第16课 比较交换找最值（教案）2025-2026学年五年级全一册信息科技人教版

《比较交换找最值》教学设计 教材版本：义务教育信息科技课程资源（五年级） 课时安排：1课时（40分钟） 授课对象：五年级学生 一、教材分析 本课是五年级第五单元起始课，基于2022年版课标"身边的算法"模块，聚焦无序数据中的最值查找算法。教材以"信封找最大数"游戏为载体，引导学生经历"手动操作→算法抽象→流程图描述→程序验证"的完整计算思维过程。本课首次系统引入列表（list）数据结构与while循环+if分支的复合结构，让学生理解"记录、比较、交换"是数据处理的基本操作，为后续"排序算法"奠定思维基础，体现"科"（算法原理）与"技"（编程实现）并重的课程理念。 二、学情分析 1.认知基础：学生已掌握while循环与if分支语法，能编写简单程序，但对"列表索引""算法优化（减少循环次数）"等进阶概念缺乏系统认知。 2.能力特点：对"找最高、最便宜"等生活化任务熟悉，具备初步的模拟操作与逻辑推理能力，适合在"游戏-抽象-验证"的探究链中建构算法思维。 3.学习障碍预测：难以理解bx[i]列表索引的零基特性；混淆a = bx[i]（赋值）与bx[i] > a（比较）的执行时机；对"循环次数=数据个数" vs "循环次数=数据个数-1"的优化逻辑理解不深。 三、教学目标（对应核心素养） 1.计算思维：通过信封游戏，能描述"设初始值→逐个比较→更新记录→循环完成"的最值查找算法，理解循环与分支的嵌套执行逻辑。 2.信息意识：感知列表结构在批量存储数据中的优势，理解索引是访问有序数据的通用方法。 3.数字化学习与创新：能阅读并补全while循环+if分支的复合程序，通过运行验证算法正确性，尝试修改程序找最小值。 4.信息社会责任：认识到最值算法在信息筛选、决策支持中的普适价值，养成"先设计算法，再编写程序"的工程习惯。 四、教学重难点 重点：理解最值查找算法的核心步骤（记录、比较、更新），掌握while循环与if分支的嵌套结构。 难点：理解列表索引的零基特性（bx[0]是第一个数），以及i = i + 1循环控制变量的自增逻辑。 五、教学准备 教师准备：教学课件、5个信封+数字卡片（24,91,42,108,35）、流程图磁贴、Pythn程序（找最值.py）、学习单（含算法步骤表、程序填空、循环次数分析表）。 学生准备：记录本、课前思考"如何在10个不同价格中快速找出最便宜的一个"。 六、教学过程 环节一：情境导入，游戏激趣（4分钟） 活动1：信封寻宝 道具展示：教师展示5个密封信封，编号1-5，神秘提问："哪个信封里的数最大？" 规则说明："每次只能开1个，看完要放回去，不能同时开多个，如何找？" 认知冲突：学生凭感觉猜（开2号），教师追问："一定是2号吗？凭什么？"引出系统性算法的必要性。 设计意图：通过实体游戏制造悬念，让学生意识到"凭感觉不可靠，必须靠算法"，激发探究动机。 环节二：手动操作，算法建模（10分钟） 活动2：模拟找最大数 1.小组体验（4分钟） 分组任务：每组发5个信封，学生按规则（开→看→放回）找出最大数，记录步骤。 方法分享：邀请最快小组描述过程："我先开1号，记住24；再开2号，91>24，记住了91..." 2.步骤提炼（3分钟） 师生共建：板书标准步骤： (1)准备A卡：记录当前最大值 (2)开第一个：将第一个数记在A卡 (3)开下一个：比较，如果更大就更新A卡，否则不动 (4)重复：直到所有信封开完 (5)输出：A卡上的数就是最大数 3.循环识别（3分钟） 提问："哪几步在重复？"（第3步开信封→比较→更新） 优化讨论："如果A卡初始写0，第2步也能合并到循环中，循环次数=信封数" 对比提升：程序中初始值为第一个数，循环次数=信封数-1，更高效！ 设计意图：从手动操作中抽象算法，理解"记录-比较-更新"的核心逻辑，为程序实现搭设支架。 环节三：流程图描述，结构可视化（8分钟） 活动3：算法流程图补全 1.流程图呈现（3分钟） 课件展示：半成品流程图（开始→创建列表→设a=0→i=1→菱形框（空）→输出a→结束）。 学生标注：学习单任务一：在菱形框中填写"i <= 5?"，在循环体内填写"比较→更新→i=i+1"。 2.零基索引铺垫（3分钟） 提问："程序中bx[0]对应哪个信封？"（1号信封） 口诀强化："列表下标从0起，0号就是第一个。" 对比分析：手动开1-5号对应程序访问bx[0]到bx[4]。 3.程序结构识别（2分钟） 学习单任务二：在流程图上用红笔圈出外层while循环和内层if分支，理解嵌套结构。 