浙教版（2023）五年级上册第10课 问题的分解优质教案及反思

这是一份浙教版（2023）五年级上册第10课 问题的分解优质教案及反思，共5页。


课题
问题的分解
单元
第三单元
学科
信息科技
年级
五年级
教材分析
算法是计算思维的核心要素之一，计算思维是指在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。教材安排了“界定问题”“分解问题”“确定关键问题”三个部分内容，作为本单元的第一课。教材以送货机器人能自动送货作为导入情境，引导学生通过界定问题、分解问题、确定关键问题，提升学生的计算思维能力，指向确定关键子问题、界定及分解问题。教材创设的情境是本单元项目化情境，练习中最好能进行一定的规模分解。
教学目标
1.通过问题的界定，能够准确描述问题。
2.通过项目实践，初步掌握规模分解和行动分解的方法。
3.通过问题的分解，体验确定关键问题的方法。
学情分析
学生通过前阶段的学习，了解算法的基本概念，掌握自然语言及流程图描述问题的方法，能借助数字化工具或在线平台绘制流程图，能将数据与算法描述相结合并对算法进行优化，了解掌握算法的基本特征，了解程序结构中的顺序结构、分支结构、体验了算法控制等。
教学重点、难点
重点：知道问题分解的基本方法。
难点：确定关键问题。
教学准备
1.问题界定及问题分解任务学习单。
2.送货机器人相关应用视频。
教学实施过程
情境导入
教师活动
学生活动
设计意图
1.视频导入，引出问题，组织讨论
引导学生观看视频，思考如何给送货机器人选择最优的送货路线。规划自动送货机器人在校园内送货的最优路径。最优路径问题的设置既可以是距离最短，也可以是时间最少，还可以是费用最低。以此为方向，学生可以自己界定符合情境的问题描述。通过提供学校路线图，学生可以直观地通过路线图看到每一条具体的，线路，同时，通过必经点的设置，使整条路线可以进行规模分解，简化复杂的问题。
2.引出主题，提出目标
提出本节课目标：日常生活中的问题，可以通过界定问题、将复杂问题分解成小问题、确定关键问题等方式来分析，助力问题解决。
学生观看视频，观察视频中的事件，交流讨论，谈谈看法。
身边实例调动学生兴趣，交流讨论引发学生思考。
教学活动一
界定问题
教师活动
学生活动
设计意图
播放视频，引导学生思考如何界定问题?确定送货机器人行走最优路径问题的方向和边界是什么？
日常生活中的问题，可以通过界定问题、将复杂问题分解成小问题、确定关键问题等方式来分析，助力问题解决。
教师小结：要解决问题，首先必须界定问题。界定问题是根据需求明确问题的方向和边界，明确描述问题的目标状态。
例如，找一条最优路径的问题界定过程如下：
生活中的问题
界定方向和边界
界定后的问题
找一条最优路径
从起点到终点的距离最短
找一条从起点到终点距离最短的路径
找一条最优路径
从起点到终点的用时最少
找一条从起点到终点用时最少的路径
学生观看视频，结合机器人行走路线问题思考并界定出问题。
思考不同的界定方向和边界对机器人行走的影响并进行讨论
从生活情景入手，在问题中提炼关键信息，提升问题分析能力。
教学活动二
分解问题
教师活动
学生活动
设计意图
播放视频：引导学生了解问题分解的方式。
引导学生小结：为了便于用算法解决问题，可以将一个问题分解成几个小问题，这些小问题被称为“子问题”。
常见的分解方法有规模分解和行动分解。
（1）规模分解
规模分解是把大问题分解为规模更小的、类似的子问题。
例如，要求解正六边形的面积，可以把它分解成两个梯形，先分别求出两个梯形的面积。
再如，求从仓库到信息科技教室之间的最短距离问题（如图），以必经点“连廊”为分界点分解成两段路线，分别研究它们的最短距离。
（2）行动分解
行动分解是把大问题分解成一个个可操作的小问题（步骤）。
例如，求正六边形的面积，分解成的子问题如下:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①找到几何图形面积的计算公式及相关数据。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②利用公式计算几何图形的面积。
最短距离问题分解成的子问题如下；
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①找出所有可能的路线。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②计算每一条路线的总距离。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③比较各条路线的总距离的长短。
动手实践：发送学习资源和流程图文件，布置学生使用软件绘制“求正六边形的面积”流程图和最“短距离问题”流程图。
4.教师巡视，协助解决学生遇到的问题，强调小组间相互帮助。
5.展示部分学生流程图，引导学生自己描述绘制流程图的方法和技巧。
结合视频，用学生自己的语言来分解问题。
动手操作，结合学习资源进行操作，完善流程图
拆解问题，培养学生“分而治之”的思想。
实践操作，迁移技能，提升数字化学习水平
教学活动三
确定关键问题
教师活动
学生活动
设计意图
当一个复杂的问题被分解成若干子问题后，需要聚焦并突破其中的关键问题。可以根据子问题解决的难易程度、问题大小等维度来确定关键问题。
学生小结：可以使用代码验证，不同的年龄根据条件输出不同的票价。
小组讨论：
解决最短距离问题的关键问题是什么？
4.小组汇报：比较各条路线的总距离的长短
小结：确定关键问题后，进一步分析它是否需要再次经历界定问题、分解问题、确定关键问题等所有或部分流程。
学生思考如何突破关键问题。
讨论解决最短距离问题的关键问题，并分小组汇报。
观察探究思考中提升学生信息意识。
讨论合作，掌握确定关键问题的方法。
练习
机器人不但能简单地行走，还能画图形。对于机器人画图形这一问题，如何进行问题的界定、分解，并找出关键问题呢？
参考答案：
界定问题：机器人画图形就是机器人按照它的行动路线留下行走痕迹。在几何图形的基础上，还可以界定为边长一样的特殊几何图形，如界定为画正六边形等。
分解问题：如何画一条边？每次转角的度数呢？
关键问题：每次转角的度数如何确定？
评价标准：
1.能准确地界定问题。
2.能够把问题进行分解。
3.能找出关键问题并说明理由。
教学总结反思
本课送货机器人校内送货为情境，将问题进行分解，并确定关键问题，从而设计合适的算法，再通过行动分解逐步实现。
先采用探究法、任务驱动法分析问题，再通过小组合作解决问题，旨在培养学生的计算思维。
引导学生将流程图进行思维关联，引导学生提炼问题、分解问题、设计算法、实践创新，从而形成问题分解的思维。