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(共38张PPT)
第三单元 第1节
萌兽对对碰
（粤教版）五年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
在算法应用中，感受计算思维的价值，践行用科学方法优化流程、解决问题的责任。
能结合流程图工具描述 “比较交换” 算法，验证其在斗兽棋、数据处理中的应用，提升算法执行效率。
能分析 “比较交换” 和分治思想的执行路径，掌握用自然语言、流程图分步解决找最值问题的方法。
能描述 “比较交换” 算法基本原理，理解其在斗兽棋找最值、数据处理等场景的应用逻辑。
03
新知讲解
学校的斗兽棋社团正在举办“萌兽对对碰”活动。小智看到桌上摆着一排背面朝上的棋子，社团的规则是从斗兽棋的8个棋子中随机拿出6个棋子，反扣在桌上。参与者需要依次翻开棋子，查看其战斗力后，再将棋子反扣回去，继续翻开下一个棋子。当参与者翻完所有棋子后，需要指出战斗力最强的棋子的位置。
03
新知讲解
知目标
1.能描述“比较交换”算法的基本原理。
2.能用流程图描述“比较交换”算法，找出最值。
3.能用“分治思想”提升算法的执行效率。
03
新知讲解
03
新知讲解
活动一：动物擂台赛
斗兽棋中共有8种棋子:象、狮、虎、豹、狼、狗、猫、鼠。这些棋子按战斗力强弱排列，象为最强，鼠为最弱(见图3-1-1)。
图 3-1-1斗兽棋棋子战斗力排行
03
新知讲解
勤思考
游戏中，每一次只能翻开一个棋子来查看它所代表的动物，如何在随机选出的6个棋子中找出战斗力最强的棋子呢
定初始擂主：先翻开第 1 个棋子，将它暂定为 “战斗力最强的擂主”。
逐个比较更新：
翻开第 2 个棋子，和当前擂主比较，若它战斗力更强，就把它更新为新擂主；
再翻开第 3 个棋子，和当前擂主比较，重复 “比较 - 更新” 的操作；
以此类推，直到把 6 个棋子都翻开并比较完。
确定结果：最后剩下的擂主，就是这 6 个棋子中战斗力最强的。
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
我们可以采用“比较交换”算法来找出一组数据中的最大值或最小值。“比较交换”算法和“擂台赛”类似，指一个挑战者上台与当前擂主比较胜者留在台上，败者下台，其基本步骤如下:
1.确定第一个数为“擂主”，将其暂定为最大数或最小数。
2.逐个比较。逐个看这组数中的其他数，把每个数都和“擂主’比较。
3.更新“擂主”。如果发现某个数比“擂主”更大(或更小)，就让这个数当新的“擂主”。
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
4.继续比较。把下一个数和新的“擂主”比，一直这样比下去，直到把这组数里的所有数都比完。
5.得出结果。“擂主”就是这组数据中的最大数或最小数。
通过“比较交换”算法，找到一组数据中的最大值或最小值，这种方法的核心在于不断比较和适时更新，最终确定最值。
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
细探究
1.假设当前随机排列的棋子所代表的动物如下(见图3-1-2)，可以运用“比较交换”算法来进行“动物擂台赛”游戏，记录游戏步骤。
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
表3-1-1“动物擂台赛”步骤
比较步骤 当前棋子 比较结果 当前擂主
初始 无 无
第一次 ( 豹 )>( 狗 ) 擂主更新为:豹
第二次 ( 虎 )>( 豹 ) 擂主更新为:虎
第三次 ( 虎 )>( 狼 ) 擂主更新为:虎
第四次 ( 象 )>( 虎 ) 擂主更新为:象
第五次 ( 象 )>( 狮 ) 擂主更新为:象
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
2.当“动物擂台赛”进行到第四次，当前的擂主更新为象，那么，我们有必要进行第五次比较，因为“比较交换” 算法需要遍历所有棋子以确保结果的准确性，需将狮与当前擂主象进行比较，完成整个流程的验证。
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
