小学信息技术浙教版（2023）五年级上册问题的抽象教学设计

这是一份小学信息技术浙教版（2023）五年级上册问题的抽象教学设计，共13页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
本节课授课对象为小学五年级学生。经过前期课程学习，学生已经认识算法、算法三种控制结构，完成上一课《问题的分解》学习，能够对复杂任务进行拆分，明确单元项目核心任务：寻找送货机器人最短配送路线。五年级学生正处于具象思维向抽象逻辑思维过渡的关键时期，生活中见过地铁线路图、简笔画等抽象产物，拥有直观体验，但无法清晰说出“抽象”的定义与方法。
学生普遍存在认知难点：难以区分问题里的关键信息与无关细节，容易把所有现实要素全部保留；不能区分实景抽象、数据抽象、规则抽象三种抽象类型。同时学生乐于小组讨论、案例探究，适合依托“校园送货机器人”真实情境开展阶梯式实践活动。学生个体思维水平存在差距，教学任务需要分层设计，借助图表、绘图任务降低抽象概念理解难度。
二、教材分析
《问题的抽象》是第三单元第2课时，承接《问题的分解》，为下一课《模型的建立》做好思维铺垫，是“分解—抽象—建模—算法设计”完整解决问题链条中的核心环节。
教材以送货机器人最短路线为主线案例，核心内容分为两大板块：第一板块认识抽象，通过地铁线路图案例，揭示抽象的本质：去除无关细节，提取事物本质特征；第二板块学习三类抽象方法：实景地图抽象、数据抽象、规则抽象。教材设置对比观察、绘图实践、小组研讨活动，引导学生从真实校园实景图，一步步简化为点线示意图，提取路线长度数据，提炼路线长短判断规则。
本课重在渗透计算思维，不追求复杂理论，强调学生亲身经历抽象全过程，理解：抽象是把现实问题转化为计算机能够处理问题的重要步骤，是建立算法模型的基础。
三、核心素养目标
1.信息意识：能够发现生活中抽象现象，意识到抽象可以简化复杂问题，明白想要使用算法解决现实问题，必须先对问题进行抽象处理。
2.计算思维：理解问题抽象的含义；掌握实景抽象、数据抽象、规则抽象三种基本方法；能够在最短路线情境中剥离无关信息，提取核心要素，完成问题抽象。
3.数字化学习与创新：借助绘图、表格记录等方式开展探究，小组合作完成抽象实践任务，尝试运用抽象思维分析生活中的其他问题。
4.信息社会责任：懂得抽象具有目标性，不同解决目标，提取的关键信息不同，学会多角度理性分析问题。
四、教学重难点
教学重点：理解抽象的概念；掌握实景地图抽象、数据抽象、规则抽象三种抽象方法。
教学难点：准确辨别问题中的关键信息与无关细节；根据求解目标，合理完成问题抽象。
五、教学过程
情境导入，回顾旧知，引出课题
师：同学们，上一节课我们学习了《问题的分解》，我们确定了单元项目任务：校园送货机器人，从仓库出发，运送物资到信息科技教室，寻找最短行驶路线。谁来说一说，我们把这个大问题拆解成了哪些子问题？
生：第一，找出所有可行路线；第二，计算每条路线的长度；第三，对比所有路线长度，选出最短路线。
师：回答十分完整。老师这里展示一张完整校园实景照片，照片里有教学楼、绿化带、操场、花坛、小路、宣传栏。如果我们直接拿着这张实景图去寻找机器人路线，大家觉得方便吗？
生：不方便，图片内容太多，东西很杂乱。
师：大家说得很对。真实世界场景信息繁杂，有很多和“寻找最短路线”无关的内容。我们需要把复杂场景简化，抓住有用信息，这个过程就是我们今天要学习的——问题的抽象。（板书课题）
师：大家想一想，生活里有没有类似把复杂画面简化的例子？
生：地铁线路图、简笔画、交通示意图。
师：老师展示地铁实景照片和地铁线路图。大家对比观察，线路图去掉了建筑、树木、街道，只保留站点和线路。像这样，去除无关细节，提取解决问题需要的本质特征，就是抽象。
设计意图：依托单元项目主线，复习前一课知识，利用实景图与地铁线路图直观对比，具象化“抽象”概念，降低入门难度，激发探究兴趣。
新知探究一：实景地图的抽象
师：我们继续聚焦送货机器人任务。请大家观察教材中的校园实景图。现在我们的目标是规划机器人行驶路线，大家讨论一下：图中哪些事物是有用的？哪些内容可以直接去掉？
生：有用的是仓库、教室、通行道路；绿化带、花坛、雕塑、篮球架和道路两旁树木都可以删掉。
师：总结得非常到位。第一步实景抽象，就是剔除无关景物，保留建筑物与通行道路，得到简易校园路线简图。那简图还能不能继续抽象？
生：可以继续简化。
师：教材中给我们提供了进一步抽象的思路。我们可以用圆点（结点）代表建筑物，用线段代表可以通行的道路。请大家拿出学习单，尝试把简易路线图转化为点线示意图。
