内容正文:
第3课 游戏体验寻规律
五年级 第一单元 无处不在的算法
1.能理解汉诺塔游戏的基本规则和操作步骤,识别出影响游戏进程的关键信息;
2.能运用抽象思维将汉诺塔问题简化为一个可计算的数学模型,通过提出问题、分析问题、操作验证、探究规律等过程,找到解决汉诺塔问题的最优算法;
3.能理解并应用递归思想,将复杂问题分解为相似但规模更小的子问题来解决。
学习目标
你能从视频中获取哪些信息?
提出问题
分析问题
1. 每次只能移动一个圆盘。
汉诺塔游戏规则
1. 每次只能移动一个圆盘。
2. 在移动过程中,无论哪根柱子,大圆盘都不能在小圆盘的上面。
汉诺塔游戏规则
分析问题
64层圆盘按照规则进行移动,需要多长时间?
提出问题
1层汉诺塔可以怎样移动?
操作验证
汉诺塔游戏体验
2层汉诺塔可以怎样移动?
(请同桌之间讨论,并将移动过程记录在学习单上)
操作验证
3层汉诺塔怎样移动步数才是最少的呢?
(请将移动过程记录在学习单上)
汉诺塔游戏体验
操作验证
小组讨论:3层汉诺塔和2层汉诺塔的移动有哪些相似之处?
操作验证
3步
1步
3步
操作验证
小组讨论:3层汉诺塔和2层汉诺塔的移动有哪些相似之处?
小组讨论:4层汉诺塔怎样移动步数才是最少的呢?
它和3层汉诺塔的移动有哪些相似之处?
汉诺塔游戏体验
操作验证
对比1层、2层、3层、4层汉诺塔的移动,我们发现:
探究规律
请思考:n层汉诺塔怎样移动步数才是最少的呢?
探究规律
n层汉诺塔分析
n层移动
n-1层移动
n-1层移动
底盘移动
n-2层移动
n-2层移动
底盘移动
n-2层移动
n-2层移动
底盘移动
探究规律
请思考:n层汉诺塔怎样移动步数才是最少的呢?
如果用f(n)代表移动n层所需的最少步数,f(n-1)表示移动(n-1)层所需的最少步数。那f(n)和f(n-1)之间有什么样的关系呢?
探究规律
64层汉诺塔的问题应该如何解决?
知识小百科:
移动64层汉诺塔最少需要1844 6744 0737 0955 1615次,
换算成时间大概是5845.54 亿年!
探究规律
递归算法:直接或间接地调用自己
递归算法是一种通过重复,将问题分解为同类的子问题而去解决问题的方法。它通常把一个大型复杂的问题层层转化,变成一个个与原问题相似,但规模较小的问题来求解。
课堂小结
生活中还有哪些场景也运用了递归算法呢?
课堂小结
1.制作要求:请利用日常生活中的各种材料,制作一套汉诺塔模型,模型需包含三根稳固的柱子及一系列大小递减的圆盘。
2.展示与讲解:请利用周末的时间,向家长或朋友展示你的汉诺塔模型,并进行详细的讲解。
创意制作与讲解汉诺塔
实践作业
$$