資源簡介

(共35張PPT)
第5單元 第2課
圖書的排序算法
（湘科版）五年級
下
1
核心素養目標
3
新知講解
5
拓展延伸
7
板書設計
2
新知導入
4
課堂練習
6
課堂總結
課后作業
8
01
核心素養目標
信息意識
計算思維
數字化學習與創新
信息社會責任
認識到高效的信息處理對社會的積極影響，同時關注技術應用的倫理問題，意識到不當的信息處理可能帶來的隱私和安全問題。
提高數字化工具的應用能力，通過算法實現和優化，培養創新思維，增強編程技能，并探討改進算法的可能性，以提高效率。
掌握基本的算法思想和步驟。能夠使用算法思維來解決實際問題，熟練應用冒泡排序算法。
理解排序在信息處理中的重要性。意識到排序算法在計算機科學及日常生活中的廣泛應用。
02
新知導入
活動背景
在現實生活中，排序很重要。例如，電子郵件一般按接收時間排序以便及時處理；網上購物時，可以按商品銷量或者價格高低排序以方便挑選；對圖書進行排序，更便于查找和借閱。
計算機圖書排序算法在信息檢索、數據管理、用戶體驗、復雜查詢、數據分析、系統性能、應用場景和算法研究等方面具有重要意義，是現代信息系統中不可或缺的工具。
02
新知導入
活動目標
1、了解排序的作用和規則。
2、理解冒泡排序算法的基本思想。
3、體驗冒泡排序算法的程序實現。
02
新知導入
03
新知講解
一、排序的作用和規則
排序是按照一定的規則，將無序的物品或對象變為有序的過程。排序的目的是便于快速查找和有效管理。排序的規則多種多樣，例如高矮排序。
03
新知講解
一、排序的作用和規則
還可以按照快慢、大小、顏色和字母順序等排序。
03
新知講解
二、冒泡排序算法
在日常生活中，對于一些簡單的排序任務，我們可以通過觀察，快速完成。對于一些比較復雜的排序任務，比如，要將成百上千本書按照編號或書名排好序，就需要使用科學合理的方法。
03
新知講解
采用冒泡方法排序
以根據分冊編號對兒童百科全書排序為例，圖書排序問題可轉化為將一組數“3241”，按從小到大、從左到右的順序重新排列。
03
新知講解
要解決這個問題，可以采用“依次比較相鄰兩個數的大小，根據比較結果決定是否交換順序，重復這個過程，直到完成全部排序”的方法。
03
新知講解
4個數排序：需要3趟、6次比較、4次交換。第1趟把最大的數排在正確位置。第2趟把第2大的數排在正確位置，以此類推。具體步驟如下:
03
新知講解
嘗試使用冒泡排序算法完成下列任務，并記錄相關數據。
探究實踐
將“4321”按從小到大、從左到右排序
趟次 完成每趟后的排序結果 比較次數 交換次數
第1趟
第2趟
第3趟
小結 共計：（ ）趟，（ ）次比較，（ ）次交換。
03
新知講解
嘗試使用冒泡排序算法完成下列任務，并記錄相關數據。
探究實踐
將“4321”按從小到大、從左到右排序
趟次 完成每趟后的排序結果 比較次數 交換次數
第1趟 3214 3 3
第2趟 2134 2 2
第3趟 1234 1 1
小結 共計：（ 3 ）趟，（ 6 ）次比較，（ 6 ）次交換。
03
新知講解
算法的優化
通過觀察發現，如果某趟沒有發生數據交換，說明這些數已經按要求排列好。增加“在某一趟沒有發生交換，排序完成”的判斷條件，可以減少比較次數，優化算法。
03
新知講解
冒泡排序算法的基本思想是：重復地依次比較一組數中兩個相鄰的數，如果順序不符合要求就交換位置，直到沒有交換需要，排序完成。這種排序的過程很像水泡從水底往上冒，因而得名冒泡排序。
采用冒泡排序算法對n個不同大小的數進行排序，有以下基本規律：
