资源简介

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《第1课 动物叠叠乐》教学设计
教学内容分析
本课选自2025年广东教育出版社五年级信息科技教材第5单元“亲近自然觅算法”的第1课，紧扣2022新版课标要求，以“亲近大自然”为主线，将抽象的递归算法与动物园“动物叠叠乐”文创玩具、汉诺塔游戏相结合，构建了“体验—探秘—验证”的梯度化学习路径。教材通过动物文创玩具体验感知汉诺塔移动规则，借助汉诺塔游戏探秘提炼递归算法核心，利用图形化编程验证算法逻辑，实现了算法知识与生活情境、实践操作的深度融合。其编写遵循五年级学生认知规律，从具体到抽象、从实践到理论，既注重算法思维的培养，又强调数字化工具的应用，为后续学习枚举、递推等其他算法奠定了基础，是培养学生数字时代思维与创新能力的关键内容。
学情分析
五年级学生已具备一定的生活体验和基础的动手操作能力，对动物园动物、趣味游戏等情境具有天然的兴趣，这为“动物叠叠乐”的体验式学习提供了良好的情感基础。在知识储备上，学生此前接触过简单的图形化编程工具，了解基本的程序运行逻辑，能够理解简单的变量、列表等概念，为后续算法验证环节的开展提供了技术支撑。但递归算法具有“自我调用、层层分解”的抽象特征，对于五年级学生而言，理解其核心思想和结构存在一定难度，容易在复杂问题分解过程中陷入逻辑混乱。同时，学生在面对多步骤的汉诺塔移动任务时，可能存在耐心不足、步骤记录不清晰等问题，需要教师通过分层任务、小组合作等方式加以引导，帮助学生逐步突破思维障碍。
教学目标及核心素养指向
1能够感知“动物叠叠乐”游戏与汉诺塔、递归算法之间的关联，认识到算法在解决生活中复杂问题的价值，主动关注算法在自然与生活中的应用场景，提升对信息的敏感度和洞察力。（信息意识） 2能够准确描述汉诺塔游戏中移动圆盘的操作规律，理解递归算法“分解子问题、逐步求解”的核心思想，掌握递归算法的基本结构；能运用递归思维分析3个及以上圆环的移动问题，培养问题分解、逻辑推理和归纳总结的能力。（信息意识、计算思维） 3.熟练操作“动物叠叠乐”游戏程序和Mind+图形化编程工具，通过体验、探究、验证等数字化学习活动，掌握利用数字化工具探究算法、验证逻辑的方法；能尝试为编程程序增加新功能，激发数字化创新意识和实践能力。（数字化学习与创新） 4.熟练操作“动物叠叠乐”游戏程序和Mind+图形化编程工具，通过体验、探究、验证等数字化学习活动，掌握利用数字化工具探究算法、验证逻辑的方法；能尝试为编程程序增加新功能，激发数字化创新意识和实践能力。（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 汉诺塔游戏中移动圆盘的操作规律。 递归算法的核心思想及其结构。 教学难点： 运用递归思维分析并解决3个及以上圆环的汉诺塔移动问题。 理解图形化编程中递归算法的实现逻辑。 重难点设计原因： 汉诺塔移动规律是理解递归算法的基础，只有先掌握具体的操作步骤和规律，才能逐步抽象出递归算法的逻辑；而递归算法是本课的核心知识，是学生后续学习其他算法、提升计算思维的关键，同时这两部分内容紧扣教材“亲近自然觅算法”的单元主题和本课教学目标，是学生必须掌握的核心内容，因此将其确定为教学重点。 五年级学生的思维仍以具体形象思维为主，递归算法的“自我调用、层层分解”特征具有高度抽象性，学生难以直接将具体的汉诺塔移动步骤与抽象的递归思想建立关联，在分析多圆环移动问题时容易混淆子问题与原问题的关系；而图形化编程中的递归实现需要学生将算法逻辑转化为程序代码，涉及函数调用、列表记录等知识点，对学生的逻辑推理和数字化工具应用能力要求较高，超出了学生当前的认知水平和技能基础，因此将其确定为教学难点。
