《汉诺塔》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册

《汉诺塔》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册教学背景2026年秋季学期，北京版新版小学信息技术五年级全一册紧扣义务教育信息科技新课标要求，聚焦学生计算思维与数字化实践能力培养。本课隶属于第二单元《算法的执行》主题4《编制益智游戏程序》，是学生在掌握算法基本概念、顺序结构、简单循环结构后的进阶实践课程。五年级学生已具备基础的编程操作能力，能够读懂简单程序代码、梳理基础算法步骤，初步理解问题拆解的思维方式。汉诺塔是经典的递归算法益智模型，规则简洁、逻辑严谨，贴合小学生具象思维向抽象逻辑思维过渡的学情特点。此前学生接触的算法多为线性顺序结构，而汉诺塔问题首次引入递归、迭代拆解的核心思维，是学生突破基础算法认知、建立复杂问题拆解思维的关键一课。通过本课学习，学生能够跳出单一代码编写的局限，理解“化繁为简、重复迭代”的算法核心，为后续复杂程序编写、算法优化学习奠定基础。教材分析本课教材内容围绕汉诺塔益智游戏展开，整体遵循“游戏体验—规律探究—算法梳理—程序编制—调试优化”的递进式编排逻辑，贴合小学信息技术实践教学的认知规律。教材首先介绍汉诺塔游戏的起源、道具组成与核心游戏规则，以趣味情境激发学生探究兴趣；其次通过2圆盘、3圆盘汉诺塔实操演示，引导学生观察移动步骤、梳理操作规律，挖掘隐藏的递归算法逻辑；接着结合编程平台，给出汉诺塔程序的基础代码框架，标注核心语句功能，讲解变量设置、循环调用、递归执行的核心逻辑；最后设置分层实践任务与拓展思考，引导学生自主调试程序、优化移动步骤，探究最优算法。本节课教材内容的核心价值不在于单纯完成游戏程序编写，而是以汉诺塔游戏为载体，落地算法执行的核心知识点。教材弱化了复杂的编程语法难点，侧重思维培养，重点引导学生理解“复杂问题拆解为同类简单子问题”的递归思想，掌握算法重复执行、迭代优化的核心逻辑，是第二单元《算法的执行》中算法思维落地的核心课程，起到承上启下的关键作用，既是对前期算法步骤、循环结构知识的巩固，也为后续复杂益智游戏编程、递归算法深度学习铺垫基础。核心素养目标依据2022版义务教育信息科技新课标核心素养要求，结合本课教材内容与五年级学情，制定四大核心素养目标，精准贴合新版教材评价标准：1.信息意识能够主动感知汉诺塔游戏中的信息规则与操作逻辑，精准提取游戏的核心约束条件，学会从趣味场景中挖掘算法信息，建立“生活游戏蕴含算法逻辑”的认知，提升信息捕捉与提炼能力。2.计算思维掌握汉诺塔游戏的最优移动规律，初步理解递归算法的核心内涵，学会将多圆盘复杂汉诺塔问题拆解为简单的子问题，能够用分步、有序的算法思维梳理问题解决流程，形成化繁为简的问题拆解能力与迭代优化思维。3.数字化学习与创新能够依托编程平台，读懂汉诺塔基础程序代码，掌握核心语句的功能与调用逻辑，独立完成简易汉诺塔程序的编写、运行与调试，自主尝试优化程序步骤，完成数字化创意实践。4.信息社会责任在小组合作探究、程序调试实践中，养成严谨细致、勇于试错的学习习惯，尊重算法规律与编程逻辑，规范编程操作行为，树立严谨的数字化实践素养。教学重难点教学重点掌握汉诺塔游戏的核心规则与最优移动规律；理解汉诺塔问题的拆解逻辑与递归算法思想；能够读懂并编写简易汉诺塔益智游戏程序。教学难点理解递归算法“自我调用、迭代拆解”的抽象逻辑；能够根据圆盘数量变化，梳理对应的算法步骤，自主调试、优化程序，实现最优算法执行效果。教学过程情境导入，激趣启思教师展示教材开篇汉诺塔趣味情境图，结合教材文字介绍，向学生讲解汉诺塔的经典起源故事：相传古印度神庙中有一根汉诺塔石柱，僧侣需要将64个大小不一的圆盘从起始柱移到目标柱，完成移动则世界轮回新生，而这一过程蕴含着精妙的数学与算法规律。随后展示实物汉诺塔教具，引导学生观察教具结构。师：同学们观察手中的汉诺塔教具，它由哪几个部分组成？生：汉诺塔有三根柱子，还有若干个大小不一样的圆盘，圆盘可以套在柱子上。师：结合教材中的的游戏规则介绍，谁能说一说汉诺塔游戏的操作要求是什么？生：每次只能移动一个圆盘；移动过程中，小圆盘必须始终在大圆盘上方，不能将大圆盘放在小圆盘上；最终要将起始柱的所有圆盘全部移动到目标柱上。