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文档简介
《“韩信点兵”枚举法的实现》教学设计-2026-2027学年浙教版(新版)小学信息技术六年级上册一、学情分析六年级学生已经学习循环、分支结构,理解枚举法基础思想,在“鸡兔同笼”问题中初步尝试枚举思路;能够阅读、修改简易Python程序,熟练绘制算法流程图。经过上一课《算法的评价方法》学习,学生已经掌握算法评价标准,具备对比算法效率的理论工具。
但是学生存在明显薄弱点:第一,面对含有多重限制条件的复杂问题,很难精准提炼数学约束条件;第二,进行枚举设计时,容易忽略枚举范围,出现重复枚举、遗漏答案的情况;第三,多个条件同时判断的代码逻辑理解难度较高。同时,学生容易满足于“算出答案”,缺少主动思考枚举算法效率问题的意识。本课作为单元项目起始课,以经典历史数学问题为载体,完整复刻“分析问题—抽象建模—设计枚举算法—程序实现”全过程,同时为后续筛选法、同余法对比埋下伏笔。二、教材分析本课是单元项目学习第一课,教材以历史名题“韩信点兵”作为主线。完整呈现利用枚举算法解决复杂问题的标准化流程:问题分析、抽象建模、算法设计、程序实现。
教材文本结构清晰:首先讲述韩信点兵历史情境,提取题目约束条件;其次引导学生抽象数据,确定枚举范围;接着绘制枚举算法流程图;最后依托流程图完成Python程序编写与调试。教材明确枚举法三大核心要素:确定枚举范围、有序尝试所有可能性、设置正确判断条件。
教材隐性目标:学生在成功实现枚举算法之后,能够直观感受到大范围枚举会产生大量无效尝试,产生优化算法的内在需求,自然衔接后续课时的筛选法、同余算法,并且能够运用《算法的评价方法》中学到的标准对比三类算法效率。本课既是枚举算法综合实践课,也是整个单元项目探究的起点。三、核心素养目标1.信息意识:能够从历史问题文本中提取关键约束条件,识别问题中的已知信息与未知量。2.计算思维:巩固枚举算法核心思想;掌握枚举法解决复杂问题完整流程;能够对韩信点兵问题抽象建模,绘制流程图,读懂并完善枚举法Python程序;初步感知大范围枚举带来的效率局限。3.数字化学习与创新:依托流程图转化为代码,自主调试程序,修正逻辑错误;小组合作模拟枚举执行过程,梳理算法运行逻辑。4.信息社会责任:感受中国古代数学智慧;理解枚举法优势与局限,懂得根据数据规模合理选用算法。四、教学重难点教学重点:掌握枚举法三要素;完成韩信点兵问题抽象建模,理解枚举算法流程图与程序代码的对应关系。
教学难点:理解多个余数条件同时成立的逻辑表达;感知枚举法在数据范围较大时存在效率短板。五、教学过程历史情境导入,提取问题信息教师讲述韩信点兵历史故事,同步出示教材原题文本:韩信带领士兵约1000~1100人,3人一列,余2人;5人一列,余3人;7人一列,余2人,请问士兵总人数为多少?
师:请大家默读教材题目,用笔圈出题目中所有关键信息。谁来说一说,我们获得了哪些限制条件?
生1:士兵数量在1000至1100之间。
生2:人数除以3余数是2,除以5余数是3,除以7余数是2。
师:我们想要找到符合全部条件的数字,如果一个个数字尝试验证,这种方法是什么算法?
