全國江西科學(xué)技術(shù)版小學(xué)信息技術(shù)五年級下冊第三單元第14課《跨學(xué)科主題：解密玩具漢諾塔》教學(xué)設(shè)計

全國江西科學(xué)技術(shù)版小學(xué)信息技術(shù)五年級下冊第三單元第14課《跨學(xué)科主題：解密玩具漢諾塔》教學(xué)設(shè)計學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：全國江西科學(xué)技術(shù)版小學(xué)信息技術(shù)五年級下冊第三單元第14課《跨學(xué)科主題：解密玩具漢諾塔》教學(xué)設(shè)計

2.教學(xué)年級和班級：五年級全體學(xué)生

3.授課時間：星期三下午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時

??今天咱們要來探索一個有趣的跨學(xué)科主題——解密玩具漢諾塔！??這節(jié)課，我們要一起走進(jìn)這個古老而神秘的數(shù)學(xué)游戲，揭開它的神秘面紗。??相信通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們不僅會對信息技術(shù)有更深入的了解，還能在數(shù)學(xué)、歷史等方面有所收獲。??讓我們一起期待這趟奇妙的探索之旅吧！????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，通過解決漢諾塔問題，讓學(xué)生學(xué)會分析問題、制定解決方案。

2.提升學(xué)生的信息意識，讓學(xué)生認(rèn)識到信息技術(shù)在解決實際問題中的重要性。

3.增強學(xué)生的創(chuàng)新精神，鼓勵學(xué)生在游戲中嘗試不同的解決方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。

4.培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，通過小組合作完成漢諾塔挑戰(zhàn)，學(xué)會與他人協(xié)作解決問題。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-理解漢諾塔問題的規(guī)則和目標(biāo)。

-掌握漢諾塔問題的解決步驟和方法。

-通過編程實踐，讓學(xué)生體驗算法在解決問題中的應(yīng)用。

例如，重點在于讓學(xué)生理解漢諾塔的基本規(guī)則，即每次只能移動一個盤子，且大盤子不能放在小盤子上面。在講解過程中，可以舉例說明如何將一個盤子從一根柱子移動到另一根柱子，以及如何逐步增加盤子的數(shù)量，讓學(xué)生逐步理解問題的復(fù)雜性。

2.教學(xué)難點：

-理解漢諾塔問題的遞歸性質(zhì)。

-編寫解決漢諾塔問題的算法。

-將算法轉(zhuǎn)換為有效的編程代碼。

例如，難點在于幫助學(xué)生理解遞歸的概念，以及如何在編程中實現(xiàn)遞歸。在講解遞歸時，可以以漢諾塔問題為例，解釋遞歸的基本原理，并通過逐步分解問題，讓學(xué)生看到遞歸在解決漢諾塔問題中的應(yīng)用。在編程實踐環(huán)節(jié)，難點可能在于將遞歸算法轉(zhuǎn)化為Python代碼，這里可以通過逐步引導(dǎo)，先讓學(xué)生寫出遞歸的邏輯結(jié)構(gòu)，再逐步填充具體的代碼實現(xiàn)。教學(xué)資源-軟硬件資源：計算機教室，裝有Python編程環(huán)境的計算機，投影儀，白板或電子白板。

-課程平臺：江西科學(xué)技術(shù)版小學(xué)信息技術(shù)課程平臺，用于展示教學(xué)視頻和資源。

-信息化資源：漢諾塔問題的動畫演示視頻，Python編程教程，相關(guān)的教學(xué)案例和練習(xí)題。

-教學(xué)手段：PPT課件，實物玩具漢諾塔模型，教學(xué)卡片，編程軟件安裝包。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

例如，教師可以要求學(xué)生觀看關(guān)于漢諾塔的科普視頻，了解其歷史背景和基本規(guī)則。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞漢諾塔問題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

例如，教師可以提出：“如何通過編程算法解決漢諾塔問題？”等問題。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

教師可以通過查看學(xué)生提交的預(yù)習(xí)筆記或思維導(dǎo)圖來了解預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解漢諾塔的基本規(guī)則。

