全国江西科学技术版小学信息技术五年级下册第三单元第14课《跨学科主题：解密玩具汉诺塔》教学设计

全国江西科学技术版小学信息技术五年级下册第三单元第14课《跨学科主题：解密玩具汉诺塔》教学设计学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：全国江西科学技术版小学信息技术五年级下册第三单元第14课《跨学科主题：解密玩具汉诺塔》教学设计

2.教学年级和班级：五年级全体学生

3.授课时间：星期三下午第二节课

4.教学时数：1课时

🌟今天咱们要来探索一个有趣的跨学科主题——解密玩具汉诺塔！🔍这节课，我们要一起走进这个古老而神秘的数学游戏，揭开它的神秘面纱。🎨相信通过这节课的学习，同学们不仅会对信息技术有更深入的了解，还能在数学、历史等方面有所收获。💪让我们一起期待这趟奇妙的探索之旅吧！🚀🌈核心素养目标1.培养学生的逻辑思维能力，通过解决汉诺塔问题，让学生学会分析问题、制定解决方案。

2.提升学生的信息意识，让学生认识到信息技术在解决实际问题中的重要性。

3.增强学生的创新精神，鼓励学生在游戏中尝试不同的解决方法，培养他们的创新意识。

4.培养学生的团队合作精神，通过小组合作完成汉诺塔挑战，学会与他人协作解决问题。教学难点与重点1.教学重点：

-理解汉诺塔问题的规则和目标。

-掌握汉诺塔问题的解决步骤和方法。

-通过编程实践，让学生体验算法在解决问题中的应用。

例如，重点在于让学生理解汉诺塔的基本规则，即每次只能移动一个盘子，且大盘子不能放在小盘子上面。在讲解过程中，可以举例说明如何将一个盘子从一根柱子移动到另一根柱子，以及如何逐步增加盘子的数量，让学生逐步理解问题的复杂性。

2.教学难点：

-理解汉诺塔问题的递归性质。

-编写解决汉诺塔问题的算法。

-将算法转换为有效的编程代码。

例如，难点在于帮助学生理解递归的概念，以及如何在编程中实现递归。在讲解递归时，可以以汉诺塔问题为例，解释递归的基本原理，并通过逐步分解问题，让学生看到递归在解决汉诺塔问题中的应用。在编程实践环节，难点可能在于将递归算法转化为Python代码，这里可以通过逐步引导，先让学生写出递归的逻辑结构，再逐步填充具体的代码实现。教学资源-软硬件资源：计算机教室，装有Python编程环境的计算机，投影仪，白板或电子白板。

-课程平台：江西科学技术版小学信息技术课程平台，用于展示教学视频和资源。

-信息化资源：汉诺塔问题的动画演示视频，Python编程教程，相关的教学案例和练习题。

-教学手段：PPT课件，实物玩具汉诺塔模型，教学卡片，编程软件安装包。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

例如，教师可以要求学生观看关于汉诺塔的科普视频，了解其历史背景和基本规则。

-设计预习问题：围绕汉诺塔问题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

例如，教师可以提出：“如何通过编程算法解决汉诺塔问题？”等问题。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

教师可以通过查看学生提交的预习笔记或思维导图来了解预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解汉诺塔的基本规则。

学生通过预习资料了解到汉诺塔的规则，为课堂学习打下基础。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

学生思考如何运用编程思维来解决汉诺塔问题，并记录下自己的疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

学生提交的预习成果可以作为课堂讨论的起点，促进课堂互动。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解汉诺塔问题，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出汉诺塔课题，激发学生的学习兴趣。

教师可以讲述一个关于汉诺塔的故事，让学生对问题产生兴趣。

-讲解知识点：详细讲解汉诺塔问题的递归性质，结合实例帮助学生理解。

教师通过逐步展示递归过程，让学生理解递归在汉诺塔问题中的应用。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握编程技能。

学生分组尝试编写简单的汉诺塔程序，并互相交流。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生在编写程序时遇到的问题，教师及时给予帮助和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

学生在听讲过程中，思考如何将递归应用到编程中。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验汉诺塔知识的应用。

学生通过小组合作，共同解决编程问题。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

学生在讨论中提出自己的想法，并与他人交流。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解汉诺塔问题的递归性质。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握编程技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解汉诺塔问题的递归性质，掌握编程技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据汉诺塔课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

教师可以布置编写一个更复杂的汉诺塔程序的作业。

-提供拓展资源：提供与汉诺塔相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

教师可以推荐一些关于算法和编程的书籍和在线教程。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

教师对学生的作业进行批改，指出不足并提供改进建议。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

学生通过完成作业，巩固课堂上学到的知识。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

学生通过阅读书籍和观看视频，加深对汉诺塔问题的理解。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

学生反思自己的学习过程，总结经验教训，并提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的汉诺塔知识点和编程技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。知识点梳理1.汉诺塔问题的背景与历史

