资源简介

课例名称 图书管理好帮手——图书的查找算法
年级 五年级 章节 五单元
课时安排 本单元共3个课时
执教教师 学校
一、教学内容分析
本课选自五年级下册五单元《图书管理好帮手》的活动一：图书的查找算法。本节课共安排了三个学习活动：第一部分“查找的基本种类”，通过生活实例帮助学生区分有序和无序查找；第二部分“查找的基本方法”，设计查找图书的情境，让学生分别利用顺序查找算法和二分查找算法查找对应编号的图书，通过体验活动让学生掌握两种查找算法的查找步骤，并且感受二分查找算法的优势；第三部分“二分查找算法的程序实现”，让学生在掌握二分查找算法原理的基础上，用程序实现猜幸运数字游戏。在整个课堂设计中，引导学生利用“查找算法”解决具体问题，并能够掌握算法逻辑编写程序，做到学以致用。通过本节课的学习，学生将能够掌握二分查找算法的基本原理，并在实际问题中运用二分查找算法进行高效查找。学习过程中，学生应注重理解算法原理，熟练掌握二分查找算法，并在实际问题中灵活运用，提高自己的编程能力和问题解决能力。
二、教学对象分析
五年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键时期，他们对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践，但注意力容易分散，抽象思维能力尚待发展。在教学设计时，应注重趣味性和实践性，通过生动具体的例子和丰富的实践活动，激发学生的学习兴趣，引导他们在实践中理解和掌握查找算法的基本概念和方法。因此在本节课的教学中，采用了理论与实践相结合的方式，通过丰富的例题和练习题，帮助学生巩固所学知识，让学生在理解算法原理的基础上，通过动手实践加深对查找算法的掌握与运用。
三、教学目标
信息意识： 1.了解查找的基本种类和方法，掌握顺序查找和二分查找算法的基本思想，提高对信息的敏感度和应用能力。 2.通过图书馆管理系统案例，认识到计算机高效处理信息的意义，理解算法优化对提升信息检索效率的价值。 计算思维： 1.以“图书馆找书”为真实问题驱动，引导学生从生活经验迁移到算法思维，理解二分查找法的设计逻辑与适用场景。 2.通过对比顺序查找与二分查找的比较次数，理解算法时间复杂度差异，形成“用最优方案解决问题”的思维习惯。 数字化学习与创新： 1.通过游戏化编程体验（如猜数字程序），将抽象算法转化为可操作的数字化任务，激发学生探索兴趣， 2.尝试修改程序参数（如调整查找范围），观察算法效率变化，初步探索算法优化的可能性。 信息社会责任 1.讨论图书管理系统中数据有序存储的重要性，理解遵守数据规则（如按编号整理图书）是高效检索的前提，培养规范使用数字化工具的责任感。 2.在模拟算法实践中，养成严谨、有序的操作习惯，
四、教学重点与难点
教学重点：了解查找的基本种类和方法，掌握顺序查找和二分查找算法的基本原理与步骤。 教学难点：能够识别不同情境下适用的查找方法，并通过实践体验二分查找算法的程序实现。
五、教学环境（软、硬件）
多媒体教室、WPS软件、Scratch编程软件
六、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课题导入 1.引出单元主题:习近平总书记指出，“要提倡多读书，建设书香社会”。学校图书馆有各种各样的图书，是知识的宝库。通过图书馆的计算机管理系统，同学们不仅可以快速搜寻自己喜欢的图书，还可以便捷地借书、还书、分享好书。计算机已成为图书管理的好帮手。为什么计算机可以快速地查到我们想要的图书？计算机如何实现根据个人喜好推荐新书？让我们探究用计算机管理图书的方法。 2.板书课题：图书管理好帮手 3.情境导入 ①图书馆的“小烦恼” 提问：“如果你在图书馆找一本《西游记》，但书架上书太多，你会怎么找？” ②引出课题：在我们的日常生活中，查找是一项频繁进行的活动。无论是翻阅《新华字典》查找生字，还是在班级花名册中查找同学姓名，甚至在手机通讯录中搜索联系方式，查找都扮演着重要的角色。在数字化时代，图书借阅系统通过输入书名、图书编码或作者姓名，能迅速帮助我们定位所需图书。这一切背后，都离不开高效的查找算法。那么，计算机究竟是如何实现这些快速查找的呢？本节课，我们将一起探索查找算法的基本种类、方法及其实现。 ③板书课题：图书的查找算法 1.了解本单元的主题：图书管理好帮手 2.学生分享查找图书的方法：随意翻找、按字母顺序找、问管理员…… 3.学生思考：计算机究竟是如何实现这些快速查找的呢？ 通过谈话导入，引出单元主题，让学生明确本单元需要解决的问题，以校园图书管理为切入点，激发学生的学习兴趣。 举例分析生活中需要运用查找算法解决问题的具体场景，让学生感受排序算法的重要性，引出本节课的学习主题。
