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二分查找 教学设计
课题 二分查找 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析 本单元的教学内容是信息科技五年级第二单元《常见的算法》，其中第7课《二分查找》是本单元的重点课程。二分查找是一种高效的查找算法，其基本思想是将待查找的值与序列中间元素进行比较，根据大小关系确定中间元素所在子序列，然后在子序列中继续查找。这种算法与顺序查找相比，具有更高的效率，但在实际应用中，也需要根据实际情况进行选择。通过本节课的学习，学生将深入了解二分查找的基本思想，熟悉二分查找与顺序查找的异同。通过对两种查找算法的比较，学生可以更好地理解二分查找的优势所在，并在实际问题中能够灵活运用。本节课还将引导学生进一步探索算法的世界，让学生感受到算法在解决问题中的重要作用，激发学生对算法的兴趣，培养学生的逻辑思维能力和创新能力。通过对二分查找的学习，学生将更好地理解算法的基本概念，为今后学习更复杂的算法打下坚实的基础。
学习目标 1.信息意识：通过学习二分查找算法，学生将理解算法在解决问题中的重要性，提高对信息的敏感度和应用能力。通过对比二分查找与顺序查找，使学生认识到算法优化可以提高搜索效率，增强对信息技术的热爱和探索精神。2.计算思维：学生将通过学习二分查找算法，掌握分治思想，培养逻辑推理和抽象思维能力。了解二分查找在实际问题中的应用，学会将复杂问题分解为简单问题，并利用计算思维解决问题。3.数字化学习与创新：通过学习二分查找算法，学生将提高编程能力，学会使用计算机解决实际问题。在实践过程中，培养学生的创新精神，提高数字化学习的兴趣和动力。4.信息社会责任：学生在学习二分查找算法的过程中，将意识到算法对社会发展的影响。了解算法在信息安全、隐私保护等方面的作用，使学生具备良好的信息道德，树立正确的信息社会责任。
重点 了解二分查找的基本思想
难点 掌握二分查找与顺序查找的异同
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过讲解或提问的方式，引导学生回顾前一堂课的内容，引入本堂课的主题——二分查找。 学生认真聆听，思考二分查找与前一堂课内容的联系。 激发学生的学习兴趣，为讲授新课做好铺垫。
讲授新课 环节一、二分查找的基本思想二分查找，又称为折半查找，是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。其基本思想是将待查找的元素与有序数组中的中间元素进行比较，根据比较结果进行下一步查找。具体操作如下：1.确定待查找的范围，即给出数组的起始位置和结束位置。2.计算待查找范围的中间位置。3. 将待查找的元素与中间位置的元素进行比较。4. 如果待查找的元素等于中间位置的元素，查找成功，返回中间位置。5. 如果待查找的元素小于中间位置的元素，则在数组左半部分继续查找。6. 如果待查找的元素大于中间位置的元素，则在数组右半部分继续查找。7.重复步骤2至6，直到找到待查找的元素或查找范围为空。环节二、二分查找的实例演示为了更直观地理解二分查找，我们通过一个实例来进行演示。假设有一个有序数组如下：[1,3,5,7,9,11,13,15,17,19]现在要查找的元素是11，我们来进行二分查找：1.初始化起始位置（low）为0，结束位置（high）为数组长度（9），即 [0,9]。2.计算中间位置（mid）为 (0 +9) /2 =4。3. 将待查找元素11与中间位置的元素9进行比较，11 >9。4.更新起始位置（low）为中间位置加1，即 low =4 +1 =5。5.计算新的中间位置（mid）为 (5 +9) /2 =7。6. 将待查找元素11与中间位置的元素13进行比较，11 <13。7.更新结束位置（high）为中间位置减1，即 high =7 -1 =6。8.重复步骤2至7，直到找到待查找的元素11。经过以上操作，我们成功地在有序数组中找到了元素11，其查找过程为：[0,9]，[4,9]，[5,7]，[5,6]。环节三、二分查找的应用与优化二分查找在计算机科学和软件开发中有着广泛的应用，如在文件系统、数据库系统、网络数据传输等领域。为了提高二分查找的效率，可以对其进行以下优化：1.缓存中间位置的元素：在查找过程中，可以将中间位置的元素缓存起来，以便下次查找时直接使用，减少重复计算。2.采用平衡二叉搜索树：平衡二叉搜索树（如AVL树、红黑树）的查找过程更加高效，时间复杂度为O(log n)。3.优化数据结构：将有序数组划分为多个子区间，并在子区间之间建立索引，以便更快地定位待查找元素所在范围。通过以上优化，二分查找在实际应用中的效率将得到提升，更好地满足我们对高效搜索的需求。 学生认真听讲，跟随教师的讲解理解二分查找的原理，并在心中默念或口述二分查找的过程。 让学生深入理解二分查找的原理，为课堂练习打下基础。
课堂练习 设计一些典型的练习题，让学生通过二分查找和顺序查找两种方法进行解答，并在课堂上进行解答过程的分享和讨论。 学生独立完成练习题，并在课堂上分享自己的解答过程和心得体会。 通过实践操作，让学生体验到二分查找的高效性，进一步巩固二分查找的技能。
课堂小结 引导学生总结本堂课的主要内容，回顾二分查找的基本思想和过程。 学生自主总结，与同桌或小组成员交流心得，共同巩固所学内容。 帮助学生巩固所学知识，为今后的学习打下基础。
板书 二分查找二分查找的基本思想二分查找与顺序查找的异同
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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