03
新知講解
探究實踐
嘗試對4個不同大小、不同排列順序的數按照從小到大排序，驗證上文中有關冒泡排序的基本規律。
將“6357”按從小到大、從左到右排序
趟次 完成每趟后的排序結果 比較次數 交換次數
第1趟 3567 3 2
小結 共計：（ 1 ）趟，（ 3 ）次比較，（ 2 ）次交換。
03
新知講解
三、冒泡排序算法的程序實現
采用冒泡排序算法對大量數據進行排序時，編寫計算機程序實現算法速度快，準確率高。
03
新知講解
1、運行冒泡排序程序，將一組數按從小到大排序。
探究實踐
03
新知講解
03
新知講解
03
新知講解
2、輸入不同數據，觀察不同數據排序所需趟次。
探究實踐
4 4 4
04
課堂練習
1、排序的主要作用是（ ）
A. 讓數字變得更復雜 B. 讓數據更整齊，方便查找和使用
C. 讓數字顏色更漂亮 D. 讓數字消失
2、 冒泡排序中，每一趟比較的目的是( )
A. 把最小的數移到最左邊
B. 把最大的數移到當前未排序部分的最后
C. 隨機交換數字的位置
D. 把中間的數移到右邊
3、 如果要對5個數進行從小到大排序，最多需要幾趟？ （ ）
A. 3趟 B. 4趟 C. 5趟 D. 2趟
B
B
B
04
課堂練習
4、在冒泡排序中，如果相鄰的兩個數左邊比右邊大，應該( )
A. 保持不動
B. 交換它們的位置
C. 直接刪除大的數
D. 把大的數標記成紅色
5、 以下哪組數字經過一趟冒泡排序后可能變成“2 3 1 4”？
A. 3 2 1 4 B. 1 3 2 4 C. 3 1 2 4 D. 4 3 2 1
二、判斷題
1、如果兩個數相等，冒泡排序時會交換它們的位置。（ ）。
B
×
C
04
課堂練習
三、操作題
完成“386415” 六個數據采用冒泡排序進行從小到大、從左到右排序。
05
拓展延伸
排序在生活中的應用
超市會將飲料、零食、日用品分類擺放，排序讓顧客快速找到需要的商品，就像數字排序能更快找到最大值一樣！
05
拓展延伸
另一種簡單排序——選擇排序
每次選最小的數排隊——選擇排序。選擇排序像“排隊點名”，每次從剩下的數里選出最小的放在最前面，重復直到全部有序。
05
拓展延伸
計算機的“超能力”——快速排序
計算機如何處理大量數據？計算機用算法快速處理成千上萬的數字，比如快速排序（比冒泡更快），但需要更復雜的規則。
05
拓展延伸
逆序對的秘密
排序難度的“溫度計”，如果數列中逆序對（如3在1前面）越多，排序需要的交換次數就越多，就像收拾亂房間更費時間。
05
拓展延伸
排序與搜索的關系
先排序再搜索，速度更快，就像字典按字母排序后查單詞更快，排序后的數字用二分查找能快速定位目標。
06
課堂總結
1
引入新知內容
圖書的查找算法
2
排序的作用和規則
3
冒泡排序算法
4
冒泡排序算法的程序實現
5
進行相關知識拓展
1
2
3
4
5
07
板書設計
圖書的查找算法
1、進行新知引入
2、排序的作用和規則
3、冒泡排序算法
4、冒泡排序算法的程序實現
5、進行知識拓展
課后作業。
1、冒泡排序法的具體應用。
08
課后作業
1、如果用冒泡排序法將5個大小不同的數從小到大排序。經過第一趟比較和交換， 一定能排在正確的位置。最少需要 趟，最多需要 趟。
2、在排序時，如果這組數中有相同的數應該如何處理
最大數
1
4
不交換它們的位置，保持原來的順序。
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