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信息科技 第四单元 第4节 新鲜速立达
课题 新鲜速立达 单元 四单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析 《新鲜速立达》该课时教材以农产品运输路径规划为情境，编排了 “探索果园运输最短路径 — 探索仓储运输最短路径” 两个实践学习活动，引导学生掌握枚举法和分步计算法寻找最短路径的方法，理解两种算法的应用逻辑与效率差异，感受算法在物流优化中的价值。教材内容紧密结合五年级学生的数学运算基础和乡村振兴背景，将抽象的路径规划算法与具体的农产品运输、仓储管理任务融合，注重 “做中学”，既渗透了高效物流助力乡村振兴的社会责任教育，又符合学生从简单枚举到分步优化的认知规律，能帮助学生感受算法在保障农产品新鲜、降低运输成本中的实用价值，体会算法优化对实际生产生活的重要意义。
教学目标 信息意识：能说出最短路径算法的步骤原理，理解枚举法、分步计算法在农产品运输、仓储物流等实际场景中的应用逻辑。计算思维：能分析最短路径的分步执行路径，掌握用枚举法、分步计算法解决物流配送、交通规划等路径问题的方法。数字化学习与创新：能结合分步计算法描述最短路径算法，验证其在农产品运输、仓储管理等实际场景中的应用，让资源配置更科学高效。信息社会责任：在路径规划算法的应用中，感受高效运输对乡村振兴的价值，践行用科学方法优化物流流程、提升农产品保鲜效率的责任。
重点 能掌握枚举法和分步计算法寻找最短路径的步骤，理解两种算法的应用逻辑，感受算法效率差异。
难点 能运用分步计算法解决复杂路径问题（如仓储运输、多仓库到目的地的路径规划），分析算法优化的核心逻辑。
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 课 新鲜速立达水乡得天独厚的水土条件，孕育出了肥沃的土壤和充足的水源，提供了优越的农耕环境。新鲜的农产品从田间到餐桌，是一场与时间的赛跑。如何规划出一条高效的运输路线，让农产品跑赢时间是乡村振兴的关键课题之一。知目标：1. 能使用枚举法找出最短路径。2. 能运用分步计算法分析和描述最短路径算法。3. 能初步认知路径规划算法在实际生活场景中的具体应用。（播放视频） 观看农产品运输视频，明确 3 个学习目标，聚焦 “枚举法”“分步计算法” 展开思考。 以乡村振兴物流场景激发兴趣，衔接路径规划任务，让学生清晰核心学习内容。
讲授新课 一、探索果园运输最短路径在智慧农场，无人运输车承担着将采摘的新鲜蔬果从果园运往仓库的重要任务，尤其是像葡萄这种需要立即保鲜的水果。为了提升运输效率我们需要计算从葡萄园到仓库的最短时间，并设计出无人运输车的最佳行驶路线。智慧农场示意图如下(见图4-4-1)，每条边上的数字代表无人运输车通过该路段所需时间(单位:分钟)。为了简化问题，我们用字母标记图中的每个地点，并用直线连接各点，重新绘制了简化后的智慧农场地图(见图 4-4-2)。细探究在解决最短路径问题时，枚举法是一种简单直观的方法。它通过列出所有可能的路径，计算每条路径的总用时，然后从中选择用时最短的路径。请用枚举法寻找最短路径(见图4-4-3)，并计算不同路径的总用时。结论：最短用时为 10 分钟，路径为 A→B→E→F。勤思考如果农场的路线增多，用枚举法逐个列举所有路径会存在什么困难 答案：路线增多时，枚举法会因路径数量呈指数级增长，导致工作量巨大、效率极低，甚至无法在合理时间内完成所有路径枚举。为了改善枚举法在效率上的不足，我们可以采用分步计算法来寻找最短路线:首先确定从起点到第一个地点的最短时间，再计算到下一个地点的最短时间，依次类推，直至达到最终目的地。细探究为每个地点绘制一个圆圈并标注数字(见图4-4-4)，该数字代表“从起点到这里目前找到的最短用时”。通过不断比较和更新这些数字，最终可以确定所有地点的最快到达时间。具体步骤如下:(1)起点A的用时记为 0。(2)B点只能从A点到达，最短路径用时为A点的用时+A点到B点的用时，即A+(A→B)=0+3 =3。(3)D点只能从A点到达，最短路径用时为:A点的用时+A点到D点的用时，即A+(A→D)=0+5=5。请按照上述方法，继续计算到达其他各点的最短用时，将结果填写在表4-4-1中。