-汉诺塔的起源：介绍汉诺塔问题的起源，以及它在数学和计算机科学中的地位。

-汉诺塔问题的历史演变：从古老的传说到现代的数学问题，展示汉诺塔问题的发展历程。

2.汉诺塔问题的基本规则

-盘子的移动：阐述汉诺塔问题中盘子移动的基本规则，包括每次只能移动一个盘子，大盘子不能放在小盘子上面。

-柱子的使用：介绍汉诺塔问题中三根柱子的作用，以及它们在游戏过程中的变化。

3.汉诺塔问题的解决策略

-递归算法：解释递归算法在解决汉诺塔问题中的应用，包括递归的基本原理和递归函数的设计。

-分解法：介绍分解法在解决汉诺塔问题中的应用，将问题分解为更小的子问题，逐步解决。

4.汉诺塔问题的编程实现

-Python编程语言：介绍Python编程语言的基本语法和特点，为编程实现汉诺塔问题奠定基础。

-控制结构：讲解Python中的控制结构，如循环、条件语句等，用于实现汉诺塔问题的算法。

-函数和模块：介绍Python中的函数和模块，用于组织代码和实现复用。

5.汉诺塔问题的扩展与应用

-汉诺塔问题的变体：介绍汉诺塔问题的变体，如多根柱子、不同大小的盘子等，拓展学生的思维。

-汉诺塔问题的应用：探讨汉诺塔问题在现实生活中的应用，如编程算法设计、问题解决策略等。

6.汉诺塔问题的教学意义

-培养学生的逻辑思维能力：通过解决汉诺塔问题，让学生学会分析问题、制定解决方案。

-提升学生的信息意识：让学生认识到信息技术在解决实际问题中的重要性。

-增强学生的创新精神：鼓励学生在游戏中尝试不同的解决方法，培养他们的创新意识。

-培养学生的团队合作精神：通过小组合作完成汉诺塔挑战，学会与他人协作解决问题。

7.汉诺塔问题的教学实施

-课前自主探索：通过发布预习任务、设计预习问题、监控预习进度等环节，引导学生自主思考。

-课中强化技能：通过导入新课、讲解知识点、组织课堂活动、解答疑问等环节，帮助学生掌握技能。

-课后拓展应用：通过布置作业、提供拓展资源、反馈作业情况等环节，巩固学习效果。

8.汉诺塔问题的评价与反思

-评价方式：介绍对汉诺塔问题学习的评价方式，如课堂表现、作业完成情况、小组合作等。

-反思总结：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学结合：在讲解汉诺塔问题时，我尝试引入实际案例，如历史故事、现实生活中的应用等，让学生在具体情境中理解抽象的数学问题，这样的教学方法能够激发学生的兴趣，提高他们的学习积极性。

2.互动式学习：我尝试在课堂上增加互动环节，比如小组讨论、编程挑战等，让学生在合作中学习，这样可以培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生基础差异：我发现学生在信息技术基础和编程能力上存在较大差异，这导致在课堂上，部分学生能够跟上进度，而另一些学生则感到困难重重。这种差异影响了整体的教学效果。

2.教学深度不足：在讲解递归算法时，我发现学生对递归的理解不够深入，可能是因为我没有足够的时间或者方法来深入浅出地讲解这一概念。

3.评价方式单一：目前我主要依靠作业和课堂表现来评价学生的学习情况，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习成果，特别是在编程技能的培养上。

反思改进措施（三）改进措施

1.个性化教学：针对学生基础差异，我计划在课前进行基础水平的评估，并根据评估结果进行分层教学，为不同水平的学生提供个性化的学习材料和指导。

2.深化教学内容：为了帮助学生更好地理解递归算法，我计划在课堂上增加更多的实例和练习，同时利用动画或模拟软件来直观展示递归的过程，帮助学生建立直观的理解。

3.多元化评价方式：我计划引入更多的评价方式，比如编程项目展示、同伴互评等，这样可以从多个角度评价学生的学习成果，特别是编程技能的提升。此外，我还将鼓励学生自我评价和反思，以促进他们的自我成长。板书设计①汉诺塔问题概述

-汉诺塔的起源与历史

-三根柱子与盘子

-汉诺塔问题的基本规则

②汉诺塔问题的解决策略

-递归算法的基本原理

-递归函数的设计与实现

-分解法在汉诺塔问题中的应用

③Python编程实现汉诺塔

-Python编程语言基础

-控制结构：循环、条件语句

-函数和模块的使用

④汉诺塔问题的扩展与应用

-汉诺塔问题的变体

-汉诺塔问题的实际应用

⑤教学活动与评价

-课前自主探索活动

-课中互动式学习活动

-课后拓展应用与作业布置

⑥教学反思与改进

-学生基础差异的应对策略

-教学内容深化的方法

-评价方式的多元化典型例题讲解1.例题一：汉诺塔问题的递归算法实现

-题目：编写一个Python函数，实现汉诺塔问题的递归算法，将n个盘子从A柱子移动到C柱子，B柱子作为辅助柱子。

-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：这个递归函数首先检查盘子数量是否为1，如果是，则直接打印移动指令。如果不是，则先递归地将n-1个盘子从源柱子移动到辅助柱子，然后移动最大的盘子到目标柱子，最后再次递归地将n-1个盘子从辅助柱子移动到目标柱子。

2.例题二：汉诺塔问题的非递归算法实现

-题目：编写一个Python函数，实现汉诺塔问题的非递归算法，将n个盘子从A柱子移动到C柱子，B柱子作为辅助柱子。

-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：这个非递归算法使用栈来模拟递归过程，通过不断将子问题压入栈中，直到问题简化为单个盘子移动，然后依次解决。

3.例题三：汉诺塔问题的动画演示

-题目：编写一个Python脚本，使用turtle库实现汉诺塔问题的动画演示。

-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：这个脚本使用turtle库来绘制和移动盘子，实现汉诺塔问题的动画演示。

4.例题四：汉诺塔问题的最优解

-题目：编写一个Python函数，计算汉诺塔问题的最优解，即移动次数最少的情况。

-答案：

```python

defoptimal_hanoi_moves(n):

return2**n-1

print(optimal_hanoi_moves(3))

```

-解析：汉诺塔问题的最优解是移动次数为2^n-1，其中n是盘子的数量。

5.例题五：汉诺塔问题的变体

-题目：编写一个Python函数，实现汉诺塔问题的变体，允许每次移动多个盘子，而不是只能移动一个盘子。

-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