第三單元基于算法的編程基礎(chǔ) 第6課 生活中的算法-查找與排 說(shuō)課稿　-2023--2024學(xué)年青島版（2024）初中信息技術(shù)第四冊(cè)

第三單元基于算法的編程基礎(chǔ)第6課生活中的算法-查找與排說(shuō)課稿-2023-—2024學(xué)年青島版（2024）初中信息技術(shù)第四冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃3課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒄n程基本信息1.課程名稱：生活中的算法-查找與排序

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：初中信息技術(shù)第四冊(cè)，八年級(jí)1班

3.授課時(shí)間：2024年2月18日星期一第2節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，提高對(duì)算法的理解和應(yīng)用能力，通過(guò)學(xué)習(xí)查找與排序算法，讓學(xué)生體驗(yàn)算法在解決問(wèn)題中的重要性。增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維，學(xué)會(huì)將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為算法模型，提升問(wèn)題分析和解決的能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生探索不同的算法實(shí)現(xiàn)方式，培養(yǎng)他們的編程興趣和技能。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-理解查找算法的基本原理，如順序查找和二分查找。

-掌握排序算法的基本概念，如冒泡排序和選擇排序。

-能夠通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的查找和排序算法。

-舉例：通過(guò)實(shí)際案例展示查找算法在數(shù)據(jù)檢索中的應(yīng)用，如圖書(shū)館書(shū)籍的查找；通過(guò)實(shí)例分析排序算法在數(shù)據(jù)處理中的作用，如學(xué)生成績(jī)的排序。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-掌握二分查找算法的條件，理解其效率高于順序查找的原因。

-理解冒泡排序和選擇排序的內(nèi)部機(jī)制，尤其是冒泡排序中“冒泡”的過(guò)程和選擇排序中“選擇”的過(guò)程。

-在編程實(shí)踐中，正確處理數(shù)組中元素的比較和交換操作。

-舉例：在講解二分查找時(shí)，難點(diǎn)在于理解如何根據(jù)中間值判斷查找方向，以及在排序算法中如何確保每次比較和交換的正確性。教師可以通過(guò)逐步演示和分組討論來(lái)幫助學(xué)生理解和掌握這些難點(diǎn)。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，配備操作系統(tǒng)和編程軟件（如Python或Java開(kāi)發(fā)環(huán)境）。

-課程平臺(tái)：學(xué)校信息技術(shù)教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線練習(xí)。

-信息化資源：在線算法教程視頻，相關(guān)的教學(xué)案例和代碼示例。

-教學(xué)手段：電子白板或投影儀，用于展示教學(xué)過(guò)程和代碼示例。

-實(shí)物資源：如果條件允許，可以準(zhǔn)備一些實(shí)體物品，如卡片，用于模擬排序過(guò)程。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)【導(dǎo)入環(huán)節(jié)】

（用時(shí)5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中常見(jiàn)的查找和排序場(chǎng)景，如圖書(shū)館書(shū)籍檢索、超市商品價(jià)格排序等。

2.提出問(wèn)題：引導(dǎo)學(xué)生思考在這些問(wèn)題中，如何快速找到所需信息或物品。

3.學(xué)生討論：分組討論，分享在生活中遇到過(guò)的類似問(wèn)題及解決方法。

【講授新課】

（用時(shí)15分鐘）

1.查找算法：

-介紹順序查找和二分查找的原理，用圖示法展示查找過(guò)程。

-舉例說(shuō)明查找算法在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如電話簿查找。

-通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)順序查找和二分查找，展示查找算法的代碼結(jié)構(gòu)。

2.排序算法：

-介紹冒泡排序和選擇排序的基本原理，用圖示法展示排序過(guò)程。

-舉例說(shuō)明排序算法在實(shí)際數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，如學(xué)生成績(jī)排序。

-通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)冒泡排序和選擇排序，展示排序算法的代碼結(jié)構(gòu)。