最终计算得出从起点到终点最短用时为10分钟，路径为A→B→E→F在实际生活中，类似的最短路径问题广泛存在于交通规划、物流配送网络通信等领域。掌握动态规划和最短路径算法，能够帮助我们更高效地解决这些问题，优化资源配置，提高工作效率。二、探索仓储运输最短路径农产品被运到仓库后，需经过包装，再根据类别分区存储仓库从包装区到存储区的路线正好能形成2行2列的网格(见4-4-5)，网格中每条线段上的数字代表通过该路段所需的时间(单位:分钟)。需要注意的是，这些道路均为单行线，仅能从左往右走或者从上往下走，不能反向行驶。细探究请使用分步计算法将图4-4-6补充完整，计算从包装区到存储区的最短用时，设计运输路线。结论:从起点到终点最短用时为7分钟，路径为A→B→E→F→J在农产品物流管理中，仓库内的包装与存储是物流链的起点。完成包装后，农产品被发往不同地区。为了缩短配送时间，提升物流效率并降低运输成本，企业已在南方(B仓)和北方(C仓)设立仓库。现计划向中部枢纽城市A市运送水果。运输网络包含D、E、F、G、H、1、J七个交通枢纽(见图4-4-7)，各路段用时已标注(单位:小时)。细探究请采用分步计算法计算B仓和C仓到A市的最短路径，可用点和线绘制简化运输地图，将计算整个地图最短路径用时转化成计算到达具体一个点的最短路径用时。在圆圈中填写从起点到该点的最短用时(见图4-4-8)。结论:最短用时为10小时，路径为为B→D→H→A，从北仓库发货。分步计算法是寻找最短路径的基础方法。它将复杂路径问题分解为多个小步骤，逐步计算到达每个节点的最短用时，从而找到最优路径。这种方法简单直观，易于操作，适合解决实际生活中简单的路径规划问题。三、课堂练习1、从葡萄园（A）到仓库（F）的最短用时是（ ）分钟A.8 B.10 C.11 D.132、下列属于寻找最短路径的高效方法是（ ）A. 枚举法 B. 分步计算法 C. 随机选择法 D. 猜测法3、路线增多时，枚举法的查找效率会显著提升。（ ）4、分步计算法的核心是逐步计算每个节点的最短到达时间。（ ）5、仓库内部从包装区到存储区的最短路径用时一定大于 10 分钟。（ ）6、分步计算法仅适用于农产品运输的路径规划。（ ）7、北仓库和南仓库到 A 市的最短路径用时相同。四、拓展延伸1、 狄克斯特拉算法渊源2、 物流配送算法应用3、枚举与分步算法对比五、单元小结通过本单元的学习，我们深刻体会到了算法思维在乡村振兴中的实际价值，它为传统农业转型升级提供了强大助力。请结合思维导图回顾整个单元的学习过程。评星级回顾并评价自己和同伴对本单元学习内容的掌握情况。 列出从 A 到 F 的所有可能路径，计算每条路径总用时，筛选出最短路径。分析路线增多时枚举法的困难，讨论其效率变化的原因。按步骤计算各节点的最短到达用时，填写表格，确定最短路径。用分步计算法补充网格路径表格，计算包装区到存储区的最短用时与路线。绘制运输网络简化图，逐步计算 B 仓、C 仓到各枢纽的最短用时，确定最优路径。独立完成练习，核对答案学习拓展知识结合思维导图，回顾单元算法知识对自身及同伴单元学习情况评星级 掌握枚举法步骤，感受其直观性，为后续对比算法效率铺垫。发现枚举法不足，引出分步计算法，理解算法优化的必要性。掌握分步计算法 “逐步更新节点用时” 的核心，突破教学重点。巩固分步计算法，提升在网格场景中的应用能力。突破复杂多节点路径难点，提升将复杂问题拆解的计算思维。检测知识掌握，及时巩固重点拓宽知识面梳理知识，构建完整知识体系明确知识掌握薄弱点
布置作业 用分步计算法规划 A→I 的新运输路径，详细记录每一步的节点最短用时计算过程，并最终确定最短路径及总用时。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 《新鲜速立达》课程小结：通过学习，我们终于明白 “算法不只是理论里的流程，用它规划运输路径才是核心”。以后不管是设计农产品运输路线、优化仓储流程，还是分析物流效率，都要先思考 “路径最优吗？步骤合理吗？能服务乡村吗？”。再也不觉得路径算法抽象，也不用担心面对物流规划问题时没有思路了。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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