資源簡介

(共24張PPT)
第8課
算法的多樣性
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同一問題存在多種算法
一起學習
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同一問題的多種算法驗證
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一起來討論
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一起來討論
下圖中，童童從學校到家有哪幾條路可以走？
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一起來討論
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一起來討論
現實中，解決一個問題的算法往往具有多樣性，即可用不同的算法來解決同一個問題。
例如，解決猜數字游戲問題，除了前面學過的算法外，還可以采用順序查找和二分查找算法。
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問題分析
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問題分析
策略一:按順序依次查找。
依次將1，2，3，···，99，100(或100，99，98，···，2，1)與da比較，直到找到為止。
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問題分析
策略二:取中間數查找
1~100范圍內的數是依次增加的，依據該有序性可依次取中間數來查找。先取1~100的中間數50與da比較，若da等于50，則查找成功;若da小于50，則取1~49的中間數25與da比較:若da大于50，則取51~100的中間數75與da比較··..··如此反復，直到找到為止。在1~100范圍內查找目標數37的過程如下所示:
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問題分析
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問題分析
計算機中的“查找”指根據所給條件找出滿足條件的對象，即在存儲的一批數據內找出一個特定的數據，或者確定在這批數據內是否存在這樣的數據。
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問題分析
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解決問題的多種算法設計
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解決問題的多種算法設計
算法一:順序查找。
假設目標數為37，并用變量da表示，取到的數用變量cai表示。
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解決問題的多種算法設計
算法二:二分查找。
假設目標數為37，并用變量da 表示，計算得到的中間值用變量cai 表示，用變量cz 和zz 表示可取數的范圍，初始查找范圍為 1~100，則cz的初值為1，zz的終值為100。
任務二：查找算法流程圖
1.掌握順序查找和二分查找的算法流程圖；
2.使用流程圖軟件draw.io繪制或補充流程圖。
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解決問題的多種算法設計
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解決問題的多種算法驗證
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解決問題的多種算法驗證
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解決問題的多種算法驗證
想一想：
上述程序中，若變量da的值為137，則程序運行結果是什么 若要顯示對應提示，則應如何修改程序
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解決問題的多種算法驗證
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解決問題的多種算法驗證
算法二的流程圖驗證:
根據上述算法二的流程圖，可通過表格的形式列出變量cz、zz和cai的值來驗證該算法。
通過3次循環，找到數37
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解決問題的多種算法驗證
試一試：
若變量da的值為137，請用表格的形式列出變量cz、zz和cai的值
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一起來練習