教师梳理教材标准规则，明确三根柱子的定义：起始柱A、辅助柱B、目标柱C，规范学生认知。设计意图：依托教材原生情境与素材，以趣味故事、实物观察激发学生学习兴趣，让学生快速熟悉游戏基本结构与规则，为后续算法探究、程序编写做好铺垫，贴合五年级学生趣味化学习的认知特点。探究新知，解读教材内容本环节聚焦教材核心内容，从简单到复杂，逐层探究汉诺塔移动规律与算法逻辑，落实教材知识点教学。两圆盘汉诺塔实操探究（教材基础案例）教师引导学生阅读教材中两圆盘汉诺塔操作案例，组织学生动手操作实物教具，尝试完成移动任务。师：请大家动手操作2个圆盘的汉诺塔，数一数最少需要几步可以完成移动？具体步骤是什么？生：最少需要3步。第一步将小圆盘从A柱移到B柱，第二步将大圆盘从A柱移到C柱，第三步将小圆盘从B柱移到C柱。教师结合教材步骤示意图，整理两圆盘移动步骤表格，直观呈现操作逻辑：步骤序号移动圆盘起始位置目标位置1小圆盘A柱B柱2大圆盘A柱C柱3小圆盘B柱C柱三圆盘汉诺塔规律探究（教材核心案例）教师引导学生阅读教材三圆盘汉诺塔探究内容，鼓励学生结合两圆盘的移动经验，自主尝试三圆盘移动操作，记录最少移动步骤。学生操作完成后，教师结合教材标准步骤，梳理完整7步操作流程。师：对比2圆盘和3圆盘的移动步骤，大家发现了什么规律？生：移动3个圆盘的时候，需要先把上面2个小圆盘整体移到辅助柱，再把最大的圆盘移到目标柱，最后再把2个小圆盘从辅助柱移到目标柱。师总结教材核心规律：汉诺塔问题的核心逻辑是拆解迭代，移动n个圆盘，可拆解为三步：第一步将n-1个圆盘从起始柱移到辅助柱，第二步将最大圆盘移到目标柱，第三步将n-1个圆盘从辅助柱移到目标柱，这就是递归算法的核心思想。同时结合教材公式，告知学生汉诺塔最少移动步数公式：最少步数=2ⁿ-1（n为圆盘数量）。设计意图：严格遵循教材由浅入深的编排逻辑，通过实操探究、表格梳理、对比分析，帮助学生从具象操作上升到抽象规律认知，突破递归算法抽象难懂的难点，落实教材核心知识点。编程实践，落实教材编程内容本环节依托教材给出的汉诺塔程序源码框架，逐句讲解代码功能，带领学生完成程序编写、运行与调试，落地编程实践目标。教材明确本节课编程核心：通过自定义函数调用，实现递归逻辑，模拟汉诺塔移动过程。1.代码框架解读（教材原文内容）教师带领学生逐行阅读教材基础程序代码，讲解核心模块：首先定义汉诺塔移动函数，设置起始柱、辅助柱、目标柱三个参数；其次通过条件判断语句，实现圆盘数量的递归判断；最后调用函数，设置初始圆盘数量与柱子参数。师：教材代码中自定义函数的作用是什么？生：自定义函数可以重复调用，不用重复编写相同代码，简化程序结构。师：当圆盘数量为1时，程序执行什么操作？为什么要设置这个条件？生：圆盘数量为1时，直接将圆盘从起始柱移到目标柱，这是递归的终止条件，避免程序无限循环。2.分层编程实践基础任务：学生对照教材代码，完整输入程序，运行2圆盘、3圆盘汉诺塔程序，观察程序输出的移动步骤，对比手动操作结果，验证算法正确性。提升任务：结合教材拓展问题，修改程序参数，将圆盘数量改为4，运行程序并记录最少移动步数，验证2ⁿ-1公式是否成立。3.程序调试纠错教师结合教材常见错误提示，梳理学生编程高频问题：参数设置错误、递归终止条件缺失、柱子参数混淆，引导学生自主排查错误，优化程序。设计意图：紧扣教材编程内容，逐句解读代码、落实基础编程操作，通过分层任务适配不同层次学生学情，培养学生代码阅读、编写与调试能力，落地数字化学习与创新核心素养。拓展延伸，深化算法思维结合教材课后拓展思考题，引导学生探究：为什么递归算法可以高效解决汉诺塔问题？相比于手动操作，计算机程序实现汉诺塔算法有哪些优势？组织学生小组讨论，分享观点。教师总结：递归算法的核心是化繁为简，将复杂问题拆解为重复的简单子问题，计算机可以快速、精准完成大量重复迭代操作，高效实现最优算法，这也是算法编程解决实际问题的核心优势。设计意图：依托教材拓展内容，深化学生对递归算法的理解，帮助学生建立算法思维，体会编程技术的实用性与高效性，提升学生计算思维。课堂小结本节课我们依托教材内容，完成了汉诺塔益智游戏的算法探究与程序编写。首先我们了解了汉诺塔的游戏规则与道具结构，通过手动实操探究出2圆盘、3圆盘汉诺塔的最优移动步骤，掌握了汉诺塔最少步数计