教学策略
情境教学法：以小智和小慧在动物园游玩发现“动物叠叠乐”玩具为情境主线，贯穿整个教学过程，激发学生的学习兴趣，让学生在熟悉的情境中感知算法与生活的联系。 分层探究法：设计“2个圆环→3个圆环→4个及以上圆环”的分层探究任务，遵循“由简到繁、由具体到抽象”的认知规律，帮助学生逐步提炼汉诺塔移动规律和递归算法思想。 实践操作法：通过“动物文创玩具体验、汉诺塔游戏探秘、图形化编程验证”三个实践活动，让学生在动手操作、亲身体验中理解知识、提升技能，实现“做中学、学中思”。 小组合作法：在探究多圆环移动规律、补充算法流程图、讨论生活中类似现象等环节，组织学生进行小组合作，通过交流分享、互助协作突破学习难点，培养团队合作意识。 数字化工具辅助法：借助“动物叠叠乐”游戏程序和Mind+图形化编程工具，将抽象的算法可视化、具象化，降低学生理解难度，提升教学效果。
教学过程
课堂导入
教师活动：本单元情景描述：算法宛如一把神奇的钥匙，解锁着大自然的奥秘:从动物汉诺塔的有趣排列，到定向越野中的移位加密寻宝，从农场水果购买情况的列举，到兔子家族繁衍的奇妙规律，算法的智慧贯穿其中。它不仅帮助我们更好地认识自然，还让我们在亲近自然的过程中提升思维能力，激发创新灵感。在本单元，我们将以"亲近大自然"为主线，探究使用递归、枚举和递推等算法解决问题的基本过程和方法，剖析算法在认识和改造大自然中的独特作用，培养适应数字时代的思维与创新能力。 情景描述：小智和小慧在动物园开心游玩，看到动物各展姿态，体形由巨硕渐至纤巧，静谧中涌动着生命的活力。 学生活动：观察情境图片，倾听问题。 教师活动：明确本节课目标：1.能描述汉诺塔游戏中移动圆盘的操作规律。2.能分析并解释递归算法及其结构。3.能举出递归算法的应用实例。 学生活动：明确本节课学习主题，产生学习兴趣。 问题设计： 问题1：汉诺塔游戏中移动圆盘的操作规律是什么 问题2：递归算法及其结构是什么，请举例递归算法的应用实例？
设计意图： 通过生动的情境导入，将学生带入“亲近自然”的学习氛围，利用学生感兴趣的动物玩具吸引注意力，自然引出汉诺塔游戏相关内容，为后续探究活动奠定情感基础和认知铺垫，同时紧扣教材情境描述，确保教学与教材的一致性。
活动1：动物文创玩具体验
教师活动：讲解：小智和小慧发现了一套特别的"动物叠叠乐"文创玩具。这套玩具由五个可爱的动物圆环组成，每个圆环都能像汉诺塔圆环一样移动。 具体的玩法说明见表。 提问：想一想，只用A柱和C柱能完成所有动物的移动吗 板书关键步骤，强调中转柱的作用：我们先分析只有2个圆环的移动情况。2个圆环的移动，同样可以采用与移动2本书类似的方式来操作:1.把小圆环移动到B柱上(从A到B)。2.把大圆环移动到C柱上(从A到C)。3.把再把小圆环移动到C柱上(从B到C)。这时，B柱就相当于中转柱。 布置任务：根据两个圆环的移动过程，完成表的三层"动物叠叠乐"移动步驟描述。 学生活动：分组动手体验2个圆环的移动，尝试后发现只用A柱和C柱无法完成，需要借助B柱中转，记录移动步骤。积极分享2个圆环的移动过程，与其他小组交流操作心得。 教师活动：引导学生发现：要移动3个圆环，可以先忽略最大圆环，用移动2个圆环的方法移动，也就是:阶段1:将上层2个圆环移到B柱(用C柱中转);阶段2:移动最大圆环到终点C柱;阶段3:将2个圆环移到终点柱(用A柱中转)。 