學(xué)生通過預(yù)習(xí)資料了解到漢諾塔的規(guī)則，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

學(xué)生思考如何運用編程思維來解決漢諾塔問題，并記錄下自己的疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

學(xué)生提交的預(yù)習(xí)成果可以作為課堂討論的起點，促進(jìn)課堂互動。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解漢諾塔問題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出漢諾塔課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教師可以講述一個關(guān)于漢諾塔的故事，讓學(xué)生對問題產(chǎn)生興趣。

-講解知識點：詳細(xì)講解漢諾塔問題的遞歸性質(zhì)，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

教師通過逐步展示遞歸過程，讓學(xué)生理解遞歸在漢諾塔問題中的應(yīng)用。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論、角色扮演、實驗等活動，讓學(xué)生在實踐中掌握編程技能。

學(xué)生分組嘗試編寫簡單的漢諾塔程序，并互相交流。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生在編寫程序時遇到的問題，教師及時給予幫助和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

學(xué)生在聽講過程中，思考如何將遞歸應(yīng)用到編程中。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、角色扮演、實驗等活動，體驗漢諾塔知識的應(yīng)用。

學(xué)生通過小組合作，共同解決編程問題。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

學(xué)生在討論中提出自己的想法，并與他人交流。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解漢諾塔問題的遞歸性質(zhì)。

-實踐活動法：設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中掌握編程技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解漢諾塔問題的遞歸性質(zhì)，掌握編程技能。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)漢諾塔課題，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

教師可以布置編寫一個更復(fù)雜的漢諾塔程序的作業(yè)。

-提供拓展資源：提供與漢諾塔相關(guān)的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

教師可以推薦一些關(guān)于算法和編程的書籍和在線教程。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行批改，指出不足并提供改進(jìn)建議。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

學(xué)生通過完成作業(yè)，鞏固課堂上學(xué)到的知識。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

學(xué)生通過閱讀書籍和觀看視頻，加深對漢諾塔問題的理解。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，并提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的漢諾塔知識點和編程技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。知識點梳理1.漢諾塔問題的背景與歷史

-漢諾塔的起源：介紹漢諾塔問題的起源，以及它在數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)中的地位。

-漢諾塔問題的歷史演變：從古老的傳說到現(xiàn)代的數(shù)學(xué)問題，展示漢諾塔問題的發(fā)展歷程。

2.漢諾塔問題的基本規(guī)則

-盤子的移動：闡述漢諾塔問題中盤子移動的基本規(guī)則，包括每次只能移動一個盤子，大盤子不能放在小盤子上面。

-柱子的使用：介紹漢諾塔問題中三根柱子的作用，以及它們在游戲過程中的變化。

3.漢諾塔問題的解決策略

-遞歸算法：解釋遞歸算法在解決漢諾塔問題中的應(yīng)用，包括遞歸的基本原理和遞歸函數(shù)的設(shè)計。

-分解法：介紹分解法在解決漢諾塔問題中的應(yīng)用，將問題分解為更小的子問題，逐步解決。

4.漢諾塔問題的編程實現(xiàn)

-Python編程語言：介紹Python編程語言的基本語法和特點，為編程實現(xiàn)漢諾塔問題奠定基礎(chǔ)。

-控制結(jié)構(gòu)：講解Python中的控制結(jié)構(gòu)，如循環(huán)、條件語句等，用于實現(xiàn)漢諾塔問題的算法。

-函數(shù)和模塊：介紹Python中的函數(shù)和模塊，用于組織代碼和實現(xiàn)復(fù)用。

5.漢諾塔問題的擴展與應(yīng)用

-漢諾塔問題的變體：介紹漢諾塔問題的變體，如多根柱子、不同大小的盤子等，拓展學(xué)生的思維。

-漢諾塔問題的應(yīng)用：探討漢諾塔問題在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，如編程算法設(shè)計、問題解決策略等。

6.漢諾塔問題的教學(xué)意義

-培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力：通過解決漢諾塔問題，讓學(xué)生學(xué)會分析問題、制定解決方案。

