1、问题的分解 教学设计一、学习内容分析问题的分解是小学信息科技五年级上第三单元用算法解决问题第1课的内容。在日常生活中，用算法解决问题的一般过程由分析问题、抽象与建模、算法设计、验证与优化等环节组成。用算法解决问题是计算思维的重要培养途径，也是响应课程标准“身边的算法”模块中“使学生了解利用算法求解简单问题的基本方式，培养学生初步运用算法思维的习惯，并通过实践形成设计与分析简单算法”的能力目标要求。本单元结合前两单元学习基础，通过问题的分析将其分解为一系列实施步骤，使用顺序结构、分支结构两种基本控制结构简单描述实施过程并验证。本单元学习算法解决问题主要聚焦计算思维，对问题分析、抽象、建模、算法设
2、计、算法验证等逐个进行剖析，为后续综合应用算法解决问题做铺垫。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。本单元以“用算法解决问题”的计算思维过程作为主线，构建用算法解决问题的基本框架结构。在用算法解决问题时，首先要对问题进行精准分析：能够准确描述要解决的问题，尝试把复杂的大问题分解成若干便于解决的小问题，同时能在这些小问题中找到解决该问题的关键子问题等。因此教材安排了界定问题、分解问题、确定关键子问题三个部分内容，作为本单元的第一课。二、学习对象分析通过前面两个单元的学习，学生对于算法已经有了一定的掌握。上课时，以送货机器人能自动送货
3、作为导入情境，学生思考：为什么送货机器人能自动送货呢?学生通过讨论、交流，找到送货机器人能自动送货的原因是有算法的支持，引出本单元的主题用算法解决问题。通过创设“自动送货机器人在校内送货的最优路径规划”情境，本课第一部分安排了问题界定，学生通过界定问题，根据问题的初始状态和最终目标状态，确定问题的方向和边界，明确地描述问题，这是解决问题的前提条件，也是解决问题过程中容易被忽略的地方。第二部分安排问题的分解，从“可操作的子问题”和“类似但规模更小的子问题”两个角度，尝试对问题分解，降低问题的复杂度。需要注意的是，教材中的“最优路径”情境中，路线中正好有一个必经点，因此可以以此为界进行规模分解，但
4、生活中的问题，不是每一个都可以进行规模分解。第三部分是确定关键子问题，由于规模分解分解出来的都是类似的子问题，也不是每一个问题都可以规模分解，因此关键字问题应该在行动分解后的子问题中查找。要明白确定关键子问题的重要性，知道可以根据解决问题的不同方式确定不同的关键子问题。通过本课内容的学习，培养学生在遇到问题时，要先分析问题，以此帮助其更好地解决问题，提升学生的计算思维能力。三、教学目标1.通过问题的界定，能够准确描述问题。2.掌握规模分解和行动分解的方法。3.能够在行动分解的子问题中确定关键子问题。教学重点：学会分析问题的一般过程。教学难点：根据解决问题的思路设计有效的算法。素养指向：理解并掌
5、握规模分解和行动分解问题的思想。四、方法策略以学生实践为基础，采取任务驱动式教学，以学为本有效地落实教学目标。辅以案例分析法、归纳总结法、小组合作法，在解决问题的过程中，体验学习过程，发展计算思维。五、教学流程（一）复习回顾，导入新知教学内容与活动设计意图情境导入随着人工智能技术的发展，无人驾驶小车送货机器人的应用越来越广泛，给人们的生活带来了不少便捷。活动一：你对它有哪些了解呢？你知道它是怎样规划路径的吗？请和同桌说一说。建构：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或确定关键问题等方式来解决。通过无人驾驶小车送货的例子，激发同学们的兴趣，引出主题。（二）复习回顾，导入新知
6、教学内容与活动设计意图1.问题的界定要解决问题，首先必须界定问题。界定问题就是根据需求明确问题的方向和边界。活动二：“合理规划送货机器人的路线”问题中，我们根据什么需求，界定什么问题？（）“合理规划送货机器人的路线”问题中，我们根据少走一些路的需求，界定什么是“合理规划的路线”。）2. 问题的分解为了便于用算法解决问题，可以将一个问题分解成几个小部分，常见的分解有规模分解和步骤分解。1.规模分解许多日常问题实际上是由多个较小的问题组成的，可以将其称为子问题。规模分解就是把问题分为更小的子问题。2.步骤分解确定解决问题的各个步骤，并尝试依次解决它，最终解决整个问题，这就是步骤分解。活动三：送货机器人路线问题分解请描述合理规划送货机器人路线的步骤3.查找关键问题当一个复杂的大问题被分解成若干小问题后，需要聚焦并突破其中的关键问题。根据“寻找最短送货路径”的目标，解决“合理规划送货机器人的路线”这个大问题的关键在哪儿呢？认识问题界定。使用流程图来描述火车站检验核对票。认识规模分解和步骤分解，将规划路线问题进行分解。（三）课堂小结，巩固延伸教学内容与活动设计意图1.总结所学，拓展提升总结本课所学2.练一练找一条从温州到上海的最短路径，你会如何分析问题？当堂练习，巩固加深。拓展延伸。 板书设计问题的分解问题的界定问题的分解查找关键问题
