第19课 冒泡排序齐体验(2) （教学设计）信息科技人教版五年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦冒泡排序算法的完整过程、流程图梳理及代码实现，通过“过山车刺激指数排序”情境导入，回顾上节课相邻比较规则，引出按刺激指数排序新任务，搭建从排序概念到算法进阶的学习支架。 特色在于情境化与体验式教学结合，以过山车情境贯穿课堂，通过手动排序体验、程序交互、流程图梳理、Python代码实现的阶梯式活动，培养计算思维与数字化创新能力，小组合作与分层任务设计兼顾差异，助力学生理解算法逻辑，为教师提供可操作的教学方案。

第19课 冒泡排序齐体验(2) 教学设计 一、教学设计理念 本教学设计以义务教育信息技术课程新课标为核心指导，立足“素养为本”的教学理念，将计算思维培养作为核心目标，结合小学五年级学生的认知特点，采用情境化教学、体验式学习、做中学的教学模式。通过“过山车刺激指数排序”的趣味情境，把抽象的冒泡排序算法转化为具象的操作体验，让学生在动手实践、流程梳理、代码验证的过程中理解算法逻辑，发展数字化创新与实践能力。同时，注重算法思想的渗透而非复杂的编程语法，引导学生体会计算机解决问题的思路，树立“解决问题有多种算法”的思维意识，落实信息意识与信息社会责任的培养，让信息技术学习贴近生活、服务生活。 二、教学内容分析 本课是小学信息技术“数据排序”单元的第2课时，是冒泡排序算法的进阶学习内容，承接上一课对排序基本概念的认知，核心围绕冒泡排序的完整过程、流程图梳理、代码实现展开。教学内容以“过山车刺激指数从低到高排序”为线索，分为四轮核心环节：第一轮冒泡排序体验、第n轮冒泡排序巩固、流程图梳理算法逻辑、Python代码实现冒泡排序，最后通过“报数排序”游戏拓展算法多样性认知。本课的重点是让学生理解冒泡排序“相邻比较、交换位置、大数冒泡”的核心逻辑，掌握算法的流程图表达和基础代码实现，是培养学生计算思维、从“具象操作”向“抽象算法”过渡的关键课时，为后续学习更多算法和复杂编程奠定基础。 三、教学对象分析 本课教学对象为小学五年级学生，该阶段学生具备以下特点： 1. 认知上：已掌握基础的计算机操作，对“排序”有生活经验（如排队、成绩排名），能理解“相邻比较、交换位置”的简单规则，但对抽象的“算法”“循环”概念缺乏认知，难以直接理解代码中的双重循环逻辑。 2. 能力上：动手实践能力较强，喜欢趣味化、游戏化的学习活动，能完成简单的程序体验和表格填写，但逻辑推理和流程梳理能力仍需培养。 3. 心理上：好奇心强，对“过山车”等生活场景感兴趣，乐于参与小组合作和动手操作，但注意力持续时间有限，需避免复杂的语法讲解和枯燥的逻辑推导。 基于此，教学中需将抽象算法转化为具象的情境操作，降低理解难度，多采用体验式、可视化的教学手段。 四、教学目标 结合信息技术核心素养，从信息意识、数字化创新与实践、计算思维、信息社会责任四个维度设定目标： 1. 信息意识：能结合生活场景（过山车排序）感知数据排序的必要性，意识到算法是计算机解决数据排序问题的核心方法，能主动运用排序思想解决简单的生活数据问题。 2. 数字化创新与实践：能完成冒泡排序的手动体验和程序操作，会填写排序记录表；能梳理冒泡排序的流程图，理解流程图的基本符号和逻辑；能在海龟编辑器中体验冒泡排序的Python代码，尝试修改简单的代码块。 3. 计算思维：理解冒泡排序“相邻比较、大数后移、逐轮排序”的核心逻辑，掌握“分轮次、逐步缩小排序范围”的问题解决思路；能区分算法的“轮数”和“每轮比较次数”，体会“循环”的思想；了解解决排序问题的多种算法，培养算法多样性思维。 