1.3排序算法 教学设计-2022电子工业版 五年级下册

《1.3 排序算法》教学设计 教学内容分析 本节课是2022年电子工业出版社出版的五年级下册第一单元第3课。本节课分为三个活动：“冒泡排序算法”“快速排序算法”“不同算法时间效率的比较”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。 教学目标及核心素养指向 1、知道冒泡排序算法（信息意识） 2、能使用快速排序算法（信息意识、计算思维） 3、能综合所学进行不同算法时间效率的比较（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任） 教学重难点 教学重点： 1、 知道冒泡排序算法 2、能使用快速排序算法 设计原因：了解排序算法是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。 教学难点： 能综合所学进行不同算法时间效率的比较 设计原因：进行不同算法时间效率的比较在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。 教学过程 1、情境导入（3分钟） 教师活动 学生活动 情境引入：小江与慧慧到学校图书馆当志愿者，他们需要把同学们还回来的一堆图书按顺序放入书架。管理员教他们先在这堆图书里随机拿出一本，然后将其他图书与这本书进行比较，把比它编号小的放到一边，比它编号大的放到另一边。接着将分成的两堆图书继续按这样的方法整理。“这种方法效率高吗?”小江和慧慧将信将疑。他们决定用不同的排序算法进行验证。 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问 设计意图： 激发学生对排序算法的学习兴趣并快速进入学习状态。 2、新知讲授（30分钟） 教师活动 学生活动 活动1：冒泡排序算法 小江想要使用冒泡排序的方式整理图书，他先从左到右将相邻的两本图书的编号进行比较，如果左边图书的编号比右边图书的编号小，则不交换顺序;如果左边图书的编号比右边图书的编号大，则交换两本图书的顺序，直到比较完最后两本图书，就完成了一轮排序。第一轮排序的过程如表 1.3.1所示。 冒泡排序是一种简单的排序算法，在排序的过程中，数字就像一串从水底升上来的泡泡，一个个“浮”出来。冒泡排序的第一轮:将相邻的两个数逐一进行比较，这一轮只能将末位上的数归位;第二轮:将除末位上的数之外的其他数再逐一进行比较，这一轮能将倒数第2位上的数归位，以此类推。可以发现，每一轮都要把剩下的数比较一遍。 活动2：快速排序算法 慧慧想要使用图书管理员推荐的算法对图1.3.1中的图书进行排序她的方法是:首先在这些图书的编号中任意找一个数作为“基准数”，即参照数。假设将“14”作为基准数，然后从这个序列中最后一位数开始与基准数进行比较，将序列中所有编号比基准数“14”大的书放在其右边，将比基准数“14”小的书放在其左边。慧慧对书进行第一轮排序的过程如表 1.3.3 所示，第一轮排序后的结果如图 1.3.3 所示。 经过第一轮以“14”为基准数的排序，将书分为大、小编号的两组然后在左右两组编号中分别找两个基准数，再进行同样的操作，以此类推直到不可再分为止，这一排序方法就是快速排序。 活动3：不同算法时间效率的比较 小江和慧慧使用不同的算法对图书进行排序，小江使用了冒泡排序算法，慧慧使用了快速排序算法。我们发现，快速排序比冒泡排序比较的总次数少，因而用的时间会短一些。因此可以得出，在解决问题时，使用的算法不同，解决问题的效率也会不同。 例如,我们用程序对图1.3.1中的13个图书编号进行排序,也可以发现快速排序算法比冒泡排序算法所用时间更少，效率更高，如图1.3.4所示。 学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 活动1：冒泡排序算法 小组合作探究 参照第一轮冒泡排序的方法进行多轮排序比较，可以将书按由小到大的编号顺序进行排列，将排序轮次、每轮比较的次数与每轮排序的结果填入表1.3.2中。 活动2：快速排序算法 小组合作交流 参照第一轮快速排序的方法，经过多少轮可以将书按由小到大的编号顺序排列?将相关结果填入表 1.3.4中。 活动3：不同算法时间效率的比较 实践探究 当数据量小时，不同算法的时间效率差别不大;但当数据量大时，时间效率高的算法有更明显的优势。用图1.3.4中的程序，分别给10个数与30个数排序，验证冒泡排序与快速排序在算法时间效率上的不同。 设计意图: 培养学生独立思考的能力，提高核心素养。 3、课堂小结（7分钟） 教师活动 学生活动 总结本课内容： 活动1冒泡排序算法 活动2快速排序算法 活动3 不同算法时间效率的比较 学生一同回答并梳理知识 设计意图： 帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$