【鞏固練習(xí)】

（用時(shí)10分鐘）

1.練習(xí)環(huán)節(jié)：

-分組練習(xí)，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)順序查找和二分查找。

-分組練習(xí)，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)冒泡排序和選擇排序。

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

2.討論環(huán)節(jié)：

-學(xué)生分享練習(xí)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和遇到的問(wèn)題。

-教師總結(jié)查找和排序算法的優(yōu)缺點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何選擇合適的算法。

【課堂提問(wèn)】

（用時(shí)5分鐘）

1.教師提問(wèn)：什么是查找算法？什么是排序算法？

2.學(xué)生回答：查找算法用于在數(shù)據(jù)中找到特定元素，排序算法用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。

3.教師提問(wèn)：為什么二分查找比順序查找效率更高？

4.學(xué)生回答：因?yàn)槎植檎颐看味寂懦话氲脑兀樞虿檎倚枰闅v所有元素。

【師生互動(dòng)環(huán)節(jié)】

（用時(shí)10分鐘）

1.教師引導(dǎo)學(xué)生分析查找和排序算法的時(shí)間復(fù)雜度，比較不同算法的效率。

2.學(xué)生分組討論，嘗試改進(jìn)查找和排序算法，提高效率。

3.教師邀請(qǐng)學(xué)生分享自己的改進(jìn)方案，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

4.教師總結(jié)：查找和排序算法在數(shù)據(jù)處理和編程中具有重要意義，我們要掌握算法的原理，并能靈活運(yùn)用。

【核心素養(yǎng)拓展】

（用時(shí)5分鐘）

1.教師提出問(wèn)題：如何將查找和排序算法應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決？

2.學(xué)生分組討論，提出解決方案。

3.教師邀請(qǐng)學(xué)生分享自己的解決方案，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

【總結(jié)與作業(yè)布置】

（用時(shí)5分鐘）

1.教師總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)查找和排序算法的重要性。

2.布置作業(yè)：要求學(xué)生完成一定數(shù)量的查找和排序算法練習(xí)題，并嘗試將所學(xué)算法應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決。

【用時(shí)總計(jì)】

45分鐘六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-算法可視化工具：介紹一些在線的算法可視化工具，如AlgoVisualizer、SortVisualizer等，這些工具可以幫助學(xué)生更直觀地理解算法的工作原理。

-算法競(jìng)賽資料：提供一些國(guó)內(nèi)外知名的算法競(jìng)賽信息，如ACMICPC、GoogleCodeJam等，鼓勵(lì)學(xué)生參與競(jìng)賽，提升算法設(shè)計(jì)能力。

-編程挑戰(zhàn)網(wǎng)站：推薦一些編程挑戰(zhàn)網(wǎng)站，如LeetCode、HackerRank等，學(xué)生可以在這些網(wǎng)站上練習(xí)算法題目，提高實(shí)戰(zhàn)能力。

-相關(guān)書(shū)籍推薦：推薦一些關(guān)于算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的書(shū)籍，如《算法導(dǎo)論》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》等，供學(xué)生課外閱讀。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過(guò)算法可視化工具加深對(duì)查找和排序算法的理解，特別是二分查找和排序算法的內(nèi)部機(jī)制。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加算法競(jìng)賽，通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)提高自己的算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力。

-利用編程挑戰(zhàn)網(wǎng)站進(jìn)行練習(xí)，可以幫助學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，并逐步提升編程技能。

-通過(guò)閱讀相關(guān)書(shū)籍，學(xué)生可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，為更高層次的算法學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

-在課外，學(xué)生可以嘗試將查找和排序算法應(yīng)用于實(shí)際的項(xiàng)目中，如制作一個(gè)圖書(shū)管理系統(tǒng)、學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)等，這樣可以將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高解決問(wèn)題的能力。

-鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，通過(guò)討論和合作來(lái)共同解決算法問(wèn)題，這不僅能夠提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，還能夠促進(jìn)知識(shí)的共享和深化。

