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第16课 比较交换找最值 教学设计
课题 比较交换找最值 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 五年级
教材分析 本课以“从5个信封中找最大数”为情境，引导学生学习找最大值的算法。通过描述算法、绘制流程图、Python程序验证三个活动，让学生理解“比较-交换-循环”的核心操作，认识循环结构在处理重复任务时的作用，为后续排序算法学习奠定基础。
学习 目标 1. 信息意识：了解在一组无序数中找最大数的基本步骤，能辨认其中的循环操作。 2. 计算思维：分析、描述找最大值的算法，用流程图表示算法，体验“算法→程序→验证”的完整过程。 3. 数字化学习与创新：能利用Python列表和`while`循环实现找最大值的算法，验证算法的正确性。 4. 信息社会责任：感受算法在生活中（如找最高身高、最厚书本）的应用价值，激发对算法学习的兴趣。
重点 用流程图描述找出最大数的算法；用程序验证找出最大数的算法。
难点 理解“比较-交换”的循环逻辑，掌握初始化最大值的技巧，认识循环次数与数据量的关系。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入 感受问题 1. 出示生活场景：找最高的人、最大的水果、最高气温，提问“怎么快速找到最大值？” 2. 引入核心情境：5个信封（编号1-5），每个信封有一个大于0的数，每次只能打开一个信封，看完放回，找出最大数。 3. 明确活动规则：小组合作探究，描述找最大数的算法步骤。 1. 联系生活，思考找最大值的方法。 2. 理解信封问题的规则，明确探究任务。 3. 小组讨论，初步形成找最大数的思路。 从生活场景切入，用信封问题具象化“无序数找最值”，激发探究兴趣。
探究新知1 描述找最大值的算法 活动1：梳理算法步骤 1. 基础版步骤： 第1步：准备A卡记录当前最大值 第2步：打开第1个信封，把数记在A卡 第3-5步：依次打开第2-5个信封，和A卡比较，大则更新A卡 第6步：A卡的数就是最大值 2. 优化版步骤（循环结构）： 第1步：A卡记录0（小于所有可能数） 第2步：打开一个信封，和A卡比较，大则更新 第3步：重复第2步，直到所有信封都打开 第4步：输出A卡的数 3. 流程图绘制： 开始 → A卡记0 → 判断是否有未查看信封 → 是：比较信封数与A卡，大则更新 → 查看下一个信封 → 否：输出A卡 4. 拓展思考： 若要记录最大值所在信封，增加B卡记录编号 5个数需循环5次，5000个数需循环5000次 1. 梳理基础版步骤，理解“逐个比较”的过程。 2. 优化为循环结构，认识重复操作的本质。 3. 绘制流程图，可视化算法执行路径。 4. 思考拓展问题，理解循环次数与数据量的关系。 从手动操作到循环结构，让学生逐步抽象出算法的核心逻辑，建立循环思维。
探究新知2 程序验证找最大值的算法 活动2：Python程序实现 1. 认识Python列表： 列表用`[]`存储数据，如`box = [24, 91, 42, 108, 35]` 索引从0开始：`box[0]`是第1个数，`len(box)`获取数据个数 2. 回顾`while`循环： ```python while 条件: 循环体（重复执行的操作） ``` 3. 程序实现： ```python box = [24, 91, 42, 108, 35] cc = len(box) a = box[0] # 初始最大值为第1个数 i = 1 while i < cc: if box[i] > a: a = box[i] # 更新最大值 i = i + 1 print('最大数为：', a) ``` 4. 程序分析： 初始化`a`为第1个数，循环4次（从第2个数到第5个数） 每次比较`box[i]`和`a`，大则更新`a` 循环结束后`a`就是最大值 1. 学习Python列表的基本用法，理解索引和`len()`函数。 2. 回顾`while`循环语法，分析循环执行逻辑。 3. 运行程序，验证输出结果，理解“比较-更新”的过程。 4. 修改程序（如换一组数），验证算法的通用性。 将算法转化为可执行代码，让学生体验“算法→程序→验证”的完整过程，强化计算思维。
拓展提升 找最小值的算法 活动3：拓展找最小值的算法 1. 提问：“如果要找最小值，算法要怎么修改？” 2. 引导思路： 初始化`a`为第1个数 比较时改为`if box[i] < a:`，小则更新`a` 循环结构不变，仅修改比较条件 3. 程序验证：修改找最大值的程序，实现找最小值的功能，运行验证结果。 1. 思考找最小值与找最大值的异同，修改算法思路。 2. 编写找最小值的程序，运行验证结果。 3. 总结：找最值的算法核心是“循环+比较+更新”，仅条件不同。 通过拓展任务，让学生迁移算法思路，理解“找最值”算法的通用性，提升知识应用能力。
课堂总结 巩固提升 1. 师生共同梳理： → 核心算法：循环遍历所有数，比较-更新当前最值 → 初始化技巧：最大值可初始为第1个数或极小值，最小值可初始为第1个数或极大值 → 程序实现：Python列表 + `while`循环 + `if`条件判断 → 生活应用：找最高、最厚、最大等场景 2. 布置作业： ① 用流程图描述“找5个数中最小值”的算法 ② 修改Python程序，实现找列表中最小值的功能 1. 回顾本课核心知识，形成对“找最值”算法的完整认知。 2. 完成作业，巩固算法描述和程序实现能力。 3. 思考生活中更多找最值的场景，感受算法的应用价值。 总结知识，强化算法核心逻辑，为后续排序算法学习铺垫。
板书设计 比较交换找最值 1. 算法核心步骤： - 初始化：记录当前最值（最大值/最小值） - 循环：遍历所有数，逐个与当前最值比较 - 更新：若当前数更优（大/小），则替换当前最值 - 输出：最终的当前最值 2. 流程图逻辑： 开始 → 初始化最值 → 判断是否有数未比较 → 是：比较→更新→下一个数 → 否：输出最值 3. Python程序模板： ```python box = [数1, 数2, ...] a = box[0] i = 1 while i < len(box): if box[i] > a: # 找最小值改为 < a = box[i] i = i + 1 print('最值为：', a) ```

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