資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課 題 第7課 二分查找
課時(shí)安排 1課時(shí) 課前準(zhǔn)備 導(dǎo)學(xué)單、課件
教材內(nèi)容 分 析 本課教學(xué)的是通過(guò)探尋寶藏情景中兩個(gè)層次的活動(dòng)體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷尋寶次數(shù)從偶然性到必然性的減少過(guò)程，了解二分查找的原理，體驗(yàn)在有序數(shù)組中二分查找的高效性，為后面學(xué)習(xí)二分查找的程序編寫(xiě)作鋪墊。
設(shè)計(jì)理念 信息科技課程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào) “計(jì)算思維”的培養(yǎng)，通過(guò)游戲教學(xué)將抽象、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)原理形象化、簡(jiǎn)單化，是學(xué)生們了解計(jì)算機(jī)的工作原理，旨在讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)程序之前探尋、領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)動(dòng)作及其解決問(wèn)題的思想，并且開(kāi)發(fā)他們的計(jì)算思維來(lái)提高解決問(wèn)題的能力。
學(xué)情分析 小學(xué)五年級(jí)的學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中從未接觸過(guò)二分查找，沒(méi)有任何基礎(chǔ)，且數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)也不能達(dá)到此課的要求，所以本課中不強(qiáng)調(diào)向上取整或向下取整指令，只讓學(xué)生知道找中間位置的方法來(lái)體驗(yàn)二分查找的思維過(guò)程，體驗(yàn)其優(yōu)越性。本課用游戲和活動(dòng)等學(xué)生感興趣的方式進(jìn)行教授，從而對(duì)二分查找的原理進(jìn)行理解，促進(jìn)學(xué)生思維的拔節(jié)生長(zhǎng)，感受二分查找在大數(shù)據(jù)中查找信息的優(yōu)勢(shì)。
教學(xué)目標(biāo) 1.通過(guò)“探尋寶藏”的活動(dòng)，體驗(yàn)二分查找的思維過(guò)程，探索二分查找的方法，從而了解二分查找的原理。 2.通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)來(lái)體會(huì)二分查找在大數(shù)據(jù)中查找信息的優(yōu)勢(shì)。
教 學(xué) 重難點(diǎn) 重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)到采用不同方法解決同一問(wèn)題時(shí)可能存在時(shí)間效率上的差別。 難點(diǎn)：了解二分查找法的特征與效率，并應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)（一） 師生活動(dòng) 一、創(chuàng)設(shè)情，激趣引入新課 （一）創(chuàng)設(shè)尋寶情景，激發(fā)興趣 在80個(gè)寶箱中，只有一個(gè)寶箱內(nèi)藏有寶藏，嘗試通過(guò)提問(wèn)的方式尋找出寶藏。 （二）學(xué)生角色體驗(yàn)，提問(wèn)尋寶。 尋寶規(guī)則：尋寶人向藏寶人隨意提問(wèn)，藏寶人只回答Yes或No，其余學(xué)生記錄提問(wèn)次數(shù)。 生1：是18嗎？62嗎？……（隨機(jī)猜） 生2：是奇數(shù)嗎？在第5排嗎？比10大嗎？……（排除法） （三）對(duì)比提問(wèn)次數(shù)，揭示課題 對(duì)比尋寶人的提問(wèn)次數(shù)，提問(wèn)：有沒(méi)有一種問(wèn)法能快速尋到寶藏呢？今天我們就一起去探究一下。揭示課題。