生:枚举算法,有序尝试每一个可能值,检验是否满足条件。
师:今天我们就使用枚举算法解决经典问题,一起学习《“韩信点兵”枚举法的实现》。
设计意图:利用历史故事激发学习兴趣,依托教材原题开展信息提取训练,自然引出枚举算法,明确本节课探究任务。研读教材,抽象建模,梳理枚举三要素教师引导学生阅读教材“抽象建模”板块内容,组织学生思考枚举法设计需要确定哪些内容。师:教材告诉我们,设计枚举算法首先要明确三件事。第一,我们需要尝试数字的范围是多少?生:从1000开始,到1100结束。师:第二,尝试的顺序是什么?生:从小到大依次尝试,不能跳跃、不能重复。师:第三,满足答案需要同时符合哪三条条件?师生共同整理三条判断条件:①数字÷3,余数=2②数字÷5,余数=3③数字÷7,余数=2教师板书枚举法三大核心要素:确定枚举范围、确定枚举顺序、确定判断条件。三者缺一不可。师追问:如果我们遗漏任意一条条件,会出现什么结果?生:会找出不符合要求的错误答案。教师小结:多重约束问题中,所有条件必须同时成立,才是我们寻找的解。设计意图:严格依托教材建模板块开展教学,拆解枚举算法设计步骤,搭建思维支架,降低后续流程图、代码学习难度。任务探究:绘制枚举算法流程图教师出示空白流程图框架,带领学生结合建模结果共同梳理流程逻辑。
流程步骤梳理:1.设置变量x,初始数值为1000;2.判断x是否≤1100;3.若成立,检验x是否同时满足三条余数条件;4.条件全部满足,输出士兵人数x;5.x数值增加1,回到第二步继续循环;6.如果x>1100,循环结束。师:流程图里循环框的作用是什么?生:不断遍历范围内每一个数字,实现逐个尝试。师:菱形判断框内,需要同时核对三条余数条件,缺一不可。挑选两名学生绘制的流程图进行对比点评:一份条件完整、循环边界准确;一份忘记设置循环终止边界。组织学生辨析错误流程图带来的后果:数字持续增加,程序无限循环,无法停止。设计意图:遵循教材由流程图过渡到代码的学习路径;利用错例辨析强化循环边界意识,理清枚举完整执行逻辑。程序转化,实现枚举算法教师展示教材提供的半成品Python程序,对照流程图逐行对应讲解,打通图形算法与代码之间的联系。
师:大家观察代码,while语句对应流程图中的循环判断;x=x+1实现数字依次递增。最难理解的是多个条件同时判断,程序使用and连接多个条件,and代表“同时满足”。
板书核心判断语句:
ifx%3==2andx%5==3andx%7==2:
print("士兵人数:",x)
师:如果我们把代码中的and换成or,算法结果会发生什么变化?
学生猜想后教师现场演示运行:or代表满足任意一条条件即可,会输出大量错误数字。
布置课堂实践任务:学生完善程序代码,上机运行程序,观察输出结果。学生运行得出答案1073。
师:我们成功找到答案!请大家思考,程序一共尝试了多少个数字?大量数字全部不符合条件,却依旧执行判断。大家觉得这个算法存在什么不足?
生:很多尝试是无效的,浪费计算步骤,算法效率不高。
教师顺势拓展:依据上节课学习的算法评价标准,枚举法正确性满足,但是效率存在短板。后面课程我们会学习筛选法、同余法,尝试优化这套算法。
设计意图:落实教材程序实现板块内容,突破多条件联合判断难点;引导学生主动发现枚举算法局限,建立算法优化意识,串联单元前后课时内容。拓展变式练习,巩固枚举设计思路拓展任务:修改题目条件,士兵人数范围调整为200~300,约束余数条件保持不变。请同学们口头分析:枚举范围如何修改?代码中哪些地方需要调整?
学生交流发言:初始x改为200,循环上限修改为300,判断条件不变。
教师总结:枚举算法具备通用性,只需要调整范围、修改判断条件,就可以适配同类问题。
设计意图:通过变式训练巩固枚举三要素,让学生体会算法迁移使用方法,强化计算思维。六、课堂小结师:我们一起回顾本节课核心知识点,请同学们自主总结。
师生共同汇总梳理:1.枚举法解决问题三要素:确定枚举范围、有序枚举、设置完整准确的判断条件;2.解决韩信点兵问题完整流程:分析问题→抽象建模→绘制
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