“比较交换”算法不仅适用于斗兽棋游戏，还被广泛应用于数据处理和算法设计中。通过不断比较和适时更新，我们能够高效地找到一组数据中的最大值或最小值。在实际应用中，这种方法可以帮助我们快速筛选出最优解，提高工作效率。
活动一：动物擂台赛
03
新知讲解
勤思考
想一想，在体验“动物擂台赛”游戏时，“比较交换”的过程与我们之前学习过的算法三种基本结构中的哪一种密切相关
活动一：动物擂台赛
在体验 “动物擂台赛” 游戏时，“比较交换” 的过程与循环结构密切相关。
因为 “比较交换” 算法需要重复执行 “比较棋子战斗力 — 更新擂主” 的操作，直到所有棋子都被比较完毕，这符合循环结构 “根据条件重复执行某段操作，直到条件不满足” 的特点。
03
新知讲解
活动二：白动排位赛
在“动物擂台赛”游戏过程中，我们通过“比较交换”算法找到了最强的棋子。在这个过程中，不断比较相邻的棋子并根据战斗力交换棋子的步骤是重复进行的。这种重复的操作可以用循环结构来简化表示，使整个过程更加清晰和高效。
03
新知讲解
巧设计
请补充循环条件，完成“动物擂台赛”流程图的绘制。
图 3-1-3 “动物擂台赛”流程图
是否还有未比较的棋子
当前棋子战斗力＞擂主战斗力
活动二：白动排位赛
03
新知讲解
活动二：白动排位赛
流程图是算法的直观呈现，它为解决问题提供了明确的思路。算法是解决问题的核心，而程序则是将算法付诸实践的工具，我们可以使用编程工具编写程序实现斗兽棋的自动排位。
03
新知讲解
细探究
请打开资源包中的“比较交换找最值.mp”文件，按照下面的步骤完成排序体验可使用多组数据进行验证，进一步观察和了解“比较交换排序”的过程。
1.运行程序。
2.输入需要排序数值的总个数。
3.依次输入对应的数值。
4.输出排序的过程以及排序的最终结果。
活动二：白动排位赛
03
新知讲解
勤思考
在“动物擂台赛”游戏过程中，一共要重复5次比较交换的过程如果从 5000个数中寻找最大值，需要进行4999次比较。
活动二：白动排位赛
03
新知讲解
学校的斗兽棋社团增加比赛难度，将“从斗兽棋的8个棋子中随机拿出6个棋子”改为“从斗兽棋的16个棋子中随机拿出12个棋子”，其余规则一致，16个棋子分别为2个象棋、2个狮棋、2个虎棋、2个豹棋、2个狼棋、2个狗棋、2个猫棋、2个鼠棋(见图3-1-4)。这些棋子按战斗力强弱排列，象为最强，鼠为最弱。同一级别，蓝色棋子战斗力强于红色棋子。斗兽棋棋子的具体战斗力排行如下:
活动三：冠军争夺赛
图3-1-4 新规则下斗兽棋棋子战斗力排行
03
新知讲解
勤思考
想一想，如果继续使用前面的方法，会出现什么困难 有没有更好的方法
如果继续使用前面的 “逐个比较交换” 方法，会出现数据量增大时，比较次数过多、操作繁琐且效率低下的困难。
更好的方法是采用 “分治思想”，将大量棋子（复杂问题）平均分成若干小组，先在每个小组内找出战斗力最强的棋子，再将各小组的最强棋子逐步比较，最终确定整体最值，以此简化过程、提升效率。
活动三：冠军争夺赛
03
新知讲解
“冠军争夺赛”开始啦!首先，将12个棋子平均分成4组。
细探究
图3-1-6 斗兽棋棋子分组图
活动三：冠军争夺赛
03
新知讲解
1.分组预选赛，描述找出本组战斗力最强的棋子的过程，
第一组:翻开第一个棋子是狗，当前最大值为狗。翻开第二个棋子是狼，当前最大值更新为狼。翻开第三个棋子为狮，当前最大值更新为狮。
第二组:翻开第一个棋子是豹，当前最大值为豹；翻开第二个棋子是狼，最大值保持为豹；翻开第三个棋子是象，当前最大值更新为象。
第三组:翻开第一个棋子是鼠，当前最大值为鼠；翻开第二个棋子是猫，最大值更新为猫；翻开第三个棋子是狮，当前最大值更新为狮。
第四组:翻开第一个棋子是狗，当前最大值为狗；翻开第二个棋子是鼠，最大值保持为狗；翻开第三个棋子是豹，当前最大值更新为豹。
活动三：冠军争夺赛
03
新知讲解
2.半决赛，将第一组和第二组、第三组和第四组分别进行比较，找出战斗力最强的棋子。
第一组和第二组中战斗力最强的棋子为:象
第三组和第四组中战斗力最强的棋子为:狮
3.冠军决赛，对半决赛中产生的战斗力最强的棋子进行比较，找出最值
擂主：象
活动三：冠军争夺赛
03
新知讲解
当需要比较交换的数据量较大时，可以采用“分治思想”，将复杂问题拆为多个相同或相似的子问题，再将子问题不断拆小，直至可直接求解，最后将子问题的解合并，即可得到原复杂问题的解。