4. 信息社会责任：在小组合作体验排序的过程中，培养团队协作意识；体会计算机算法在生活中的应用价值，树立“用信息技术高效解决生活问题”的意识，规范使用编程工具，养成良好的数字化操作习惯。 五、教学重难点 （一）教学重点 1. 理解冒泡排序“相邻比较、交换位置、大数冒泡到末尾”的核心逻辑。 2. 掌握冒泡排序的完整过程，能完成多轮排序的记录表填写。 3. 理解冒泡排序流程图的逻辑，认识算法的可视化表达。 （二）教学难点 1. 理解冒泡排序中“每轮排序范围逐步缩小”的原理（即内循环n-i-1的含义）。 2. 理解代码中“双重循环”和“标志位提前结束排序”的逻辑，将具象操作转化为抽象的代码思维。 3. 从手动排序体验过渡到算法思想的提炼，形成初步的计算思维。 六、教学策略 1. 情境化教学策略：以“过山车乐园排序刺激指数”为核心情境，贯穿整节课的所有环节，让学生在真实的生活情境中理解算法的应用，降低抽象性。 2. 体验式学习策略：设计“手动排序体验—程序交互体验—流程图梳理—代码验证”的阶梯式体验活动，让学生从动手操作到逻辑梳理，再到代码实现，层层递进理解算法。 3. 任务驱动教学策略：将教学内容分解为四个核心任务（第一轮排序体验、第n轮排序巩固、画流程图、体验代码），每个任务设定明确的目标和成果（如填写记录表、完成流程图、运行代码），让学生带着任务学习。 4. 小组合作学习策略：在手动排序和流程图梳理环节，采用4人小组合作的方式，让学生在交流、讨论中互补思路，培养团队协作能力。 5. 可视化教学策略：利用PPT中的排序动画、程序交互页面、流程图模板，将抽象的排序过程和算法逻辑可视化，帮助学生建立具象认知。 6. 分层教学策略：对基础较弱的学生，重点要求完成手动排序和记录表填写；对基础较强的学生，鼓励尝试修改代码、探索for循环版冒泡排序，兼顾不同学生的学习需求。 七、教学资源准备 4. 教学PPT、冒泡排序演示动画、流程图模板、学生文件包（包含“最刺激的过山车.html”“整理剩余过山车.html”、流程图活动探究单、“冒泡排序算法.py”“冒泡排序算法【for循环版】.py”） 八、教学步骤 教学环节 教 师 讲 解 学 生 活 动 设 计 意 图 情景导入 （5分钟） 上节课，我们玩了“过山车排队”游戏，知道了排队规则，哪个同学还记得上节课我们是如何帮助管理员排队的？（邀请同学回答）上节课我们排队的规则是：相邻两个人比较体重，如果前面比后面重，就交换位置 今天过山车乐园再次迎来了一群兴奋的游客，他们想要体验最刺激的过山车，这样才能玩得最过瘾！ 游乐园有很多不同类型的过山车，它们的刺激指数也不一样，你有什么快速的办法可以帮助游乐园的管理员如何按照过山车的“刺激指数”从低到高排呢？？（邀请同学回答）没错，我们可以继续使用上节课学习的冒泡排序来解决排队问题！ 过渡：下面让我们用冒泡排序算法帮助管理员把过山车按照从低到高的刺激指数排好吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 以过山车排队为情境，回顾排序规则，引出“按刺激指数排序”的新任务。 新课讲授（30分钟） 一、最刺激的过山车 我们先来了解寻找最刺激的过山车的规则： 首先我们从过山车的最前面开始，依次比较相邻的两位中类型过山车。 如果左边的过山车刺激指数比右边的过山车刺激指数高，就互相交换位置。 经过一轮比较，最刺激的过山车会被“推”到过山车队伍的最后面。 这里有 6 辆过山车，每一辆都有自己的 “刺激指数”。我们的任务，就是把它们按照刺激指数从低到高排列好。 