，人类目前还没有把地球管理得很好。总会有一天，我们应该谦恭地退让，而把这个工作交给能够做得更好的某人。如果我们不靠边站，那么，也许超级计算机就会毫不客气地走进来，把我们推到一边。
补充知识来源（提供网站链接或按参考文献格式提供） 网站链接：https://www.shkp./articles/2021/03/if116514.html
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容（对教材中何处内容使用软件、硬件） 无
软件名称（最好提供开源软件） 无
基本功能说明 无
硬件名称（选择性价比高、中小学能用得起的） 在项目探究二、制作 SOS 电子求救信号灯中，可以借助手机/手电筒的灯管演示，如有条件也可用Arduino 硬件制作。
基本功能说明 无
四、项目探究解答参考
探究项目：破译物资密码箱 （此处方案设计仅供参考，步骤数量、文字描述不唯一） 2 设计方案：
第 1 步 在 1～（36）中找一个满足的数字
第 2 步 这个数字是奇数
第 3 步 这个数字可以被 3 整除，余数为 0
第 4 步 这个数字的4≦“个位数 ”+“十位数”≦8
第 5 步 这个数字的4≦“个位数 ”x“十位数”≦8（说明是个两位数）
第 6 步 破译物资箱密码为 15
项 目探 究： 制作SOS 电子求救信号灯（此处方案设计仅供参考，步骤数量、文字描述不唯一） 1.分析问题： 既然 SOS 信号的表示是通过“三短、三长、三短 ”的方式表示，那一盏LED 信号灯需要闪烁（9）次，且每次灯亮起的时长也要严格控制。 2 设计方案
第 1 步 LED 灯亮起(短) 第 10 步 LED 灯灭
第 2 步 LED 灯灭 第 11 步 LED 灯亮起(长)
第 3 步 LED 灯亮起(短) 第 12 步 LED 灯灭
第 4 步 LED 灯灭 第 13 步 LED 灯亮起(短)
第 5 步 LED 灯亮起(短) 第 14 步 LED 灯灭
第 6 步 LED 灯灭 第 15 步 LED 灯亮起(短)
第 7 步 LED 灯亮起(长) 第 16 步 LED 灯灭
第 8 步 LED 灯灭 第 17 步 LED 灯亮起(短)
第 9 步 LED 灯亮起(长) 第 18 步 LED 灯灭
3 编程调试：
(
步骤
) 内容 步骤 内容
第 1 步 LED 灯亮起 第 15 步 LED 灯熄灭
第 2 步 设置亮起时长为（1）秒 第 16 步 LED 灯亮起
第 3 步 LED 灯熄灭 第 17 步 设置亮起时长为（3）秒
第 4 步 LED 灯亮起 第 18 步 LED 灯熄灭
第 5 步 设置亮起时长为（1）秒 第 19 步 LED 灯亮起
第 6 步 LED 灯熄灭 第 20 步 设置亮起时长为（ 1 ）秒
第 7 步 LED 灯亮起 第 21 步 LED 灯熄灭
第 8 步 设置亮起时长为（1）秒 第 22 步 LED 灯亮起
第 9 步 LED 灯熄灭 第 23 步 设置亮起时长为（ 1 ）秒
第 10 步 LED 灯亮起 第 24 步 LED 灯熄灭
第 11 步 设置亮起时长为（3）秒 第 25 步 LED 灯亮起
第 12 步 LED 灯熄灭 第 26 步 设置亮起时长为（ 1 ）秒
第 13 步 LED 灯亮起 第 27 步 LED 灯熄灭
第 14 步 设置亮起时长为（3）秒
五、操作练习答案
一、知识检测 1.选择题 （1）A；（2）C
二、技能操练 1. 上图是常规的完成顺序，共用时（32）分钟。要想在最短时间内完成这些事，请设计相关方案。 2.可以先完成洗米，将饭蒸上再去写作业或者洗菜。答案不唯一
拓展阅读 可以借助计算机进行求解，让 s 从 0~100 进行遍历，寻找同时满足 s 除以 3 余数为 1、s 除以 5 余数为 2、s 除以 7 余数为 4 的数，答案为 67。 （解法不唯一，也可使用数学原理求解）

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