第三单元第2课 棋盘覆盖中的分治（教学设计）信息科技苏科版五年级上册（新教材）

第2课 棋盘覆盖中的分治 教学设计 课题 第2课《棋盘覆盖中的分治》 单元 三单元 学科 信息技术 年级 五年级 学习 目标 【核心素养】 信息意识：   认识到将复杂问题分解为小问题处理的思想在生活和科技中的普遍性，理解分治策略的价值。 计算思维：  掌握分治算法的核心思想与“分解—解决—合并”三个步骤，能将其应用于分析实际问题。 数字化学习与创新： 在解决棋盘覆盖、排序等问题中体验分治策略，尝试用图形化工具模拟分治过程，培养系统性解决问题的能力。 信息社会责任： 理解分治思想在团队协作、项目管理中的意义，培养合作与担当的意识。 【教学目标】 知识与技能：  理解分治算法的定义与适用场景，掌握其“分解—解决—合并”的核心步骤。 过程与方法： 通过4×4、8×8棋盘覆盖任务，体验将大问题分解为相同小问题的过程，学会用分治思想解决排序、赛程编排等实际问题。 情感、态度与价值观： 在合作探究中感受“化繁为简”的智慧，增强解决问题的信心和对传统治理智慧（如《孙子兵法》）的文化认同。 重点 分治算法的实现步骤（分解—解决—合并）。 难点 如何将原始问题进行有效且合理的分解，并建立子问题解决方案与原问题的逻辑关联。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 教学设计 教学设计 教学设计 一、新课导入 1.游戏挑战引入 （展示4×4棋盘和L形骨牌）同学们，迎新年活动有一个“棋盘覆盖”游戏：有一个4×4棋盘，其中一格是特殊的（红色）。我们需要用L形骨牌覆盖所有其他格子，不能重叠。谁敢来挑战？ 2.揭示课题 面对8×8甚至更大的棋盘，靠试错就太难了。古人打仗有“分而治之”的智慧，我们今天就用这种 “分治” 思想来攻克这个游戏难题！ 板书：棋盘覆盖中的分治 二、新知学习 （一）探索4×4棋盘的分治策略 这个4×4棋盘看起来复杂，但我们能不能把它‘变小’呢？请大家观察，它是不是可以看成4个2×2的小棋盘？ 1. 引导学生将4×4棋盘划分为4个2×2的小棋盘。 2. 关键点拨：特殊格在其中一个2×2棋盘中。那么，在另外三个没有特殊格的2×2小棋盘的交界处，先放一个L形骨牌，会发生什么？ 太妙了！放上这个关键骨牌后，每个2×2小棋盘里都相当于有了一个‘已占格’。这样，覆盖一个大棋盘的问题，就变成了覆盖4个相同的小问题！ （2） 总结分治算法思想 像同学们刚刚这样讲将一个大问题逐步分解，分别解决，就是分治算法在生活中的典型应用。 引导学生总结枚举算法的基本步骤： ① 分解：将大问题分成几个相同的小问题。 ② 解决：分别解决每个小问题。 ③ 合并：将小问题的解组合起来，得到大问题的解。 三、编程与实践应用 我们刚用分治思想征服了4×4棋盘，现在更大的8×8棋盘在等着我们！别担心，方法是一样的——‘大事化小，小事化了’！ 1. 迁移解决8×8棋盘 （1） 引导学生将8×8棋盘分解为4个4×4小棋盘。 （2） 运用同样的策略：在三个不含特殊格的4×4小棋盘交界处放置关键L形骨牌，将问题转化为4个4×4棋盘的覆盖问题。 （3） 提示：每个4×4棋盘又可以继续分解为2×2棋盘。 2. 生活与拓展应用 分治思想不只用于游戏，它能让很多复杂事情变简单。比如： （1） 排序问题：展示将一列乱序数字通过不断“二分”再“合并”进行排序的过程（归并排序思想）。 （2） 赛程编排挑战：出示8人单循环赛的编排任务，引导学生运用“先分组（分解）、再安排组内比赛（解决）、最后交叉比赛（合并）”的策略设计赛程表。 四、拓展迁移与文化链接 ‘分而治之’其实是我们古人早就掌握的大智慧。你们知道吗？《孙子兵法》里就说过类似的话。 1. 阅读与讨论 引导学生阅读教材中关于《孙子兵法》“分而治之”思想和秦始皇郡县制的案例，讨论分治思想在管理国家、军队中的体现。 2. 联系生活 启发学生思考：班级大扫除分工、学校运动会组织、分解学习任务等，是否都用到了“分治”思想？ 五、课堂小结 从棋盘游戏到管理国家，再到我们的学习和生活，分治思想无处不在。它教会我们，面对大困难时，要学会把它拆解成一个个能解决的小目标。 引导学生分享： 1.“分治”算法的三个核心步骤是什么？ 2.在今天的活动（棋盘覆盖、排序或排赛程）中，哪个环节让你对“分治”的理解最深刻？ 3.你打算把“分治”思想用在学习或生活的什么地方？ 六、作业布置 预习下一课内容。 七、板书设计 棋盘覆盖中的分治 • 核心思想：分而治之，化繁为简 • 三大步骤： 1.  分解（大问题 → 相同的小问题） 2. 解决（各个击破） 3. 合并（组合成果） • 应用：游戏覆盖、数据排序、任务管理 观察棋盘和骨牌，尝试动手覆盖4×4棋盘，感受直接试错的困难 划分棋盘 思考并放置关键骨牌 尝试独立完成棋盘覆盖任务 讨论并总结“分解-解决-合并”的步骤 小组合作，在图纸或互动程序中完成8×8棋盘的分解与覆盖规划 小组讨论，尝试设计8人7天的单循环赛程表 阅读教材 分享生活中遇到的“分治”实例 回顾、分享 通过游戏创设问题情境，激发挑战欲望 通过直观的图形分解，帮助学生理解分治的核心——化整为零。 通过直观的图形分解，帮助学生理解分治的核心——化整为零。 将算法思想与排序、生活管理等实际问题结合，体现其普遍应用价值，提升计算思维。 通过跨学科链接，将信息技术与历史、管理知识融合，拓宽视野，增强文化自信。 鼓励学生进行学习反思与未来规划，促进思维迁移 教 学 反 思 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $