资源简介

课题 算法的多样性 课时 1课时
学习目标 1.通过体验有奖竞猜，初步了解同一个问题可以采用多种算法来解决的概念。 2.通过设计“猜数字”游戏的算法，理解顺序查找和二分查找的思想，培养使用 多种方法解决同一个问题的意识。 3.通过验证“猜数字”游戏的算法，初步掌握顺序查找和二分查找的程序设计方 法，提高算法实现的能力。
学习重点 设计猜数字游戏的多种算法 学习难点 实现及验证猜数字游戏的多种算法
学习准备 PPT、任务记录单、顺序查找和二分查找算法的流程图及源代码等
学习过程
学习版块 学生活动 教师活动 设计意图 改进设计
回顾：回顾旧知，引出课题 回顾前一课设计完成的“猜数字”游戏作品并思考如何快速有 效地猜中数字获得奖品。 1.教师利用引导语“在前一课中，我们设计并完成了猜数字游 戏，如果用这个作品进行猜数字有奖竞猜活动，那你有什么好办法 可以快速有效地猜中数字获奖呢”,引发学生回顾前一课设计完成 的作品“猜数字”游戏并就问题展开思考。 2.教师可选择不同层次的学生汇报交流，并及时肯定学生的想 法，同时也指出改进措施，进而引出新课内容。 以回顾"猜数字"游戏展开本节课，使得学生学习过渡自 然。通过思考驱动问题来明确下一步要求，在探讨交流中发现共性 错误，并及时进行纠正，为后续顺利展开新课学习做好铺垫。
探 索 ：探寻方法，初步建构 1.与同桌共同参与游戏，打开上节课完成的“猜数字”游戏程 序，采用一人设置目标数，另一人猜数字，后交换角色再猜一次的 方式来进行有奖竞猜，比一比谁猜得又快又准。同时思考问题：你 是如何有效地猜中数字获奖的 2.与同桌讨论猜中数字获奖的具体过程，如用了几次才猜中的， 猜的时候采用了什么策略等。 1.教师下发“猜数字”游戏程序，说明有奖竞猜的操作方 式，课件出示“在不限制次数的情况下，如何有效地猜中数字获奖 呢 ”的思考问题。在学生游戏竞猜时，教师巡视课堂，参与到动 手操作能力较弱的组内，协助学生开展活动并倾听讨论。 2.教师引导学生针对思考问题展开课堂讨论，先选择思维较弱 但积极发言的小组汇报交流想法，其余小组认真倾听并及时申请补 充自己采用的好的措施。教师在肯定学生想法的基础上，适时引导 学生概括提炼出依次输入(顺序查找)和取中间数输入(二分查找)等方法，让学生体验解决同一个问题可以有多种方法。 本环节以上一单元学习中的“猜数字”游戏展开有奖竞 猜为情境，通过驱动问题“在猜得又快又准的前提下，如何有效地 猜中数字获奖呢”,带领学生在游戏中体验算法过程。通过提示猜数字输入的先后次序可以引入一定的规则，引导学生概括提炼出顺序查找和二分查找等方法，充分认识到同一个问题可以采用多种不同算法来解决，加深对算法的多样性概念的理解。
建构：探寻算法，再次建构 活动一 顺序查找算法设计验证 1.完成基础任务：如果按照从小到大的顺序猜数字，请你用自 然语言说一说具体算法步骤。 2.完成探索任务：打开“1.顺序查找流程图”文件，与同桌互相讨论并将顺序查找算法的流程图补充完整。 完成验证任务：打开“2.顺序查找程序.py”,同桌间互相讨论并修改完善代码，运行调试程序。 全体学生结合流程图阅读程序代码，分析思考在不限制次数 的情况下，利用“按从小到大的顺序依次查找”的策略，在1～100 范围内找到目标数37,需要查找多少次。 活动二 二分查找算法设计验证 完成基础任务：以猜数字次数限制到7次以内为前提条件，查找目标数37,结合图例，说一说二分查找的算法步骤。 2.完成探索任务：打开“3.二分法流程图”文件，将二分查找算法的流程图补充完整。 完成验证任务：与同桌合作， 一人列出变量左值、右值和猜 的数，另一人根据二分查找算法流程图，以表格的形式列出变量 cai 、cz 和zz 的值来验证算法。 4.全体学生根据流程图，结合表格中的验证数据，分析思考在 限制次数的情况下，利用二分查找的策略，在1～100范围内，找 到目标数，最多需要多少次。 1.教师提示：“在猜数字游戏中，同学们输入数字猜的过程其 实是一个‘查找’问题，即在1～100范围内查找目标数，按照从 小到大的顺序进行猜数字就是顺序查找思想的一种应用。假设目标 数为37,并用变量da 表示，取到的数用变量cai 表示，请你用自然 语言说一说，按照从小到大的顺序进行猜数字的算法步骤。”教师 请学生交流发言，并小结完善算法描述。 2.教师布置探索任务，要求全体学生打开“1.顺序查找流程 图”文件，结合自然语言算法描述，将顺序查找算法的流程图用拖 拽填图的方式补充完整。在学生操作时，教师及时关注全体学生，对需要帮助的学生给予辅助。 3.教师选择一名学生的作业，大屏展示并反馈，待全体学生完 成流程图后，进一步提出验证任务。教师巡视课堂，适时给予学生指导。 4.教师选择典型问题作业展示反馈后，集体修正代码并再次调 试验证。教师引导全体学生分析，在不限制次数的情况下，思考利用“按从小到大的顺序依次查找”的策略，在1～100范围内找到目标数37,需要查找多少次。 1.教师发布基础任务并提示：“在猜数字游戏中，运用‘取中 间数查找’的形式进行猜数字就是二分查找思想的一种应用。假设目标数为37,并用变量da 表示，计算得到的中间值用变量cai 表示，用变量cz 和zz 表示可取数的范围，初始查找范围为1～100,则cz表示初值为1,zz 表示终值为100。请你用自然语言说一说，按照‘取中间数查找’的形式进行猜数字的算法步骤。”教师请学生发言 并小结、完善算法描述。 2.教师布置探索任务。在学生操作时，教师及时关注全体学 生，对需要帮助的学生给予辅助，并掌握学生作答情况，物色好反馈对象。 3.教师选择作业展示反馈，待全体学生完成流程图后，进一步 提出验证任务。教师及时巡视课堂，对需要帮助的学生给予辅助，记录学生作答的典型错误，择定反馈对象。 4.教师选择典型问题作业展示反馈后，集体修正、验证数据， 再引导全体学生分析思考得出：在限制次数的情况下，利用二分查找的策略，在1～100范围内找到目标数，最多需要7次。 本环节采用任务探究式的教学法，以在1～100范围内查找目标数37的实例为情境，通过自然语言、流程图、补充完善程 序并运行调试等途径，引导学生理解顺序查找的实现过程。在明确算法思想的基础上，再次让学生经历抽象与建模、设计算法、验证 算法等步骤，使其初步掌握顺序查找的程序设计方法，提高算法实现的能力。 本环节采用任务探究式的教学法，设计了1～100范围内查找目标数37的实例。通过自然语言、流程图、表格验证等途径，引导学生逐步经历二分查找的算法实现过程。在明确算法思想的基础上，再次让学生聚焦抽象与建模、设计算法、验证算法等步 骤，意在使学生初步掌握二分查找的程序设计方法，提高算法实现的能力。
应用：迁移应用，内化理 解 1.观看图书馆借书视频——去图书馆借书，出图书馆的时候，警报响了! 2.与同桌讨论：如何快速找出没有登记出借的图书 运用算法，设计方案找出没有被消磁的图书，并将关键步骤记录下来。 1.教师播放图书馆借书视频，引导学生思考：如何快速找出没 有登记出借的图书 2.引导学生运用新学的顺序查找、二分查找算法思想，设计方 案找出没有被消磁的图书，并将关键步骤填写在表格里。 在创设的真实生活情境下，引导学生灵活运用顺序查找、 二分查找等思想解决生活中的同一个问题，将课堂中的一个典型案 例迁移至生活中待解决的一般问题，让学生体会现实生活中解决问 题的多样性，树立使用多种方法解决问题的意识。
小结：知识整理，总结提升 利用板书，回顾利用顺序查找和二分查找解决问题的关键步骤。 教师结合板书进行课堂总结，引导学生回顾顺序查找和二分查 找解决问题的关键步骤，得出同一个问题可以采用多种算法来解决 的内涵。同时，回顾用计算机解决问题的一般步骤，进一步指出不 但算法具有多样性，验证算法的途径也有多种。 结合板书进行总结，旨在让学生在充分体验计算机解决 问题一般过程的基础上，明确同一个问题可以采用多种不同方法来解决的算法多样性内涵，加深对算法在解决问题中所起作用的理解， 渗透算法的效率意识，并为下节课“算法的评价方法”做铺垫。
作业指导
板书第8课 算法的多样性
任务记录单
活动一 顺序查找算法设计验证
打开“1.顺序查找流程图”文件，与同桌互相讨论并将顺序查找算法的流程图补充完整。
2.打开“2.顺序查找程序.py”, 同桌间互相讨 论并修改完善代码，运行调试程序。
活动二 二分查找算法设计验证
打开“3.二分法流程图”文件，将二分查找算法的流程图补充完整。
与同桌合作， 一人列出变量左值、右值和猜 的数，另一人根据二分查找算法流程图，以表格的形式列出变量 cai 、cz 和zz 的值来验证算法。
开始
cai<101
cai←-1
da←-37
cai←cai+1
①
否
②
是
cai≠a
是
否
③
找到，输出信息
未找到，输出信息
结束
图1“猜数字”顺序查找流程图
1#按照从小到大的顺序实现顺序查找算法
2
3
da
=37
4
cai
①
#请设置猜的初始值
5
while
cai<②：
#请设置猜的终值
6
print(f”你设置的价格是不是{cai} ")
7
if
cai==da:
8
print(”-成功猜到价格为：”，cai)
break
10
else:
11
print(”-一不是，本系统继续猜！")
12
cai=
③
#请设置猜下一个数
13
图2“猜数字”顺序查找程序代码填空
开始
ZZ←-cai-1
c7←cai+1
da←-37，cz←-1，zz-100
否
cZ≤Zz
是
计算中间值cai
是
cai=da
否
找到，输出信息
未找到，输出信息
是
否
da结束
图4“猜数字”二分查找算法流程图
表1“猜数字”二分查找算法验证表
循环轮次
cai
cZ
ZZ
1
50
2
3
4
5
6
7

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