-提升學(xué)生的信息意識：讓學(xué)生認(rèn)識到信息技術(shù)在解決實際問題中的重要性。

-增強學(xué)生的創(chuàng)新精神：鼓勵學(xué)生在游戲中嘗試不同的解決方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。

-培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神：通過小組合作完成漢諾塔挑戰(zhàn)，學(xué)會與他人協(xié)作解決問題。

7.漢諾塔問題的教學(xué)實施

-課前自主探索：通過發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)、設(shè)計預(yù)習(xí)問題、監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度等環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-課中強化技能：通過導(dǎo)入新課、講解知識點、組織課堂活動、解答疑問等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生掌握技能。

-課后拓展應(yīng)用：通過布置作業(yè)、提供拓展資源、反饋作業(yè)情況等環(huán)節(jié)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

8.漢諾塔問題的評價與反思

-評價方式：介紹對漢諾塔問題學(xué)習(xí)的評價方式，如課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、小組合作等。

-反思總結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)結(jié)合：在講解漢諾塔問題時，我嘗試引入實際案例，如歷史故事、現(xiàn)實生活中的應(yīng)用等，讓學(xué)生在具體情境中理解抽象的數(shù)學(xué)問題，這樣的教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。

2.互動式學(xué)習(xí)：我嘗試在課堂上增加互動環(huán)節(jié)，比如小組討論、編程挑戰(zhàn)等，讓學(xué)生在合作中學(xué)習(xí)，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和解決問題的能力。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生基礎(chǔ)差異：我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在信息技術(shù)基礎(chǔ)和編程能力上存在較大差異，這導(dǎo)致在課堂上，部分學(xué)生能夠跟上進(jìn)度，而另一些學(xué)生則感到困難重重。這種差異影響了整體的教學(xué)效果。

2.教學(xué)深度不足：在講解遞歸算法時，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對遞歸的理解不夠深入，可能是因為我沒有足夠的時間或者方法來深入淺出地講解這一概念。

3.評價方式單一：目前我主要依靠作業(yè)和課堂表現(xiàn)來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這種評價方式可能無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，特別是在編程技能的培養(yǎng)上。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.個性化教學(xué)：針對學(xué)生基礎(chǔ)差異，我計劃在課前進(jìn)行基礎(chǔ)水平的評估，并根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行分層教學(xué)，為不同水平的學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)材料和指導(dǎo)。

2.深化教學(xué)內(nèi)容：為了幫助學(xué)生更好地理解遞歸算法，我計劃在課堂上增加更多的實例和練習(xí)，同時利用動畫或模擬軟件來直觀展示遞歸的過程，幫助學(xué)生建立直觀的理解。

3.多元化評價方式：我計劃引入更多的評價方式，比如編程項目展示、同伴互評等，這樣可以從多個角度評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，特別是編程技能的提升。此外，我還將鼓勵學(xué)生自我評價和反思，以促進(jìn)他們的自我成長。板書設(shè)計①漢諾塔問題概述

-漢諾塔的起源與歷史

-三根柱子與盤子

-漢諾塔問題的基本規(guī)則

②漢諾塔問題的解決策略

-遞歸算法的基本原理

-遞歸函數(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)

-分解法在漢諾塔問題中的應(yīng)用

③Python編程實現(xiàn)漢諾塔

-Python編程語言基礎(chǔ)

-控制結(jié)構(gòu)：循環(huán)、條件語句

-函數(shù)和模塊的使用

④漢諾塔問題的擴展與應(yīng)用

-漢諾塔問題的變體

-漢諾塔問題的實際應(yīng)用

⑤教學(xué)活動與評價

-課前自主探索活動

-課中互動式學(xué)習(xí)活動

-課后拓展應(yīng)用與作業(yè)布置

⑥教學(xué)反思與改進(jìn)

-學(xué)生基礎(chǔ)差異的應(yīng)對策略

-教學(xué)內(nèi)容深化的方法

-評價方式的多元化典型例題講解1.例題一：漢諾塔問題的遞歸算法實現(xiàn)