设计意图：将操作步骤转化为图形化流程图，重点突破索引零基与嵌套结构两个难点。 环节四：程序验证，代码解读（12分钟） 活动4：让算法跑起来 1.列表认识（3分钟） 教师演示：输入bx = [24, 91, 42, 108, 35]，解释方括号与逗号。 索引体验：输入bx[0]、bx[4]，观察返回值，理解越界错误（bx[5]会报错）。 len()函数：输入len(bx)，验证返回值为5。 2.程序补全（5分钟） 学习单任务三：补全程序关键行： bx = [24, 91, 42, 108, 35] cc = len(bx) a = bx[0] # 初始值为第一个数 i = 1 # 循环变量从1开始 while i < cc: # 循环条件 if bx[i] > a: a = bx[i] # 更新最大值 i = i + 1 # 循环变量自增 print('最大数为：', a) 分层支持：对困难学生提供代码填空（如bx[___]），对学优生要求注释每行作用。 3.运行调试（4分钟） 学生运行：观察输出"最大数为：108"。 循环追踪：教师用调试模式（或print插入）展示i从1→4的变化过程： i=1: bx[1]=91>24 → a=91 i=2: bx[2]=42<91 → a不变 i=3: bx[3]=108>91 → a=108 i=4: bx[4]=35<108 → a不变 优化发现：提问："循环了几次？"（4次）"为什么比5个信封少1次？"（初始值已占1次） 设计意图：通过代码补全、运行验证、循环追踪三步，让学生深度理解列表操作与嵌套执行逻辑。 环节五：拓展深化，举一反三（5分钟） 活动5：找最小值挑战 1.问题转化（2分钟） 提问："如何改程序找最小数？"（改>为<） 学习单任务四：学生独立修改并运行，验证结果是否为24。 2.算法泛化（3分钟） 头脑风暴：最值算法在生活中应用： 找出班级最高分 选出超市最低价商品 监测最高温天气 筛选最短时间路线 核心提炼：只要是无序数据集合，都可套用此算法。 设计意图：通过变式训练强化算法迁移能力，从特殊案例上升到一般模型，培养抽象思维。 环节六：课堂总结，分层作业（1分钟） 活动6：总结与作业 1.要点回顾：学生齐读"最值算法歌"：列表存数据，a存初始值，while循环跑，if比较妙，i自增别忘掉，最大最小都找到！ 2.作业布置： 必做：完成学习单"找出10个随机数中的最小值"流程图与代码补全。 选做（二选一）： A. 修改程序找出第二大的数（提示：需两个变量a1,a2）。 B. 思考：如果数据有10000个，循环会不会太慢？有没有更快方法？（预习排序算法） 设计意图：口诀强化算法结构，分层作业兼顾基础巩固与高阶挑战。 七、板书设计 第16课 比较交换找最值 信封游戏 → 列表算法 算法四步： ① 设a = 第一个数 ② while i < 个数: ③ if bx[i] > a: a = bx[i] ④ i = i + 1 ⑤ 输出a 循环次数：个数-1（优化！） 列表索引：从0开始（bx[0]） 嵌套结构：while套if 八、作业设计 必做作业：随机生成10个数（如[67, 23, 89, 12, 45, 90, 34, 56, 78, 9]），画出找最小值的流程图，并补全程序代码（将>改为<）。 选做作业（二选一）： A. 挑战类：找出列表中第二大的数（需设两个变量max1和max2，并更新逻辑）。 B. 研究类：查阅资料，了解"选择排序"算法如何利用"找最值"思想对列表完全排序。 九、教学评价设计 评价维度 评价指标 评价工具 评价主体 算法理解 能描述找最值的四步算法 课堂发言+学习单 教师观察+自评 程序实现 能补全并运行最值程序 学习单任务三 教师评价+互评 结构识别 能标注while-if嵌套结构 学习单任务二 教师批改 迁移能力 能修改程序找最小值 拓展任务 教师评价 十、教学反思要点 1.列表索引难点：学生易混淆bx[i]与i的关系，需用"信封号是i-1，列表下标是i"的口诀强化零基概念。 2.循环次数优化："循环次数=个数-1"的优化逻辑是认知跳跃点，需用"初始已占1个，只需比剩余"的实物演示（5个信封，只需开4次）辅助理解。 3.时间分配：环节四"程序验证"易超时，可准备"预装代码+注释填空"模式，降低输入时间，确保有充足时间调试追踪。 4.差异化支持：对编程困难学生，提供"程序拼摆卡"（代码行剪成条，排序粘贴），对学优生引导思考"一次循环同时找最大最小"（双变量法）。 5.生成性资源：收集学生"找第二大数"的不同策略（如先找最大再排除），作为下节课"选择排序"的导入素材。 学科网（北京）股份有限公司 $