（学生独立绘图，教师巡视指导，挑选学生作品进行展示交流）
师：这位同学已经完成点线图。大家思考：从实景照片→简易路线图→点线示意图，经过两层抽象，带来了什么好处？
生：画面更加简洁，我们可以清晰看清所有连通路线，方便后续计算路线长短。
师：我们梳理实景抽象流程：确定求解目标→区分关键要素与无关要素→用符号简化表达关键要素。大家记住：抽象不是随意删减，一切删减都围绕我们要解决的问题。
师拓展提问：如果我们的任务不再是找最短路线，而是拍摄校园风景，那绿化带、花坛还需要删除吗？
生：不需要，此时绿化景观变成关键信息。
师：由此可见，抽象具有明确目的性，任务不同，保留的关键信息也会发生变化。
设计意图：紧扣教材案例，层层递进完成实景抽象实践，通过反向设问打破学生思维误区，让学生理解抽象的目标导向性，落实本课重点。
新知探究二：数据抽象
师：我们已经得到点线路线图，想要对比路线长短，光有图形还不够，还需要什么？
生：需要知道每条道路的长度数据。
师：没错！接下来我们学习第二种抽象方式：数据抽象。谁尝试概括什么是数据抽象？
生：从真实场景里提取解决问题需要的数据。
师：概括准确。结合教材案例，我们测量每条线段代表道路的实际长度，把长度数值标注在线段旁。我们把现实场景中有用的数据提取出来，舍弃无法量化、不需要的信息，这个过程就是数据抽象。
师出示简化数据表：
师：表格里的数据，就是我们完成数据抽象之后得到的核心信息。思考：如果没有提取道路长度数据，我们能不能判断哪条路线更近？
生：不能，只能看见路线，无法量化比较距离。
师：很好。数据抽象就是为后续计算提供基础素材，把现实距离转化为可以计算的数字。请大家小组讨论，列举生活里数据抽象的例子。
生：统计班级身高，只提取身高数字，不记录学生外貌；超市结账只提取商品单价、数量。
设计意图：使用表格直观呈现抽象数据，结合生活案例拓展，帮助学生区分实景抽象与数据抽象，建立图形信息与数字信息的关联。
新知探究三：规则抽象
师：我们拥有路线图、道路长度数据，最后一步，我们需要确定判断最短路线的方法，这就需要规则抽象。请大家阅读教材关于规则抽象的文字内容。
师：谁来说一说，在寻找最短路线这个问题中，我们需要提炼出哪些规则？
生：第一，一条完整路线总长度等于所有分段道路长度相加；第二，对比多条路线总长度，数值更小的路线就是最短路线。
师：非常完整。我们把自然语言整理成清晰规则：
规则1：路线总距离=路线所有分段道路距离之和
规则2：多条路线相互比较，总距离数值最小的路线为最短路线
师：像这样，从问题中提炼出能够执行、清晰明确的判断标准与计算要求，就是规则抽象。规则抽象最大的作用，是让人和计算机都能够按照统一标准处理问题。
师提问：如果缺少规则抽象，只拥有地图和数据，我们能稳定选出最短路线吗？
生：不能，每个人判断方法不一样，没有统一标准。
设计意图：结合教材文本开展阅读探究，形成三类抽象方法完整知识链条，让学生明白三类抽象前后衔接，共同服务于问题求解。
综合实践与巩固拓展
师：现在我们一起回顾三种抽象：实景地图抽象、数据抽象、规则抽象。三类抽象完成之后，原本复杂的校园送货问题，就转化成一个清晰、可计算的数学问题。
布置课堂实践任务：小区快递配送问题。任务目标：寻找快递员从小区大门到3栋住户最短路径。请同学们小组合作，依次完成三层抽象：
实景抽象：找出关键地点与道路，忽略景观设施；
数据抽象：标注各段道路长度；
规则抽象：写出计算与比较规则。
（学生分组探究，教师巡回答疑，选取小组成果进行全班点评）
师：大家在实践过程中发现，三类抽象是同步配合开展的。现实问题经过抽象，剥离冗余信息，只剩下解决问题必备要素，这就是抽象的价值。
师补充：抽象是计算思维核心方法，不管是导航软件、人脸识别，都离不开抽象过程。
设计意图：迁移单元项目情境，创设新任务，当堂检验学生是否掌握三类抽象方法，实现知识迁移运用。
课堂小结
师：本节课我们学习《问题的抽象》，谁来梳理本节课核心知识点？
生1：抽象就是去掉无关细节，提取事物本质特征。
生2：一共有三种抽象方式：实景地图抽象、数据抽象、规则抽象。
生3：抽象要有明确目标，是后续建立模型、设计算法的基础。
师总结：当我们想用算法解决真实问题时，不能直接处理繁杂现实场景。先要分解问题，再对问题进行抽象，筛选关键信息，整理数据，确定处理规则。经过抽象，现实问题转化为计算机能够理解、处理的标准化问题。下一节课，我们将依托今天抽象得到的成果，学习《模型的建立》，进一步搭建解决问题的模型。
道路起点
道路终点
道路长度（米）
仓库
连廊A
35
连廊A
信息教室
40
仓库
连廊B
42
连廊B
信息教室
32