活动三：冠军争夺赛
03
新知讲解
勤思考
如果棋子数量增加到32个，如何分组最优 分组数量较多和较少分别有什么优缺点
最优分组：将 32 个棋子平均分成 4 组（每组 8 个）或 8 组（每组 4 个），使每组规模相近，便于通过 “分治思想” 逐步筛选最值。
分组数量较多的优缺点：优点：每组内棋子数量少，组内比较次数少，预赛阶段效率高；缺点：需要比较的组数量多，半决赛、决赛的比较次数会增加。
分组数量较少的优缺点：优点：组数量少，半决赛、决赛的比较次数少；缺点：每组内棋子数量多，组内比较次数会增加，预赛阶段耗时久。
活动三：冠军争夺赛
03
新知讲解
在生活中，“分治思想”的应用非常广泛。例如，参加学校运动会时，会先按班级分组比赛选出优秀选手，再让优秀选手参加校级决赛;打扫教室时，先把教室分成讲台区、课桌区、窗户区和地面区，再由各小组负责打扫相应区域。这种“分治思想”能让复杂事情变简单，更容易完成，同时分组数量要根据任务难易、时间限制等实际情况合理安排，才能达到最佳效果。
活动三：冠军争夺赛
04
课堂练习
1、当棋子数量较多时，运用 “分治思想” 的最优分组策略是（ ）
A.随意分组 B.尽量多分
C.平均分组 D.只分 2 组
2、采用 “比较交换” 算法找战斗力最强棋子时，其核心步骤是（ ）。
A.随机翻开棋子后直接选第一个
B.确定初始擂主，逐个比较并更新擂主
C.只比较相邻两个棋子
D.不需要比较，直接找象
C
B
04
课堂练习
3、“比较交换” 算法的执行过程与算法基本结构中的循环结构密切相关。（ ）
4、从 6 个棋子中找最大值，需要进行 6 次比较交换。（ ）
5、分治思想中，分组数量越多，算法执行效率一定越高。（ ）
6、“比较交换” 算法仅适用于斗兽棋游戏，无法应用于其他数据处理场景。（ ）
7、分治思想的核心是将复杂问题拆分为多个相似子问题，解决后合并子问题的解。（ ）
√
X
X
√
X
05
拓展延伸
1、生活中的 “比较交换” 应用
在电商平台的商品数据分析中，可通过 “比较交换” 算法找出销量最高的商品（类似找战斗力最强的棋子）。平台会逐个对比商品的销量数据，不断更新 “销量擂主”，最终确定最受欢迎的爆款商品。这一应用体现了算法在商业决策、用户需求分析中的实用价值，与本课找最值的逻辑完全相通。
05
拓展延伸
2、算法的历史溯源
古代人类就已运用 “比较交换” 的思想解决问题。例如，古人比较不同地块的粮食收成时，会逐个地块对比产量，最终确定最丰产的地块。这种思想与本课 “比较交换” 算法一脉相承，说明算法并非现代产物，而是人类长期解决问题智慧的沉淀，体现了算法思想的历史延续性。
05
拓展延伸
3、体育赛事与分治思想
体育比赛的淘汰赛制是 “分治思想” 的典型应用：先将球队分组进行预赛再通过淘汰赛逐步合并子问题的解，最终决出总冠军。这与本课中 “分组找最强棋子，再逐步对决” 的逻辑完全一致，帮助你理解分治思想在体育、竞赛等场景的广泛应用。
05
拓展延伸
4、“比较交换” 与冒泡排序
“比较交换” 算法专注于找单个最值，而 “冒泡排序” 是一种更复杂的排序算法（可将整个序列从小到大 / 从大到小排列）。冒泡排序通过多次比较相邻元素并交换位置来实现排序，其核心 “比较交换” 动作与本课算法一致，但功能更强大。了解这一区别，能帮你后续学习更复杂的排序算法，明白算法思想的 “衍生性”。
06
课堂总结
《萌兽对对碰》课程小结：通过学习，我们终于明白 “算法不只是理论概念，用它高效解决问题才是价值”。以后不管是找斗兽棋最强棋子、处理数据找最值，还是优化大量元素的比较流程，都要先思考 “步骤重复吗？分组合理吗？能提升效率吗？”。再也不觉得算法枯燥，也不用担心面对数据或游戏中的实际问题时没有路径了。
08
板书设计
萌兽对对碰
一、动物擂台赛
二、自动排位赛
三、冠军争夺赛
课后作业:
1、如果要从 15 个棋子中找战斗力最强的，你会如何运用 “分治思想” 进行分组？请写出分组方式和这样分组的原因。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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