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課堂總結
1.解決同一問題，可以采用不同的算法，體現了算法的多樣性。
2.順序查找，就是在一定的范圍內依次查找符合條件的值，直到找到為止。
3.二分查找法，就是在一個有序的范圍內，依次取中間數來查找，直到找到為止。
4.可通過編寫程序驗證、列出流程圖的執行驗證等多種方式驗證算法《算法的多樣性》教學設計
一、學習內容分析
《算法的多樣性》是浙江教育出版社《義務教育教科書信息科技》六年級上冊第二單元《算法的效率》第1課。前面的學習中，已經介紹了利用算法解決問題的過程，問題分析、抽象與建模、設計算法、驗證算法等過程來解決問題。為了讓學生能體驗多種算法解決同一個問題，本課將猜數字的過程看作“查找”問題，引入了兩種查找策略，即按順序依次查找和取中間數查找，分別對應順序查找算法和二分查找算法。本課的練習活動主要是讓學生討論查找目標數、查找范圍與查找順序等要素。例如，在“想一想”欄目中，當目標數超出查找范圍時，順序查找算法如何優化？通過對該問題的思考，讓學生意識到算法有待完善，逐步形成算法優化的意識。在“試一試”欄目中，當目標數超出查找范圍時，二分查找算法的執行過程應該是怎樣的？通過該問題的動手實踐，讓學生進一步理解二分查找算法的思想以及解決問題的過程。在“練習”欄目中，如果把順序查找的順序倒過來，相應算法和程序如何修改？通過該問題的解決，讓學生體驗利用計算機程序解決問題的過程。
二、學情分析
學生在第一單元中已經學習了利用算法解決問題的過程，針對某個問題，初步具備了通過問題分析、抽象與建模、設計算法、驗證算法等過程來解決問題的能力，也體驗了猜數字游戲問題解決的過程，對猜數字游戲的情境已有所了解。為了讓學生能體驗多種算法解決同一個問題，本課將猜數字的過程看作“查找”問題，引入了兩種查找策略，即按順序依次查找和取中間數查找，分別對應順序查找算法和二分查找算法。
三、學習目標
教學目標 核心素養指向
1.通過設計猜數字游戲的算法，理解順序查找和二分查找的思想，樹立使用多種方法解決同一個問題的意識。 2.通過驗證猜數字游戲的算法，初步掌握順序查找和二分查找的程序設計方法，提高算法實現的能力。 【信息意識】 樹立使用多種方法解決同一個問題的意識【計算思維】 理解順序查找和二分查找，以及二者的區別
四、教學重難點
教學重點：設計猜數字游戲的多種算法。
教學難點：實現及驗證猜數字游戲的多種算法。
五、課前準備
1.網絡教室、Python編程環境。
2.童童家到學校的圖片。
3.猜數字游戲的二分查找程序。
設計思路
本課建議采用項目化學習方式，比如，圍繞“你還能用哪種算法來解決猜數字游戲”這個驅動性問題，讓學生展開持續性的學習。安排“小組猜數”環節，學生三人一組，模擬猜數字游戲。一個學生設定目標數，另一個學生猜數，第三個學生記錄猜數過程。教師通過引導，讓學生歸納出按順序依次查找和取中間數查找這兩種策略。再通過教材中表格的形式和“試一試”欄目，讓學生統計在1~100 范圍內查找目標數37分別需要比較的次數，以此理解兩種策略查找數字的過程及思想。
七、學習過程
（一）視頻導入，引出新知
教學內容與活動 設計意圖
1.視頻導入，討論思考 小試身手，找出合適的路線。 2.引出主題，提出目標 現實中，解決一個問題的算法往往具有多樣性，即可用不同的算法來解決同一個問題。 知識遷移，設置生活情境快速引起學生興趣。
（二）項目引領，學習新知
教學內容與活動 設計意圖
1.問題分析 (1)觀看視頻，學習“猜數字”游戲的算法描述，了解“猜數字”游戲本身是一個查找過程，針對此問題有多種方法解決（順序查找、分段查找），思考：兩種查找方法，說一說其區別。 (2)觀看視頻，結合教師講解，理解查找過程的概念。 (3)活動一：小組討論：按順序查找，從1～100范圍內找到37，需要查找多少次？ 2.解決問題的多種算法設計 （1）通過對比，掌握兩種通用算法“順序查找法”、“二分查找法”，了解兩種查找法的流程圖。 （2）活動二：小組合作探究，分析順序查找法和二分查找法的流程圖，帶入數值進行分析，并補充兩種查找法的流程圖。 （3）小組相互幫助，投屏展示小組流程圖，介紹繪制技巧或遇到問題，教師小結 3.解決問題的多種算法驗證 （1）觀看視頻，讀一讀python程序，掌握順序查找法的程序驗證過程。思考討論：若變量da改為137，程序的運行結果是什么？若要現實對應提示，應如何修改程序？ （2）活動三：觀看視頻，讀一讀流程圖和表格的算法驗證過程，掌握二分查找法的程序驗證過程。思考討論：若變量da改為137，請用表格的形式列出變量cz、zz和cai的值。 微課學習，掌握查找的基本知識。 知識遷移，掌握順序查找的特點。 體驗流程圖的算法描述。 提升數字化創作實踐能力。 形成合作與分享氛圍 通過設置問題，提升問題解決能力及合作探究能力。 引導學生進一步思考，根據問題的變化調整和優化。
（三）拓展練習，總結提升
教學內容與活動 設計意圖
拓展任務：若將變量cai的取值依次為100、99、……、2、1，則相應的算法程序應該怎么修改？ 總結今天所學。 鞏固課堂知識

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