义务教育版（2024）五年级全一册第30课《生命游戏有规则》课件.pptxVIP

义务教育信息科技（2024）五年级第1课时第八单元人工智能中的算法五年级下册第30课生命游戏有规则

12了解生命游戏的演化过程，通过图示的方法，认识生命游戏中的算法规则。通过简单的游戏体验，初步领会简单规则也可能产生较复杂的模式。学习目标

第30课生命游戏的算法这一课通过认识、体验生命游戏的规则，学习有关的算法知识。

思考你玩过计算机中的益智游戏吗？有什么样的体验呢？

益智游戏通常设计得既有趣又可以学习知识与技能。例如，数学游戏可以帮助我们练习基本运算，科学游戏可以帮助我们了解科学知识与原理，编程游戏通过算法控制计算机的执行过程，从而学习编程的知识与技能。这一课来认识名为“生命游戏”的计算机游戏程序吧！知识激趣第30课课堂导入

第30课学习活动一生命游戏中的算法规则三运行生命游戏的程序二体验生命游戏进化规则学习活动

思考生命游戏是什么？

认识生命游戏最初的生命游戏模拟的是一种原始形态的“生命”如何按照特定的规则一代接一代地进行演化，并由此得名。在生命游戏中，有很多小方块，每个小方块都有两种状态。我们可以把这些小方块看作是灯泡，两种状态分别对应着灯泡的“点亮”或“熄灭”。第30课学习活动一、生命游戏中的算法规则

认识生命游戏游戏开始时，在一个平面网格中，可以设置若干个点亮的灯泡，表示原始状态的“初始构型”，右图所示就是一个初始构型的例子。接着设定表示进化的“代”数，这两个部分构成算法的输入。第30课学习活动一、生命游戏中的算法规则

一、生命游戏中的算法规则算法规则生命游戏的算法规则（即进化规则）可以归纳为两条。第30课学习活动规则1：一个点亮的灯泡周围有2个或3个点亮的灯泡，就会继续点亮；它周围有少于2个或多于3个点亮的灯泡，就会熄灭。例如，右图中心位置的灯泡，用规则1来检查它周围的状态，也就是作用规则1，发现它仍然可以保持点亮状态。

一、生命游戏中的算法规则算法规则规则2：一个熄灭的灯泡周围刚好有3个点亮的灯泡，才会被点亮。否则，它周围有少于3个或多于3个点亮的灯泡，就会保持熄灭状态。例如，右图中心位置的灯泡，作用规则2后保持熄灭状态。第30课学习活动

作用算法规则到指定的代数后进化就会停止，停止之后的网格“构型”就可以认为是算法的输出。一、生命游戏中的算法规则第30课学习活动

活动任务以下图中的4个初始构型为例，探究体验生命游戏中的进化规则。图中的绿色方格代表点亮状态，空白代表熄灭状态。第30课学习活动二、体验生命游戏进化规则

活动步骤第1步：把图中的4个构型作用于进化规则，完成第一代进化。第30课学习活动二、体验生命游戏进化规则图中的橙色和蓝色用来临时表示进化的过程，橙色方格表示该位置即将由点亮变为熄灭，蓝色表示该位置即将由熄灭变成点亮。例如，左上角的构型有三个点亮的灯泡，作用规则1后，一个继续点亮、两个变成熄灭状态。作用规则2后，中间一个被点亮。

活动步骤下图是对4个初始构型分别作用一轮进化规则后的状态。第30课学习活动二、体验生命游戏进化规则

活动步骤第30课学习活动第2步：把第一代进化的结果作为初始构型，继续作用进化规则，就会得到第二代、第三代，也会产生一些更有趣的现象。例如，对第一代进化后右下角的构型继续作用规则，得到第二代、第三代的进化结果，如下图所示。从第三代开始，这个构型就会保持不变，稳定下来。二、体验生命游戏进化规则

第30课学习活动二、体验生命游戏进化规则第3步：继续用其他几个构型尝试，观察发生的变化。活动步骤

观察体验运行“生命游戏”程序，观察变化1．打开配套资源中名为“生命游戏”的Python程序。2．运行这个程序，试着玩一玩。3．观察、体会游戏中的算法及其进化规则。三、运行生命游戏的程序第30课学习活动

第30课学习活动观察体验三、运行生命游戏的程序

1．生命游戏是一种简单的生成式算法，即算法通过一定的规则作用到输入，从而生成新的事物，即输出。2．生命游戏中的算法是模拟生命演化的一般过程。3．对生命游戏的解释还有很多适用的场境。例如，将一个较大网格视为熊猫乐园，各个方格中生活着一些熊猫。当一个方格点亮时表示这个方格中的熊猫处于活跃状态，熄灭则表示处于安静状态。第30课课堂总结

第30课拓展与提升1．利用更大的网格设置更多的构型，继续尝试探究生命游戏的规则，加深对算法进化规则的理解。2．使用生成式人工智能工具，输入下面的语句，阅读获得的内容，进一步了解生命游戏的规则。为我解释生命游戏，要有简单的说明性实例，适合青少年阅读。

下课啦！