高中信息技术-《二分查找算法》教学设计学情分析教材分析课后反思

《二分查找算法》教学设计【导入环节】：实践体验：猜数字游戏：学生猜数字，老师给出反馈，同时板书“猜的过程”。游戏结束后，老师引导学生分析游戏过程中的几点问题思考，进而引出“有序”、“高效”、“二分”这三个关键词，导入课程主题——“二分查找算法”。设计意图：让学生切身体会二分的思想，引出本节课的学习主题“二分查找算法”【授课过程】：结合刚刚体验过的“猜数字游戏”及计算机解决问题的一般过程，本节课将从以下四大环节来开展探究：（1）获取数据(分析目标数据、被查找数据的特点及其获取方法，提出“二分查找算法”的应用前提条件——“数据有序”)（2）查找过程（本节课的重点）【学生活动】：为了让大家更直观地理解此算法，采用过程模拟的方式，让学生在活动的过程中，自我总结算法的核心（循环体），并由老师引导、学生分析，师生共同板书该算法的代码实现过程。设计意图：不仅提升学生的课堂参与感，而且可以让学生更为直观的理解二分查找算法的查找过程，通过老师设计的数码牌和各标记指示牌，使学生理解各标记变量的含义，为接下来的自主编程做好铺垫。【学生实践】：结合分析出的二分算法核心代码，尝试完成升序序列中的二分查找源程序代码。设计意图：通过自主编辑、调试程序，进一步理解“二分查找算法”的思想，掌握Python编程的细节与技巧。有效控制任何算法都要“知行知止，知止而行”！循环条件的设定非常关键，该过程的分析由老师引导、学生思考总结，共同板书来进行讲解。【知识探究】：查找过程可以被重复执行，必要条件即程序中要有可查之数，即while(low<=high),查找过程可以被反复执行.算法的有穷性要求在有限步骤内结束，那么二分查找算法何时可以停止呢？如果找到，可以停止；如果没有找到，又该在何时停止？、师生共同分析如何适时适地的输出结果。【拓展延伸】：学生自主完成针对降序序列实现“二分查找算法”。设计意图：进一步巩固本节课所学知识，提升学生的计算思维、灵活运用知识的能力。【课堂小结】：结合“有序”、“范围”、“控制”、“输出”四个关键词来总结本堂课所学内容，重点是理解二分查找算法的思想，在用计算机解决问题的过程中，切实培养自己的计算思维能力。面对实际应用问题时，我们应该善于开动脑筋，努力寻求高效的解决方案，在处理问题的过程中，我们应该学会有效控制各种因素，使问题的解决能按照我们预期的方向发展。《二分查找算法》学情分析二分查找算法是分治策略的一种典型应用，分而治之的策略思想，是学生非常容易理解和接受的，例如：翻字典、猜价格等类似的应用案例，大家也都切身体会过，所以对二分思想的掌握还是相对比较容易的，但是如何利用计算思维来解决二分查找算法的实际问题，对学生还是相对陌生的，会是本节课的难点所在。在理论知识层面，学生在本次课之前已经学习过顺序、选择和循环三大程序设计结构，对于结构化程序设计的思想有了初步的理解，因此在本堂课的学习中，对于程序代码的实现相对容易接受。经过高一的学习，高二学生的知识掌握程度上较为明显的分出层次，因此，在本次课的开展过程中，要设置适合不同层次学生的学习任务，强调分层教学的方法，使其都能有所收获，产生成就感，最大可能的激发学生的学习兴趣。高二学生处于高中阶段的“断层”期，既没有了高一时的新鲜感，也没有高三复习的紧迫感，心理上多少有些“孤独感”、“失落感”，因此，在教学过程中，老师要多关注每个学生的课堂表现，适时适当的给予鼓励与帮助，让其增强学习的主动性。《二分查找算法》效果分析本节课的开展基本实现了预期效果，在“猜数字游戏”的引例中，学生能很快根据老师的引导，总结归纳出“有序”、“高效”、“二分”等关键信息，为课堂的推进做了很好的铺垫。本节课的最大亮点就在“学生模拟查找过程”的活动环节中，学生可以结合引例的分析，模拟出二分查找算法的实现过程，通过学生手中的数码牌以及各种标记变量，很容易地帮助学生理解各个变量的具体含义，实现了教学难点的突破，为接下来的代码实现做好准备。根据学生学习能力的差异，本节课设置了“拓展延伸”环节，学生基本都能完成这个环节的程序编写，这一点非常让人欣喜，也进一步增强了学生学习Python编程的信心。通过本节课的学习，所有同学都理解了二分查找算法的实现过程。在课程的实施过程中，提升了学生信息学科的核心素养，尤其是在计算思维的养成方面有很大的助推力。《二分查找算法》教材分析本节课教学内容选自教育科学出版社高中信息技术必修一《数据与计算》模块，第4单元第3节，本次课重点理解二分查找算法的思想，并运用二分查找解决实际问题。教材中是借助“翻字典”的案例来进行讲解的，对学生的吸引力不够强，因此本节课由学生感兴趣的“猜数字游戏”作为引例，将二分查找算法的讲解融入探究游戏背后的原理之中，并对之前所学while循环结构、选择结构等加以应用、巩固，使课堂丰富、生动。通过“学生模拟查找过程”、“自主编写、调试程序”等教学环节，让学生在活动的过程中，真正理解二分查找算法的思想，掌握计算机解决问题的一般过程，为今后综合应用实例的开发做好铺垫作用。二分查找算法的应用——评测习题（学生通过Moodle课程网站完成）1、下列关于算法的描述正确的是（）A、算法必须有输入B、算法就是程序C、算法必须有输出D、算法的步骤可以是无穷的2、二分查找又称折半查找，是一种运用于有序数列的高效查找算法。下列数列中适合二分查找算法的是（）（1）1199517239（2）305263717881（3）67626861515（4）857859531918选择一项：A.(1)(2)B.(2)(4)C.(2)(3)D.(3)(4)3、下列流程图中能描述循环结构的是（）①

