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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有着明显的不同，顺序查找是逐个比较序列中的元素，效率较低。学习二分查找算法，能使学生更好地理解算法的基本思想，提高解决问题的效率。通过本节课的学习，学生将能够掌握二分查找的基本原理，并能运用二分查找解决实际问题。同时，通过对比二分查找与顺序查找的异同，学生可以更好地理解不同算法在实际应用中的优劣，为今后学习更高级的算法打下基础。
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工作效率，激发他们对算法的兴趣和探究欲望。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。了解二分查找的基本原理，学会将复杂问题分解为简单问题，并通过递归方式解决。3.数字化学习与创新：通过学习二分查找算法，学生将提高编程技能，培养自主学习和解决问题的能力。在学习过程中，学生可以运用计算机模拟二分查找的过程，从而加深对算法原理的理解，提高数字化学。4.信息社会责任：学生通过学习二分查找算法，将认识到算法在现实生活中的应用和价值，提高信息安全意识。了解在编写程序时，遵循规范和道德原则，以确保算法的安全性和稳定性，为社会发展作出贡献。
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。 学生认真听讲，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目标元素的高效算法。其基本思想是将待查找的范围逐步缩小，每次将范围缩小一半，直到找到目标元素为止。在这个过程中，通过比较目标元素与有序数组的中间元素的大小，确定下一次查找的范围。具体来说，二分查找分为以下三个步骤：1.确定查找范围的上界和下界，分别记为left和right。2.计算查找范围的中间位置mid，即（left + right）/2。3.比较目标元素与中间位置的元素大小，若目标元素小于等于中间位置的元素，说明目标元素在左半部分，将right更新为mid -1；否则，目标元素在右半部分，将left更新为mid +1。环节二、二分查找实例演示为了更好地理解二分查找的过程，我们通过一个实例来进行演示。假设有一个有序数组arr = {1,3,5,7,9}，要查找的目标元素为6。1.初始化查找范围，left =0，right =4。2.计算中间位置mid，即（0 +4）/2 =2。3.比较目标元素6与中间位置的元素9，小于等于9，说明目标元素在左半部分，更新right为mid -1，即right =1。4.重复步骤1-3，中间位置依次为1、2、3。5. 当right =3时，比较目标元素6与中间位置的元素5，大于5，说明目标元素在右半部分，更新left为mid +1，即left =4。6.重复步骤1-5，中间位置依次为4、4、4。7. 当left = right时，查找成功，目标元素6在有序数组中的位置为4。环节三、二分查找的应用与优化二分查找在实际应用中具有广泛的应用价值，如在数据库、文件查找、搜索引擎等领域都有出色的表现。为了进一步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，下次查找时可以直接使用，避免重复计算。2.平行查找：针对大规模数据，可以采用多线程或多个进程同时进行二分查找，提高查找速度。3.动态调整查找范围：在查找过程中，可以根据实际情况动态调整查找范围，如在某些区间内缩小查找范围，而在其他区间内扩大查找范围。通过以上讲解和实例演示，相信大家对二分查找有了更深入的了解。在实际应用中，根据具体需求选择合适的查找算法，可以大大提高程序的运行效率。 学生认真听讲，跟随教师的讲解理解二分查找的原理，并在心中模拟二分查找的过程。 让学生深入理解二分查找，为课堂练习打下基础。
课堂练习 设计一些典型题目，让学生运用二分查找进行解答。老师在学生解答过程中给予指导和答疑。 学生独立完成练习题，遇到问题时主动请教老师。 通过实践，让学生掌握二分查找的应用，并培养学生的解决问题的能力。
课堂小结 引导学生总结本堂课的学习重点，回顾二分查找的优点和适用场景。 学生积极参与课堂讨论，分享自己的学习心得。 巩固学生对本堂课内容的理解，激发学生继续学习的动力。
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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