建构新知 一、查找的基本种类 1.信息链接 无序查找：被查找对象没有特定的顺序。 有序查找：被查找对象按照一定的顺序排列。 2.判断查找类型 开动脑筋：请学生分析以下两种查找情境，判断它们属于无序查找还是有序查找。 情境一：在随意排列的扑克牌中找到扑克牌“A”。 情境二：在字典中按单词首字母顺序查找单词“pencil”。 二、查找的基本方法 1.顺序查找算法 定义：从第一个对象开始，逐一查找，直到找到符合条件的对象或找遍全部对象。 探究实践：给定一个包含10本书的列表（编号1-10，随机顺序），要求学生使用顺序查找法查找特定编号的书籍，并记录比较次数。 查找编号为“6”的书，进行了____次比较。 查找编号为“5”的书，进行了____次比较。 查找编号为“2”的书，进行了____次比较。 从10本书中找1本书，最少需要____次比较（最幸运的情况，第一次就找到），最多需要____次比较（最不幸的情况，最后才找到）。 总结特点：简单直观，但效率较低。 2.二分查找算法 定义：对于有序对象，通过逐步缩小查找范围来提高查找效率。 步骤：计算中间位置，将目标数据与中间位置数据比较，根据比较结果缩小查找范围，重复此过程直到找到目标数据或查找范围为0。 探究实践：给定一个包含10本有序书籍的列表（编号1-20，按升序排列），要求学生使用二分查找法查找编号为“16”的书籍，并详细记录查找过程。 3.算法比较 开动脑筋：在以上的例子中，使用顺序查找和二分查找各需要比较多少次才能找到编号为“20”的这本书？ 完成表格： 教师小结：
二分查找算法的基本思想是在一组有序的数据中，通过将目标数据与中间位置的数据进行比较，可将待查找的范围缩小为之前的一半，直到找到要查找的数据，或者查找范围被缩小为0（没有找到）。 1.学生了解无序查找和有序查找的基本概念 2.学生讨论并得出结论：情境一属于有序查找，情境二属于无序查找。 3.学生掌握顺序查找算法的定义和查找步骤。 4.学生使用顺序查找法查找特定编号的书籍，并记录比较次数。 5.学生掌握二分查找算法的定义和查找步骤。 6.学生使用二分查找法查找编号为“16”的书籍，记录每一步的中间值和比较结果。 7.学生使用顺序查找和二分查找各需要比较多少次才能找到编号为“20”的书籍，进一步理解两种查找算法的效率差异。 通过情境分析，帮助理解无序查找和有序查找的区别，为后续学习顺序查找和二分查找算法打下基础。 通过简单的实践任务，让学生初步体验顺序查找的过程，理解其基本概念和步骤。 通过二分查找的实践任务，让学生体验高效查找的过程，理解二分查找算法的基本思想和步骤。 学生根据给定的书籍列表，分别利用顺序查找算法和二分查找算法查找书籍，并记录比较次数，分析理解两种查找算法的效率差异。
巩固提高 二分查找算法的程序实现 1.分组游戏 两人一组玩猜幸运数字游戏，规则如下：甲同学在纸上写下1～100中间的任意数字作为幸运数字，让乙同学来猜这个数字。乙同学用二分查找的方法猜测幸运数字，甲同学提示乙同学猜测的数字比幸运数字大或小，直到猜中为止。 思考：“为什么最多7次就能猜中？”（2^7=128＞100，覆盖范围） 2.二分查找算法程序实现讨论 引导学生讨论二分查找算法的程序实现细节，如中间位置的计算、比较结果的判断及查找范围的缩小等。 3.程序体验 ①运行猜幸运数字游戏程序，与计算机玩猜幸运数字游戏。 ②修改查找范围，运行程序，记录不同查找范围下查找次数的变化。 1.两人一组进行猜幸运数字游戏，分析比较次数与猜测范围的变化关系。 2.学生思考如何在不同编程语言中实现二分查找算法，并尝试编写简单的代码示例。 3.运行猜幸运数字游戏程序，与计算机玩猜幸运数字游戏。 通过分组游戏和程序实现，让学生在轻松愉快的氛围中深入理解二分查找算法的基本思想和步骤，同时培养他们的团队合作精神和编程能力。
总结延伸 1.课堂总结 本节课我们对图书的查找算法进行了探索，重点学习了顺序查找和二分查找两大核心知识点。顺序查找以其直观简单的特点，适合小规模或无序数据的快速上手；而二分查找则以其高效精准的优势，特别适用于有序数据的快速定位。通过实践同学们不仅掌握了这两种查找算法的基本步骤和适用场景，还深刻理解了它们背后的逻辑原理，希望同学们能够巩固所学，灵活应用查找算法解决生活中的问题。 2.生活延伸 提问：“除了图书管理，还有哪些地方用到了二分查找？”（如考试排名、手机通讯录等） 3.练习提升 ①采用二分查找算法，从“1、2、3、4、5、6、7、8、9、10”中查找 一个数，最少比较次数为____，最多比较次数为____。 ②二分查找算法中的二分思想在生活中也有类似的应用。假如有20枚相同的硬币，其中有一枚因质量不合格，比其他的硬币轻一些，想一想如何用一台天平快速地找出那枚不合格的硬币。 1.回顾本节课所学内容，包括查找的基本种类、方法以及顺序查找和二分查找算法的基本思想和查找过程。 2.思考在哪些情境下更适合使用顺序查找和二分查找算法，以及如何在日常生活中应用这些算法来提高效率。 2.思考二分查找算法在生活中的运用。 师生共同总结本节课的学习内容，回顾重点，强调两种算法的适用场景，鼓励学生应用所学解决实际问题 利用练习帮助学生深入巩固查找算法的基本概念和实现方法，为后续的算法学习打下坚实的基础。
七、板书设计
八、教学反思

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