1、第11课问题的抽象教学设计【课标内容要求】了解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。【教学内容分析】问题的抽象以2022年版义务教育信息科技课程标准为依据，是根据其课程内容中的第三学段“身边的算法”模块进行设计的教学内容。本课的主要内容是认识抽象及抽象的方法等，结合问题的明确与模型的建立，为算法的设计等奠定基础，构成用算法解决问题大单元。在信息科技领域，将事物的关键要素抽象出来，有利于算法设计，其抽象过程是一个不断舍弃不重要的细节，将复杂问题简化形式化表达的过程，也是通过多种抽象方法一步步确立关键规则、数据等要素的过程。【教学目标
2、】1.认识抽象，了解用算法解决问题时的不同抽象形式。2.在实践中初步学会算法解决问题时涉及的图的抽象、规则的抽象及变量的抽象等方法。3.体会抽象的作用与意义。重点：认识抽象并初步掌握用算法解决问题时涉及的抽象的方法（包括图的抽象、规则的抽象及变量的抽象）。理由：抽象作为计算思维的要素之一，是问题解决的思维基础，值得我们深入思考与关注。难点：抽象的方法。理由：抽象时需要识别的关键是什么？在不同问题解决中识别的关键是不同的，并没有定式，因此需要引导学生进行一系列的探究活动，从普遍的现象中领悟到其中蕴含的思维规律。【核心素养指向】认识并初步掌握在问题解决中涉及的抽象这一思维活动，发展计算思维，提高用
3、计算机科学领域的思想方法解决问题的能力，为更好地利用信息科技解决问题奠定思维基础。结合问题的分解与模型的建立，在一定的活动情境中，能对简单问题进行抽象、分解、建模，制定简单的解决方案。【学情分析】本课的授课对象是五年级的学生，通过第一单元算法与算法的表示、第二单元算法的控制结构的学习，学生初步感受如何用算法来解决生活实际问题，为本单元包括本课的学习奠定了良好的知识基础。此前绝大部分学生对抽象的认知仅仅局限于美术学科上的抽象画，但其实从古至今从学习到生活，我们的身边有各种各样的抽象，包括图形的抽象、概念的抽象、数的抽象等等。虽然抽象无时无刻无处不在，但是学生从未系统地学习如何抽象，结合本单元项目
4、案例规划校园送货机器人的最短路径问题，学生在实践中初步学会用算法解决问题时涉及的抽象方法，包括图的抽象、规则的抽象及变量的抽象。【设计构想】1.整体设想在教材第一部分“认识抽象”阶段：由现实生活中各种各样的抽象导入，从古到今，从学习到生活，娓娓道来，结合各种图形的抽象、概念的抽象、数的抽象的PPT展示，跳出狭隘的美术学科上的抽象画得认识，体会抽象无时无刻无处不在，并形成对抽象的初步认知识别关键，过滤所有不必要的信息。在教材第二部分“抽象的过程”阶段：结合时下热点人工智能技术与无人驾驶技术，请孩子们担任小小算法设计师规划送货机器人的路线，从“图的抽象”到“规则的抽象”，再至“量的抽象”，为后续问
5、题的解决提供了思维基础。2.教法学法项目式教学：结合本单元项目案例规划校园送货机器人的最短路径问题，学生在实践中初步学会用算法解决问题时涉及的抽象方法，包括图的抽象、规则的抽象及变量的抽象。3.情境与任务随着人工智能、无人驾驶技术的发展，送货机器人小车的发明和应用，给人们的生活带来了不少便捷。想象一下，如果学校也有送货机器人是一个怎么样的体验，我们可以让它帮忙做些什么呢？接着出示任务描述：学校到了最新一批教材，需要从仓库运送到信息科技教室，请小小算法设计师合理规划送货机器人的路线。4.学生活动学生担任小小算法设计师规划送货机器人的路线，从“图的抽象”到“规则的抽象”，再至“量的抽象”，为用算法
6、解决问题提供思维基础。5.核心素养的落实在实践中初步学会算法解决问题时涉及图的抽象、规则的抽象及变量的抽象等方法，发展计算思维，为算法的设计奠定基础，提高用计算机科学领域的思想方法解决问题的能力。6.评价设计在课堂教学过程中实时观察学生的学习单及任务完成情况，了解学生的学习情况，获得学生的学习反馈。观察学生课堂举手发言情况及是否能提出有深度的问题。根据学生课后练习（在指挥机器人画正六边形问题中，如何进行规则的抽象和变量的抽象呢？）完成情况，掌握学生对所学知识的理解和应用情况。【教学环境及资源准备】教学环境：具备黑板、多媒体设备、实物展台的教室。教学素材：教学课件、活动1-3记录卡、学习单。【教
