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第二单元 算法“魔法”大赛
第一节《猜数“魔法”之线性查找》教学设计
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教材分析 本课是第二单元《算法“魔法”大赛》的起始课，属于《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中“身边的算法”模块中“查找与排序”的重要内容。教材以“魔法学院猜数游戏”为情境，引导学生从100张打乱的纸牌中查找目标数，通过“缩小问题规模”的方法，探究线性查找（顺序查找）的算法原理。本课旨在让学生体验线性查找的思维过程，理解其“按顺序逐个查找”的核心思想，并能分析其效率特征，为下一课学习更高效的二分查找做铺垫。
学情分析 学生在生活中经常有“找东西”的经验（如从书包里找一本书、从笔盒里找一支笔），对“逐个查找”有丰富的感性认识，但尚未将其抽象为系统的算法方法。本课将通过游戏化的活动，帮助学生将这种生活经验上升为“线性查找法”的算法认识，并初步渗透“算法效率”的概念。
教学目标 信息意识：
1. 认识到查找是生活中常见的问题，算法可以帮助我们更高效地查找。
2. 初步形成根据数据特点选择合适查找算法的意识。 计算思维：
1. 理解线性查找（顺序查找）的算法原理：按照数列顺序，逐个向后查找。
2. 能用自然语言描述线性查找的过程。
3. 能分析线性查找在最坏情况和最好情况下的查找次数。 数字化学习与创新：
能通过游戏活动体验线性查找的过程，并用语言描述其算法逻辑。 信息社会责任：
在小组游戏中培养合作意识和公平竞争精神。
教学重难点 教学重点：理解线性查找“按顺序逐个查找”的算法原理。 教学难点：能分析线性查找的效率——最好情况和最坏情况下的查找次数。
教学准备 多媒体课件、数字卡片（1-10各一张）、小组活动记录表、教材P41-46相关图片。
教学环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图
一、游戏导入激发兴趣 5 1. 创设情境：“欢欢收到了‘魔法’大赛的邀请，来到神秘的魔法学院。博士爷爷拿出100张纸牌，每张写着一个不同的数（1~100），然后打乱平铺在桌上。”
2. 提出问题：“博士爷爷说了一个数56，谁能最快找到这张牌？你打算怎么找？”
3. 请几位学生分享找牌的方法。
4. 揭示课题：“大家的方法其实就是一种查找算法。今天我们就来学习第一种查找‘魔法’——线性查找。”
过渡：“100张牌太多，我们先从10张开始，看看能不能发现其中的规律。” 1. 聆听情境介绍，进入“魔法学院”的游戏氛围。
2. 思考查找方法，举手分享。（“一张一张翻”“先找大概位置再翻”）
3. 明确本课学习主题。 通过“魔法学院猜数游戏”的情境创设，激发学习兴趣。从100张牌缩小到10张，体现“缩小问题规模”的探究方法。
二、探究新知建构概念 20 1. 出示教材P43“10张纸牌找数7”的场景。
2. 演示过程：
- 翻开第1张（15），不是7，继续；
- 翻开第2张（57），不是7，继续；
- ……
- 翻开第5张（7），找到了！
3. 提问：“这个过程有什么特点？”
4. 引导学生归纳：“从第一张开始，一张一张按顺序查找，直到找到目标数。”
5. 出示定义：“按照数列的顺序，一个一个地向后查找，直到找到目标数的方法，叫做线性查找法（也叫顺序查找法）。”（板书）
6. 讲解“数列”概念：“数按照一定的次序排列，就组成了数列。”（结合教材P45）
7. 出示教材P45“巩固拓展”的数列图。
8. 提问：“在这个数列中查找15，需要几次？查找68呢？”
9. 引导学生计算：查找15在首位→1次；查找68在末位→9次。
10. 追问：“如果有N个数，线性查找最少需要几次？最多呢？”
11. 引导学生归纳：最少1次（目标在第一位），最多N次（目标在最后一位或不存在）。
过渡：“线性查找虽然简单，但如果数据量很大，效率就会很低。我们来算一算。” 1. 观察教师演示，跟随查找过程。
2. 归纳线性查找的特点：“按顺序一个一个找”。
3. 记录线性查找的定义。
4. 理解“数列”的概念。
5. 观察数列图，回答查找次数。
6. 归纳：最少1次，最多N次。
7. 感受线性查找的效率特点。 通过逐步演示，让学生清晰看到线性查找的完整过程。通过问题引导，让学生自主归纳算法特点。渗透“算法效率”的概念，为后续对比做铺垫。
三、计算分析感受效率 10 1. 出示教材P46“计算机查找速度”的数据。
2. 讲解：“假设计算机每查找1次需要4微秒，查找10次需要40微秒。”
3. 计算任务：“如果有10万亿个数，用线性查找法，最坏情况需要查找多少次？需要多少时间？”
4. 引导学生一步步计算：
- 查找次数：10万亿次
- 总时间：10万亿×4=40万亿微秒
- 换算：40万亿÷100万÷3600÷24≈463天
5. 提问：“463天才能找到，你觉得这个效率怎么样？有没有更好的方法？”
6. 引导学生思考更快的查找方法（为下一课二分查找做铺垫）。
过渡：“看来线性查找虽然简单，但面对海量数据时效率太低。有没有更快的查找方法呢？下节课我们就来学习一种神奇的‘二分查找法’。” 1. 聆听教师讲解计算机查找速度的概念。
2. 跟随教师进行逐步计算。
3. 感受463天的震撼，体会线性查找在数据量大时的低效。
4. 思考有没有更好的方法。 通过具体的数据计算，让学生从量化角度感受线性查找的效率局限，激发对更高效查找算法的学习期待。
四、课堂总结布置作业 5 1. 提问总结：“今天我们学习了什么查找方法？它的核心思想是什么？它的优点和缺点分别是什么？”
2. 教师总结：“线性查找法简单易懂，适合数据量小或目标靠前的情况。但如果数据量大，效率就会很低。有没有更快的方法呢？如果数据是有序排列的，我们可以怎么做？”
3. 布置作业：
- 基础性作业：用自然语言描述线性查找的算法过程。
- 实践性作业（选做）：在家中找一件物品（如一本书），记录你查找它用了多少步，思考能否用更快的策略。 1. 回答问题：“线性查找法”“按顺序一个一个找”“优点是简单，缺点是数据量大时效率低”。
2. 聆听总结和铺垫。
3. 记录作业要求。 总结梳理本课核心知识，为下一课二分查找做铺垫。
板书设计 第二单元 算法“魔法”大赛 第一课：猜数“魔法”之线性查找 一、什么是线性查找法？ 按照数列的顺序，一个一个地向后查找 二、线性查找的过程： 从第1个开始 → 判断是否为目标 → 是→结束 ↓否 继续下一个 三、线性查找的效率： 最好情况：1次（目标在第1位） 最坏情况：N次（目标在第N位） 数据量大时，效率很低！
课后反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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