資源簡介

(共21張PPT)
義務教育信息科技（2024）五年級　　　　　　　　　　
第1課時
第五單元　把數據排列有序
五年級下冊
第20課　化大為小桶排序
1
2
認識桶排序算法，能夠使用自然語言描述桶
排序算法的執行步驟。
了解桶的數量和范圍在桶排序中的作用，感
受將大的數據量化大為小的分治思想。
學習目標
第20課　h化大為小桶排序
這一課學習排序算法中較常用的又一種方法—桶排序算法。利用這個方法可以把較大的數據量分為較小的數據量，便于分析處理。
第20課　課堂導入
　　老師收到了50位同學參加朗誦活動的報名信息表，這些同學來自一至五年級各班。現在這些信息表處于混亂狀態，老師希望把這些信息表按照報名同學的年齡從小到大排序。
　　現在請你幫助老師想一個方法來完成這個任務。　　
任務情境
一 分析桶排序的算法
二 桶排序算法的應用
學習活動
第20課　學習活動
提示：信息表中年齡大小是實際歲數。
先把學生信息表中的年齡數據整理為表格。觀察數據，說一說自己的想法。
第20課　學習活動
任務分析
9.08表示9歲8個月
一、分析桶排序的算法
要把報名信息表按照學生的年齡從小到大排序。
數據有點多，人工操作起來很繁瑣，有沒有其他方法呢？
可以使用桶排序的方法來完成。
直接用前面所學排序法來排序好嗎？
第20課　學習活動
一、分析桶排序的算法
任務分析
　　桶排序中的“桶”代表的是一個數據區間范圍，里面可以放置一個或多個數據，就像一個容器一樣。
第20課　學習活動
一、分析桶排序的算法
認識“桶”
每個年級學生的年齡會在不同的區間范圍。
一個年齡區間可以是一個桶。每個年齡段分別設一個桶。
第20課　學習活動
認識桶排序
一、分析桶排序的算法
　 第1步：設置5個桶（數據區間），用于放置不同年齡段的信息表。
第20課　學習活動
桶排序步驟
一、分析桶排序的算法
第1個桶：年齡為7（含）至8歲的學生信息表
第2個桶：年齡為8（含）至9歲的學生信息表
第3個桶：年齡為9（含）至10歲的學生信息表
第4個桶：年齡為10（含）至11歲的學生信息表
第5個桶：年齡為11（含）至12歲的學生信息表
　　第2步：把所有年齡數據逐個放入對應的桶里，填寫表格。
第20課　學習活動
一、分析桶排序的算法
桶排序步驟
　第3步：把每個桶里放入的信息表按年齡大小排序。
用所學排序方法，分別完成每個桶內的數據排序。
第20課　學習活動
一、分析桶排序的算法
桶排序步驟
　　第4步：依次取出5個桶里已經排好序的信息表，按桶號順序組合到一起，全部信息表就排序完成了。
第20課　學習活動
一、分析桶排序的算法
桶排序步驟
第20課　學習活動
桶排序的基本過程
　　通過上述操作，可以總結桶排序算法的一般步驟。
　　1. 創建桶，確定桶的區間范圍和數量。
　　2. 把所有數據逐個放入對應的桶中。
　　3. 對每個桶內的數據進行排序。
　　4. 按照桶的順序把數據組合起來。
一、分析桶排序的算法
　　桶排序有哪些優勢？又存在哪些不足？
　　提示：
1．可以從數據量來分析，數據量分別是20個、500個、1 000個、100 000個等時的排序情況。
2．可以通過網絡搜索這一問題并閱讀，小組同學一起分析討論，確定主要結論并在全班交流分享。
第20課　學習活動
二、桶排序的優勢與不足
討論交流
第20課　學習活動
二、桶排序的優勢與不足
　　桶排序是一種化大為小、分而治之的問題分解思想。主要優勢舉例如下：
　　1. 面對大量數據，沒辦法將所有數據一次處理完成時，可以劃分成一定數量的桶來分別處理；
　　2. 在數據分布均勻時，具有較高的排序效率，因為桶排序將數據分散到多個桶中獨立進行排序，不需要逐個比較和交換數據；
　　3. 可以靈活調整桶的數量，優化桶排序的性能；
　　4. 通過在每個桶中使用穩定性較好的排序算法，可以保證桶排序的穩定性。
討論交流：桶排序的優勢與不足
第20課　學習活動
二、桶排序的優勢與不足
　　主要不足舉例如下：
　　1. 桶排序需要預先知道待排序數據的范圍，否則無法合理設置桶的數量；
2. 數據分布不均勻時影響排序效率，某些桶可能會比其他桶集中了更多的數據，導致排序效率下降；
3. 對于大量重復數據，因某些桶數據過多而增加排序時間。
討論交流：桶排序的優勢與不足
　　
　　1．通過學習桶排序算法，知道面對較大的數據量時，可以使用桶排序，把數據量化大為小來解決問題。
　　2．桶的數量和范圍在桶排序中具有關鍵作用，要合理設置，才能發揮桶排序的作用。
　　3．把大的數據量分解為小的數據量來處理，體現了問題分解的思想。日常學習生活中，要注重培養問題分解的思維能力。
第20課　課堂總結
　　1．在學校組織的參觀博物館活動中，需要為來自不同年級五個班的同學安排車輛和座位。
　　具體情況：如果每個班安排一輛車，車輛座位數不夠；如果每個班安排兩輛車，每輛車都會有空位置。
　　請你思考：如何規劃同學乘車的問題？這個過程中是否存在算法？
1號車
2號車
3號車
4號車
5號車
第20課　拓展與提升
　　2．通過搜索引擎或生成式人工智能應用軟件查找：還有哪些常用的排序算法？它們各有什么特點？排序算法可以解決哪些生活與學習問題？
下課啦！

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