提问：根据2个和3个圆环的移动方法，你能看出其中的规律吗 如果要移动有4个圆环的玩具，第一步该如何移动 移动1个和3个圆环时，第一步相同，可以发现规律:奇数个圆环:第一步移到___________________；偶数个圆环:第一步移到___________________ 学生活动：结合2个和3个圆环的移动经验，归纳总结规律：奇数个圆环第一步移到终点柱C，偶数个圆环第一步移到过渡柱B。
设计意图: 通过动手体验，让学生直观感受汉诺塔的移动规则和中转柱的作用，从简单的2个圆环入手，降低探究难度，再逐步过渡到3个圆环，培养学生的归纳总结能力，同时落实教材中“勤思考”“细探究”的要求，确保探究活动与教材内容一致。
活动2：动物汉诺塔游戏探秘
教师活动：讲解：动物园发布了一个"动物叠叠乐"的汉诺塔游戏程序，我们来玩一玩，挑战有3个以上圆环的动物汉诺塔游戏吧。 布置任务：1.双击打开"动物叠叠乐"游戏程序并运行，鼠标拖动圆环。2.点击"难度"按钮，选择不同数量的圆环来体验游戏，记录移动圆环的数量和所用的时间。3.小智发现在移动不同圆环数的动物汉诺塔时有相同的规律，如果用n表示圆环的数量，请你补充表并思考其中蕴含的规律。 学生活动：按照教师指导打开游戏程序，选择不同数量的圆环进行体验，认真记录移动数量、时间和体会。观察教材中的三阶段分解表，小组讨论后总结出移动n个圆环的步骤：先移动n-1个圆环到过渡柱，再移动最大圆环到终点柱，最后移动n-1个圆环到终点柱。 教师活动：讲解：可以看出，移动n个圆环的问题可分解为以下几步:1先解决移动n-1个圆环的子问题;2移动底层;3再解决移动n-1个圆环的子问题。当圆环数量为1时，则圆环直接移动到终点柱。以上解决问题的方法就是递归算法。递归算法的核心在于将一个复杂的问题逐步分解为若干个结构相同但规模较小的子问题，通过逐层解决这些子问题，最终完成原问题的求解。 播放【微视频】递归算法 展示递归算法流程图框架，布置任务：请将下面的汉诺塔递归算法流程图补充完整 学生活动：认真倾听教师讲解递归算法的概念、核心思想和结构，加深对递归算法的理解。小组合作补充递归算法流程图，明确“n=1”时直接移动到终点柱，“n≠1”时调用自身分解子问题。
设计意图: 通过数字化游戏体验，让学生在趣味操作中进一步巩固汉诺塔移动规律，感受圆环数量变化对移动步骤的影响；通过分析三阶段分解表，帮助学生抽象出递归算法的核心思想和结构，实现从具体操作到抽象思维的跨越；补充流程图和举例环节，强化学生对递归算法的理解和应用，落实教材中“细探究”“巧设计”的任务要求。
活动3：动物汉诺塔算法验证
教师活动：讲解：小智注意到，一、二年级的同学在玩"动物叠叠乐"文创玩具的时候有些困难，为了帮助他们更好地理解，他使用图形化编程工具编写了一个汉诺塔递归程序，清晰地展示了汉诺塔的移动步骤。 布置任务：1.在Mind+中打开"汉诺塔移动方法"程序并运行，输入圆环的数量，观察程序输出，验证圆环移动步骤是否正确。 2.请尝试使用以下积木块为程序增加新功能:在完成所有操作后，输出总移动次数 学生活动：打开Mind+中的“汉诺塔移动方法”程序，输入圆环数量并运行，观察程序输出的移动步骤，与自己的探究结果进行对比，验证算法的正确性。小组合作尝试为程序增加“输出总移动次数”的功能，运用所学的列表、变量等知识，调试程序直至实现功能。 教师活动：讲解：汉诺塔编程程序通过函数反复调用自身(递归)来解决问题，每次移动都会用列表记录任务，确保每一步都遵循"大圆环不压小圆环"的规则。这种让计算机反复处理相似任务的方式，正是递归算法的巧妙之处。 提问：你在生活中的看到过类似汉诺塔游戏的现象吗 和你的同桌分享一下。 学生活动：回忆生活中的相关现象，与同桌交流分享，加深对递归思想的理解。