-對(duì)于有進(jìn)一步興趣的學(xué)生，可以引導(dǎo)他們探索更高級(jí)的算法主題，如動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖論算法等，以拓寬知識(shí)視野。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①查找算法：

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：順序查找、二分查找

-關(guān)鍵詞：線性搜索、分而治之、中間值

-重點(diǎn)句子：順序查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)。

②排序算法：

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：冒泡排序、選擇排序

-關(guān)鍵詞：冒泡、交換、選擇、比較

-重點(diǎn)句子：冒泡排序通過(guò)相鄰元素的比較和交換來(lái)逐步將最大或最小元素移動(dòng)到序列的一端。

③算法應(yīng)用：

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：算法在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用場(chǎng)景

-關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)處理、信息檢索、資源分配

-重點(diǎn)句子：算法在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，能夠提高效率，減少資源消耗。

④算法效率分析：

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度

-關(guān)鍵詞：復(fù)雜度、大O表示法、性能分析

-重點(diǎn)句子：算法的復(fù)雜度是衡量算法效率的重要指標(biāo)，通常用大O表示法來(lái)描述。

⑤算法改進(jìn)：

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：算法的優(yōu)化和改進(jìn)方法

-關(guān)鍵詞：優(yōu)化、改進(jìn)、時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度

-重點(diǎn)句子：通過(guò)改進(jìn)算法，可以降低時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，提高算法的性能。

⑥算法實(shí)踐：

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：算法的編程實(shí)現(xiàn)

-關(guān)鍵詞：編程實(shí)現(xiàn)、代碼、調(diào)試

-重點(diǎn)句子：通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)算法，可以加深對(duì)算法原理的理解，并提高編程能力。八、教學(xué)反思與總結(jié)今天的課，我覺(jué)得挺有收獲的。咱們這節(jié)課的主題是“生活中的算法-查找與排序”，我嘗試著從學(xué)生的實(shí)際生活出發(fā)，引入了查找和排序的概念，希望他們能更容易理解和接受。

1.教學(xué)反思：

首先，我覺(jué)得導(dǎo)入環(huán)節(jié)挺成功的。我通過(guò)展示一些生活中常見(jiàn)的場(chǎng)景，比如圖書(shū)館找書(shū)、超市購(gòu)物，讓學(xué)生們感受到了算法就在我們身邊。他們參與討論的熱情很高，這也讓我意識(shí)到，貼近生活的例子確實(shí)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在講授新課的過(guò)程中，我盡量用簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)言解釋了查找和排序算法的原理。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我在黑板上一步步演示冒泡排序的過(guò)程時(shí)，學(xué)生們能更好地理解這個(gè)算法的運(yùn)作機(jī)制。但是，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于二分查找的理解還是有些吃力，這可能是由于他們對(duì)數(shù)組的操作不夠熟悉。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)小練習(xí)，讓學(xué)生們自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)查找和排序算法。這個(gè)環(huán)節(jié)我覺(jué)得挺有效的，因?yàn)閷W(xué)生們?cè)诓僮鬟^(guò)程中發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，我也及時(shí)給予了指導(dǎo)。不過(guò)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于代碼的編寫(xiě)還是有些猶豫，這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)編程語(yǔ)言還不夠熟悉。

課堂提問(wèn)環(huán)節(jié)，我盡量讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)回答問(wèn)題，這樣既能檢查他們的學(xué)習(xí)效果，也能讓他們更加積極地參與到課堂中來(lái)。

2.教學(xué)總結(jié)：

總體來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得這節(jié)課的教學(xué)效果還是不錯(cuò)的。學(xué)生們對(duì)查找和排序算法有了基本的了解，能夠運(yùn)用這些算法解決一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對(duì)編程有了更濃厚的興趣，這讓我感到很欣慰。

當(dāng)然，也存在一些不足。比如，對(duì)于二分查