中小学教育资源及组卷应用平台 第26课 寻找最短的路径 教学设计 课题 寻找最短的路径 单元 第七单元 学科 信息科技 年级 五年级 教材分析 【学情分析】在前面单元中，学生学习了一些常见的算法，对分析问题、算法描述和用程序实现算法有了一定的了解。本单元旨在引导学生学习更多的算法，但基于学生的认知基础、课时等原因，这里只列举两种常见的算法—规划算法和网页排名算法。首先，规划思想是人们思考问题、解决问题的一种重要方式，体现了人类的智慧。基于规划思想的规划算法广泛存在于社会生活中。例如，工业制造、农业生产、交通运输、航空航天以及药品研发、艺术设计等领域，都可以利用计算机解决一些人解决起来较困难的规划问题。规划算法通常用于确定一系列动作或决策，以从给定的一组初始状态到达目标状态。一般涉及对系统行为的预测和控制，以优化某种性能指标，如时间、成本、效率或质量等。动态规划通过将原问题分解为若干个小问题，在逐步解决小问题的过程中解决原问题，这一过程中可以避免重复计算，从而提高算法效率，适用于具有重叠子问题和最优子结构的问题。智能规划利用计算机技术实现智能化的生产、运转过程，它涉及很多算法，如遗传算法、模糊理论和人工神经网络等。这些算法可以自动控制各类信息系统完成各种任务，提升工作效率和质量。路径规划算法用于确定从起点到终点的最佳路径，常用于智能汽车、智能机器人以及物流配送等。计算思维主要分为四个基本步骤：分解、模式识别、抽象和算法。分解就是将复杂的、庞大的问题分解成若干小问题，并分别通过问题抽象、算法设计等逐个解决，这其中就包含了规划算法思想。网页排名是指搜索引擎根据一系列因素对网页的重要性和相关性进行评估，并将这些网页按照一定的顺序排列出来。网页排名算法是用于评估网页并决定其在搜索引擎或其他应用软件中呈现顺序的规则和方法。本单元从实际问题情境出发，在引导学生分解问题、简化问题的基础上，感受用相关算法解决问题的过程，培养解决问题的意识和能力。【内容结构】 学习目标 1. 信息意识：在问题求解过程中，有意识地寻求恰当的算法解决问题，尝试利用算法解决现实生活中的问题。2. 计算思维：在一定的活动情境中，能够对简单的问题进行抽象、分解、建模，制订相应的解决方案。3. 数字化学习与创新：按照任务需求，运用信息科技获取、加工、管理学习资源，开展数字化探究和创新活动。4. 信息社会责任：知道实际应用中的算法一般都存在某些局限，增强在信息社会中的责任担当和正确应对能力。 重点 寻找最短路径的算法描述。 难点 寻找最短路径的算法描述。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 激趣导入 【生活情境导入】同学们，大家有没有打车的经历呢？比如在一个陌生的城市里，司机叔叔要开车去一个地方，他打开导航软件，输入起点和终点后，导航软件很快就为他规划出了一条最短的路线。【想一想】你们知道导航软件是怎么做到的吗？它背后运用了什么神奇的算法呢？引出本节课的主题 ——— 寻找最短路径的算法。 思考、注意 吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，引发学生思考。 学习活动 【学习活动1】一、学习探究日常生活中，人们出门时，常常用导航软件查询线路并选择到达目的地的方式。本课通过在一个简单地图上寻找最短的路径，体会相关的算法。有一个街道地图，共有9个地点，路线正好能形成2行2列的网格。其中，每个点可以对应到不同地点。例如，起点是家，终点是学校，中间有超市、体育馆、公园、书店、博物馆等。每条边上的数代表走这条路需要用的时间，如 3 代表 3 分钟。这些道路都是单行线，在图上只能从左往右走或者从上往下走，不能反方向走。【试一试】计算从起点走到终点的最短时 ... ...
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