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)在80個(gè)有序排列的寶箱中找出寶藏的游戲，用只回答Yes或No的方式來(lái)進(jìn)行猜測(cè)，讓學(xué)生體會(huì)隨機(jī)猜測(cè)的困難，引發(fā)探究欲望。
教學(xué)環(huán)節(jié)（二） 師生活動(dòng) 二、合作探究，探索二分查找 （一）活動(dòng)一：探索“尋寶秘籍” 借助導(dǎo)學(xué)單，四人小組合作探索在有序排列的80個(gè)寶箱中提問(wèn)找出寶藏。 1.明確合作要求 課件出示合作要求，指名讀合作要求，其他同學(xué)認(rèn)真傾聽(tīng)。 2.小組合作探究 按照導(dǎo)學(xué)單要求，組長(zhǎng)組織學(xué)習(xí)，嘗試用一直用同一種提問(wèn)方式尋寶。合作前強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)：（1）藏寶人不能讓其他同學(xué)看到“寶藏信息①”；（2）尋寶人每次提問(wèn)方式相同，一直用這種方式問(wèn)下去，直到找到寶藏，如果提問(wèn)方式不同，藏寶人不回答。 3.教師巡視指導(dǎo) 學(xué)生合作過(guò)程中，教師巡視指導(dǎo)學(xué)生分工情況和提問(wèn)方式，直到找出寶藏。 4.展學(xué)反饋結(jié)果 5.教師小結(jié) 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)尋寶活動(dòng)一的思維過(guò)程，對(duì)提問(wèn)方式進(jìn)行歸納提煉，引出下一個(gè)活動(dòng)。 師：有沒(méi)有一種問(wèn)法，既能縮小范圍、又確定位置，讓我們每次都很快的找到寶藏呢？小組再次合作，找出尋寶秘籍。
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)小組合作討論，用尋寶的方法進(jìn)行思維搭建，經(jīng)歷思維過(guò)程：用“是什么”的問(wèn)法能確定結(jié)果，但得到結(jié)果的次數(shù)是有偶然性的；用“( )之間”能縮小范圍，但不能確定結(jié)果。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生將兩者方法進(jìn)行結(jié)合，既能確定結(jié)果，又能讓得到結(jié)果的次數(shù)確定在一定范圍內(nèi)。
教學(xué)環(huán)節(jié) （三） 師生活動(dòng) （二）活動(dòng)二：找出“尋寶秘籍” 1.自學(xué)，觀看微視頻 觀看“尋寶秘籍”視頻，思考：視頻中尋寶人第1次提的什么問(wèn)題？每次提問(wèn)后查找范圍有怎樣的變化？ 生：≥40嗎？（NO）；≥20嗎？（NO）；≥10嗎？（NO）；…… 視頻中寶藏編號(hào)為2號(hào)，最快提問(wèn)6次尋到寶藏。 2.再次合作，找出秘籍 四人小組依據(jù)導(dǎo)學(xué)單的合作要求再次分工合作學(xué)習(xí)。用學(xué)習(xí)工具幫助尋寶。 3.小組展示反饋 課件出示展學(xué)要求，小組根據(jù)展學(xué)要求，演示尋寶過(guò)程，借助“展學(xué)小助手”進(jìn)行尋寶總結(jié)。 4.教師小結(jié) 第一次提問(wèn)≥40嗎？是為了找到80個(gè)寶箱的中間位置，將查找范圍縮小一半，第二次問(wèn)≥20嗎？也是為了找到20-40的寶箱的中間位置，將范圍再次縮小一半……像這樣在有序排列的數(shù)據(jù)中，從中間位置開(kāi)始，每次將范圍縮小一半，這樣的查找的方法就是二分查找，這種方法有利于我們快速找到寶藏。
設(shè)計(jì)意圖 小組再次合作討論，通過(guò)縮小查找范圍，激發(fā)學(xué)生的探索欲望。體驗(yàn)用“=”（確定）和“>或<”（縮小范圍）相結(jié)合的方法，從中間位置開(kāi)始查找范圍縮小一半，重復(fù)以上過(guò)程得出方法——二分查找。活動(dòng)中，用導(dǎo)學(xué)工具輔助學(xué)生查找寶藏，讓思維過(guò)程可視化，幫助學(xué)生體驗(yàn)二分查找的思維過(guò)程，感受算法的優(yōu)越性。