设计意图： 通过图形化编程验证，将抽象的递归算法转化为可视化的程序运行过程，帮助学生进一步理解算法逻辑，提升数字化工具的应用能力；新增程序功能的任务，培养学生的数字化创新意识和实践能力；生活现象分享环节，让学生感受到算法与生活的密切联系，落实教材中“乐交流”的要求。
课堂小结
教师活动 引导学生回顾本节课的学习内容，提问：今天我们通过‘动物叠叠乐’的体验、探秘和验证，学到了哪些知识和技能？ 结合学生的回答，梳理本节课的核心知识点：汉诺塔移动规律、递归算法的核心思想和结构、递归算法的应用实例、数字化工具的应用。 布置课后任务：尝试用今天学到的递归思想，解决4个圆环的汉诺塔移动问题，记录移动步骤；观察生活中更多与递归相关的现象，下节课分享。 学生活动：回顾本节课的学习过程，积极回答教师提问，梳理自己学到的知识和技能。认真倾听教师的总结，加深对核心知识点的记忆和理解。明确课后任务，对后续的探究活动充满期待。
设计意图: 通过回顾和梳理，帮助学生构建完整的知识体系，强化本节课的核心内容；布置课后任务，延续课堂探究氛围，让学生在课后继续巩固所学知识，培养自主探究能力，同时呼应教材中的学习目标和探究要求。
教学反思
本节课以“动物叠叠乐”为载体，遵循“体验—探秘—验证”的教学路径，将抽象的递归算法与生活情境、实践操作、数字化工具深度融合，基本达成了预设的教学目标，核心素养得到了有效培养。在教学过程中，情境导入环节能够快速吸引学生的注意力，激发学习兴趣；分层探究任务符合五年级学生的认知规律，让学生在动手操作中逐步抽象出汉诺塔移动规律和递归算法思想；数字化工具的应用有效降低了学生理解递归算法的难度，提升了课堂教学的趣味性和实效性；小组合作环节促进了学生之间的交流协作，有助于突破教学难点。 但教学中也存在一些不足之处：一是部分学生在探究3个及以上圆环移动步骤时，仍存在逻辑混乱、步骤记录不清晰的问题，需要教师进行更具针对性的个别指导；二是在递归算法应用实例的分享环节，学生的思路不够开阔，举例较为单一，说明学生对递归算法的理解还不够深入，缺乏与生活实际和其他学科知识的关联；三是图形化编程验证环节，部分学生对程序中函数调用、列表记录等知识点的理解不够透彻，导致新增功能的实现较为困难，花费时间较长。 针对以上问题，今后的教学中可以从以下几个方面进行改进：一是在分层探究环节，为操作困难的学生提供更详细的步骤提示卡，帮助其理清思路；二是在递归算法应用实例分享前，教师可以先展示1-2个典型实例进行启发，引导学生从不同领域、不同场景思考；三是在图形化编程环节，提前复习函数调用、列表等相关知识点，为学生搭建必要的知识桥梁，同时简化程序新增功能的难度，让更多学生能够体验到成功的喜悦。此外，还可以增加课堂练习的针对性，设计更多与递归算法相关的趣味问题，强化学生对算法思想的理解和应用，进一步提升学生的计算思维和数字化学习与创新能力。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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