-題目：編寫一個Python函數(shù)，實現(xiàn)漢諾塔問題的遞歸算法，將n個盤子從A柱子移動到C柱子，B柱子作為輔助柱子。

-答案：

```python

defhanoi(n,source,target,auxiliary):

ifn==1:

print(f"Movedisk1from{source}to{target}")

return

hanoi(n-1,source,auxiliary,target)

print(f"Movedisk{n}from{source}to{target}")

hanoi(n-1,auxiliary,target,source)

hanoi(3,'A','C','B')

```

-解析：這個遞歸函數(shù)首先檢查盤子數(shù)量是否為1，如果是，則直接打印移動指令。如果不是，則先遞歸地將n-1個盤子從源柱子移動到輔助柱子，然后移動最大的盤子到目標(biāo)柱子，最后再次遞歸地將n-1個盤子從輔助柱子移動到目標(biāo)柱子。

2.例題二：漢諾塔問題的非遞歸算法實現(xiàn)

-題目：編寫一個Python函數(shù)，實現(xiàn)漢諾塔問題的非遞歸算法，將n個盤子從A柱子移動到C柱子，B柱子作為輔助柱子。

-答案：

```python

defhanoi_non_recursive(n,source,target,auxiliary):

moves=[]

stack=[(n,source,target,auxiliary)]

whilestack:

n,source,target,auxiliary=stack.pop()

ifn==1:

moves.append(f"Movedisk1from{source}to{target}")

else:

stack.append((n-1,auxiliary,target,source))

stack.append((1,source,target,auxiliary))

stack.append((n-1,source,auxiliary,target))

returnmoves

moves=hanoi_non_recursive(3,'A','C','B')

formoveinmoves:

print(move)

```

-解析：這個非遞歸算法使用棧來模擬遞歸過程，通過不斷將子問題壓入棧中，直到問題簡化為單個盤子移動，然后依次解決。

3.例題三：漢諾塔問題的動畫演示

-題目：編寫一個Python腳本，使用turtle庫實現(xiàn)漢諾塔問題的動畫演示。

-答案：

```python

importturtle

defdraw_disk(t,radius,color):

t.fillcolor(color)

t.begin_fill()

t.circle(radius)

t.end_fill()

defmove_disk(t,x,y,radius):

t.penup()

t.goto(x,y)

t.pendown()

draw_disk(t,radius,'blue')

defhanoi_animation(n,source,target,auxiliary):

screen=turtle.Screen()

t=turtle.Turtle()

t.speed(0)

radius=20

space=50

x=-2*space

foriinrange(n,0,-1):

move_disk(t,x,-2*radius,radius)

x+=space

hanoi(n,source,target,auxiliary,t,x,-2*radius,radius)

turtle.done()

defhanoi(n,source,target,auxiliary,t,x,y,radius):

ifn==1:

move_disk(t,x,y,radius)

return

hanoi(n-1,source,target,auxiliary,t,x,y,radius)

move_disk(t,x,y,radius)

hanoi(n-1,auxiliary,target,source,t,x,y,radius)

hanoi_animation(3,'A','C','B')

```

-解析：這個腳本使用turtle庫來繪制和移動盤子，實現(xiàn)漢諾塔問題的動畫演示。

4.例題四：漢諾塔問題的最優(yōu)解

-題目：編寫一個Python函數(shù)，計算漢諾塔問題的最優(yōu)解，即移動次數(shù)最少的情況。

-答案：

```python

defoptimal_hanoi_moves(n):

return2**n-1

print(optimal_hanoi_moves(3))

```

-解析：漢諾塔問題的最優(yōu)解是移動次數(shù)為2^n-1，其中n是盤子的數(shù)量。

5.例題五：漢諾塔問題的變體

-題目：編寫一個Python函數(shù)，實現(xiàn)漢諾塔問題的變體，允許每次移動多個盤子，而不是只能移動一個盤子。

-答案：

```python

defhanoi_variable_moves(n,moves):

ifn==1:

return[f"Move{moves}disksfromAtoC"]

moves=moves-1

returnhanoi_variable_moves(n-1,moves)+[f"Move{moves}disksfromAtoC"]+hanoi_variable_moves(n-1,mov