教學(xué)環(huán)節(jié) （四） 師生活動(dòng) （三）運(yùn)行程序，體驗(yàn)二分查找 活動(dòng)三：體驗(yàn)程序 在有序排列的80個(gè)寶箱中用了6次或7次提問(wèn)就找到了寶藏在71號(hào)寶箱內(nèi)，如果是在800個(gè)、8000個(gè)、80000個(gè)、800000個(gè)寶箱內(nèi)找出71號(hào)寶箱又需要多少次呢？ 1.出示體驗(yàn)要求，教師演示 （1）打開(kāi)電腦桌面二分查找程序。 （2）修改最大數(shù)，將最大數(shù)設(shè)為800或8000，體驗(yàn)二分查找的優(yōu)越性。 2.學(xué)生運(yùn)行程序，對(duì)比觀察 學(xué)生運(yùn)行二分查找程序，修改最大數(shù)為800或8000……，對(duì)比觀察找到71號(hào)寶箱的提問(wèn)次數(shù)。 3.展示反饋小結(jié) 數(shù)據(jù)擴(kuò)大10倍，只需要多提問(wèn)3次就可以將查找范圍縮小到前一個(gè)查找范圍內(nèi)，說(shuō)明在大數(shù)據(jù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)查找，二分查找具有非常高效的特點(diǎn)。 4.明晰算法 1、我們用二分查找法可以在任何的一組數(shù)里，查找到目標(biāo)數(shù)嗎？ 如：在1，58，32，9，2，10，70……109，30的數(shù)據(jù)里找58，可以嗎？ 2、當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時(shí)，用二分查找法，如何找中間值？ 學(xué)生觀看視頻，小組交流討論，小組派代表回答，給小花獎(jiǎng)勵(lì)。 師生共同歸納二分查找法的特征，以及取中間數(shù)的公式。
設(shè)計(jì)意圖 在初步了解算法的基礎(chǔ)上，深入了解算法，了解二分查找法的特征，知道二分查找法的優(yōu)缺點(diǎn)，掌握中間值下標(biāo)的求解公式，為日后編寫(xiě)程序打下基礎(chǔ)。
教學(xué)環(huán)節(jié) （五） 師生活動(dòng) 三、課堂總結(jié)，算法應(yīng)用延伸 1. 通過(guò)今天探尋寶藏的學(xué)習(xí)，你們有什么收獲？ 2.總結(jié)延伸：通過(guò)今天探尋寶藏活動(dòng)，體驗(yàn)了二分查找法的優(yōu)越性，希望大家能在今后的學(xué)習(xí)和生活中運(yùn)用今天所學(xué)去不斷嘗試和探索，遇到困難時(shí)能根據(jù)具體情況去優(yōu)化解決方案，選擇最優(yōu)的解決策略。
設(shè)計(jì)意圖 梳理重點(diǎn)，鞏固所學(xué)，趣味拓展，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
板書(shū)設(shè)計(jì) 二分查找 （折半查找法） 排序：據(jù)按照一定的順序排序 折半：將整個(gè)序列一分為二 確定查找的上限、下限、中間值
課件設(shè)計(jì)
教學(xué)反思 本節(jié)課借助尋寶情境，告訴大家在尋寶的過(guò)程中，我們所做的“尋”其實(shí)就是“查找”。通過(guò)探究尋寶秘籍，帶大家認(rèn)識(shí)了二分法縮小查找范圍的過(guò)程，掌握了頭部數(shù)字和尾部數(shù)字變化的規(guī)律，并請(qǐng)同學(xué)完整地用自然語(yǔ)言描述二分查找的算法，最后用“Scratch”軟件驗(yàn)證。 整堂課環(huán)節(jié)緊湊，通過(guò)一步步的引導(dǎo)，層層剖析，帶學(xué)生們實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了二分查找。

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