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选修5 人工智能初步《第四章 问题求解 4.1 重排九宫问题及其树的表示 4.1.1 重排九宫问题》优秀教案
三、教学目标
知识与技能：了解重排九宫问题及其状态树的表示，并了解一些树的术语。
过程与方法：引导学生探究学习画待求解的问题状态树的方法；掌握用状态树表示和求
解一些简单问题的过程和方法。
情感态度价值观：通过案例分析，提高学生的学习兴趣，培养学生渴望知识的情感要求。
四、重难点
教学重点：理解树的构成并且能用状态树描述待求解的问题。
重点分析：给出所求解问题的状态树表示，可以使问题更易解决。求解重排九宫问题实际上就是从给定的初始状态移动棋子，以实现预定的目标状态。我们把多种不同的移动过程用一棵状态树来表示，则求解“重排九宫问题”就变成了在一棵状态树上从初始状态到查找目标状态的过程。
教学难点：用状态树描述待求解的问题。
难点分析：对待求解的问题进行分析，找出问题操作过程中的规律和所有可能存在的状态，按照状态空间表示法的要求，画出其状态树，这是一个难点。要引导学生进行探究，示范画待求解的问题状态树的方法。
五、教学方法
讲授法、演示法、分组合作探究法、问题驱动法、练习法。
六、教学策略
本节课以问题驱动为主、以演示、讲授、分组合作探究和练习等为辅展开教学。并尝试从以下三个方面着手，对本节课进行了组织和安排，具体安排见表１－１所示。
１．利用问题导航
思维是从问题开始的，故本节课以学生为主体、以重排九宫问题为学习起点，以问题为核心规划学习内容，让学生围绕问题寻求解决方案。从而激发学生的求知欲，活跃学生思维，提高学生学习的主动性以及在教学过程中的参与程度。以“怎么画状态树”、“为什么画状态树”等问题为纲领，贯穿课堂始终。
2．创设合作情境
安排学生3人为一小组，在画重排九宫问题的状态树时，学生很难在有限的课堂时间内画出来整个状态树。因此，此处安排学生分组合作完成重排九宫问题的状态树，小组学生可以互相探讨合作画出本小组的分支。利用这一教学活动，为学生提供一个自主学习、合作交流的机会，提高学生自主学习的主动性。
3．及时总结整理
首先，在总结重排九宫问题状态树的生成过程时，让学生思并回答这颗状态树是怎样生成的；然后，在重排九宫问题和迷宫问题的状态树讲解结束时，让学生思考并尝试回答为什么要画状态树；最后，对本节课所学进行归纳总结。以上三处皆是先让学生去思考问题，去分析和归纳所学内容。这样让学生自己理清知识脉络，纳入认知系统，从而提高自学能力。
表１－１ 教学策略安排和简述
教学环节 教学策略 说明 导入 视频 激发学生的学习兴趣 自主探究 问题驱动+学生演示 通过问题1，使学生了解棋子的4种移动方法。 讲授 问题驱动+教师演示 通过问题2，演示重排九宫问题的状态树第一步的走法，从而引导学生画出其他分支。 合作探究 问题驱动+小组讨论 在上一步的基础上，引导学生通过分组合作探究的方式将剩下的三步走法列出来。 讲授 问题驱动+讲授 通过问题3，讲授重排九宫问题状态树的生成过程和表示方法。 讲授 问题驱动 通过问题（１）～（3）这3个小问题让学生了解树的术语。 课堂练习 练习+讲授 结合前面所讲的两个案例和问题4，使学生对用状态树表示待求解的问题有一个更深层次的理解。 总结 问题+讲授 学生归纳，教师总结。 七、教学环境
多媒体电子白板教室
八、教学过程
【导入】视频：人机国际象棋大战