7、学活动设计】学习任务（各环节）学习过程设计意图（写出一个环节的设计意图，包括：本环用时（单位：分钟）教师活动学生活动节学生学习情况的检测，核心素养的渗透，重难点的落实）第一环节：从生活中各种各样的抽象导入谈话引入：你听说过抽象吗？在哪里听说过？教师示证：从学习到生活，我们的身边有各种各样的抽象。学生谈谈自己对抽象的认识。学生体会抽象无时无刻无处不在，并形成对抽象的初步认知识别关键，过滤所有不必要的信息。由现实生活中各种各样的抽象导入，从古到今，从学习到生活，娓娓道来，结合各种图形的抽象、概念的抽象、数的抽象的PPT展示，跳出狭隘的美术学科上的抽象画得认识，体会抽象无时无刻无处不在，并形成对抽象
8、的初步认知识别关键，过滤所有不必要的信息。5分钟第二环节：在活动中体会教师引导：在信息科技领域用算法来解决问题时，我们最终要把事物抽象学生的思维从生活中的抽象过渡到算法中的抽象。同桌合作，学生在体对同桌开展不同情境下算法解决问题的抽象，总结抽象的针对性，意会抽象时一定10分钟抽象的含义与方法成数据来表达。设置活动引导学生“对同一个对象人有哪些抽象结果？为什么用一个对象，抽象的结果却不相同？”验中自我领悟“算法解决的问题不同，抽象的结果也是不一样的”。要求我们在抽象的时候要根据问题解决的目的来识别关键进行抽象。要“根据目的”来识别关键。第三环节：结合单元项目案例学习抽象方法引入项目情境：随着人工
9、智能、无人驾驶技术的发展，送货机器人小车的发明和应用，给人们的生活带来了不少便捷。想象一下，如果学校也有送货机器人是一个怎么样的体验，我们可以让它帮忙做些什么呢？学生引入情境，畅想智能送货机器人能给我们带来什么便利。结合本单元项目案例规划校园送货机器人的最短路径问题，学生在实践中学习算法解决问题时涉及的图的抽象、规则的抽象及变量的抽象等方法。接着出示任务描述：学校到了最新一批教材，需要从仓库运送到信息科技教室，请小小算法设计师合理规划送货机器人的路线。（一）图的抽象：教师引导“现实生活中的学校里面有建筑、同学和老师、绿化、道路等等，如何得到抽象的简化地图呢？”先请学生找一找哪些是必要的细节。接
10、着请学生同桌合作探索尝试将此真实问题进行简易的形式化表达。最后交流总结：图的抽象可以根据问题解决的目标，找到实景地图的关键节点，并用过点、线结合的方式展示必要的地图细节。学生交流讨论后得出：必要的细节为“关键点的位置”、“建筑之间是否存在道路”这两点。学生在探索中领悟：可以用节点表示建筑的位置，用线段表示建筑之间是否存在道路。学生强化结论。（二）规则的抽象：教师讲解“规则的抽象就是从现实事物的描述中梳理和抽象出算法可以规则控制执行的规则。”在求解最短路径问题中，以“最短路径判断的条件学生借助学习单，小组讨论得到具体的规则分别为：“距离数值两两比较，将最小值确定为最短距是什么？”、“怎么得到每条
11、路线的距离？”问题为讨论点，师生交流具体的规则。最后教师总结讲解：梳理和描述出算法可以控制执行的规则就是规则的抽象。离”、“将各分段路线距离相加。（三）变量的抽象：“在信息科技领域用算法来解决问题时，我们最终要把事物抽象成数据来表达，并用变量来表示。求最短路程的算法，需要抽象出什么数据呢？你会怎么用变量表示？”学生在交流中得到需要把每段路抽象为“路程”这一数据，并用变量表示。接着在此基础上尝试让学生举一反三“如果结合机器人的行进速度，需要把每段路抽象为什么数据呢？”学生不仅熟练了变量的抽象，也在此领悟问题不同需要抽象出的变量不同。第四环节：课堂小结先带领回顾今天的学习。接着教师引导学生今后面对问题可以如何处理“面对一些现实问题时，我们常常束手无策。如果这时能抽象化简，可以为问题的破解提供思维基础。学会如何抽象，学会如何抽象，便可以让我们将日常生活中的问题转化为计算机可以理解、加工的形式，进而用信息科技的手段高效破解问题，提升效率，达成目标。”梳理本课知识点。学生明白学习抽象的意义，提高用信息科技学科的思想与方法解决生活问题的能力。该环节在回顾今天的学习后，教师引导学生今后面对问题可以如何处理，帮助学生明白学习抽象的意义，提高用信息科技学科的思想与方法解决生活问题的能力。【板书设计】