②

③

④

A．①③

B．②④

C．②③④

D．①②④4、在Python中，int(x)函数的功能是返回不大于x的最大整数，设a=3,b=4，c=5，则下列表达式的运算结果中值最大的是（）。A.abs(a-b)B.a**2+b**2-c**2C.int(2*a-c/b)D.sqrt(c)5、以下程序段运行后，s的值是（）。n=0s=0whiles<=10:n=n+3s=s+nprintsA.3B.18C.0D.306、2005年10月9日，国家测绘局正式宣布珠穆朗玛峰的高度为8844.43米。现有一张白纸的厚度大约是0.08毫米，对折一次，厚度为0.16毫米；对折两次，厚度变为0.32毫米。假设这张纸有足够大，可对折任意次，那么这张纸至少对折多少次，才能达到珠穆朗玛峰的高度？以下是求解该问题的程序片段，请补全代码：height=8844430#珠穆朗玛峰的高度h=0.08#定义一张纸的厚度cnt=_________#定义对折次数whileh<height:cnt=h=__________printcnt《二分查找算法》课后反思本堂课的开展主要运用了“情境式教学法”，结合PPT课件、板书等多种教学手段进行的，以“提出问题——分析问题、讲解相关知识点——回归问题并加以解决”为主线的教学思路，清晰明了，由浅入深，符合学生的认知水平及特点。课堂各个环节的实现都比较完整，基本达到了预期的课堂效果。课程的导入环节，以“猜数字小游戏”为引例，不仅提高了学生的课堂参与感，而且还引出了关于二分查找算法非常核心的三个关键词，为本节课的开展做了很好的铺垫作用。在本节课教学重点、难点突破的过程中，借助“学生模拟二分查找过程”的小活动，让学生在活动的过程中，以比较直观的方式自我归纳二分的实现方法，进一步理解low、high、mid、a[mid]等标记变量的具体含义。生动有趣的活动还可以充分吸引学生的注意力，让其更为专注的去思考老师的一些引导性问题，为接下来的代码编写、问题的解决做好了准备工作。整体上，本节课是比较成功的，但是在课堂上有许多生成性的问题解答的还不够充分，应当加以总结整理，上传在教学网站上，供学生课下自主学习，课堂的时间安排比较紧凑，自我感觉教师的讲解还是稍多，应当留给学生更多的自主发挥的余地，只考虑到了时间需求，给了学生半成品文件，在某种程度上禁锢了学生发挥想象力的空间，在日后的教学中，要尽可能的让学生多实践多操作练习，真正实现“做中学”，“教学做相结合”的效果。课程最后如果能抛给学生一些更为具有现实应用意义的案例，让学生去思考、拓展探究就更好了。《二分查找算法》课标分析本课教学内容选自高中信息技术必修一《数据与计算》模块，结合分析《普通高中技术课程标准》可知：高中信息技术的学科素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。四者互相支持、互相渗透，共同促进学生信息素养的提升。本节课的实施