首先，我们来看最前面的两辆过山车。第一辆刺激指数是 7，第二辆是 5。7 和 5 哪个数字更大呀？（邀请学生回答）非常好！数字越大，就代表这辆过山车越刺激。那 7 > 5，就说明第一辆比第二辆更刺激 因此，为了让更刺激的车排在后面，我们需要将这两辆过山车交换位置。 所以经过比较后，这两辆过山车的位置变成了这样子（播放下一个动画）过渡：了解了基本过程后，那么下面，我们一起通过程序，来完成过山车刺激指数的第一轮排序吧！ 下面让我们通过“最刺激的过山车”程序，体验将过山车按照刺激指数从低到高排序的第一轮过程，并将体验的结果填写到下面的表格中 请同学们打开1、学生文件 -- 1、最刺激的过山车【程序体验】--index.html 程序，开始体验吧！（学生体验） 时间到，哪个同学来说说自己的排序结果？（邀请同学回答并简单点评） 这位同学回答的非常准备，下面我们结合这个同学的思路一起来分析总结吧！ 第 1 步我们已经示范过了：比较 7 和 5，因为 7>5，所以交换位置，得到了新的顺序 5,7,9,3,6,8。 现在我们来看第 2 步，要比较的是 7 和 9。7 和 9，哪个数字大？（邀请同学回答） 那 7 <9，说明现在 7 在 9 前面，符合 “小的在前，大的在后” 的规则吗？（邀请同学回答） 所以我们不需要交换它们的位置，顺序还是 5,7,9,3,6,8 接下来第 3 步，我们比较 9 和 3。9 和 3，哪个数字大？（邀请同学回答） 9 > 3，现在 9 在 3 前面，这就不符合规则了，我们要怎么办？（邀请同学回答-交换位置） 没错！交换之后，顺序就变成了 5,7,3,9,6,8。 我们用同样的方法完成第 4 步和第 5 步。 第 4 步：比较 9 和 6，9>6，交换，顺序变成 5,7,3,6,9,8。 第 5 步：比较 9 和 8，9>8，交换，顺序变成 5,7,3,6,8,9。 大家看，经过这一轮 5 次比较和交换，我们发现了什么？（邀请同学回答）刺激指数 9 的过山车跑到最后面去了！ 太聪明了！第一轮结束后，我们就把最刺激的过山车（刺激指数 9）送到了队伍的最后面。这就是冒泡算法的魔力，每一轮都能把当前最大的数 “沉” 到最后。 过渡：下面我们来完成下一个目标：在剩下的过山车中继续寻找直到所有过山车都按刺激程度排好顺序。 二、整理剩余过山车 下面让通过“整理剩余过山车”程序，体验将过山车按照刺激指数从低到高排序的完整过程，并将体验的结果填写到表格中 1、学生文件 -- 1、整理剩余过山车【程序体验】--index.html 程序开始体验吧！（学生体验） 时间到，哪个同学来说说自己探究的结果？（邀请同学分享，一边讲一遍播放答案并简单点评）过渡：那么我们顺着这个同学的思路一起来总结分析最终的排序过程！ 首先，在第二轮比较中，在剩余五辆过山车（5, 7, 3, 6, 8）中找到最刺激的那一辆。经过比较和交换，第二轮的排序结果为:？（5,3,6,7,8,9） 随后我们来到了第三轮比较，在剩余四辆过山车（ 5, 3, 6, 7）中找到最刺激的那一辆。经过比较和交换，第三轮的排序结果为？（5,3,6,7,8,9） 接着我们来到了第四轮比较，在剩余三辆过山车（3, 5, 6）中找到最刺激的那一辆。经过比较和交换，第四轮的排序结果为:？（3,5,6,7,8,9） 并且我们发现第四轮之后，所有过山车的顺序就再也没有变化了，这说明什么？（邀请同学分享） 因为正常情况下，我们冒泡排序的比较次数为n-1次，也就是我们这里有6辆过山车，应该比较几次？（5次） 如果遇到了还没有比较五次的话，冒泡排序就会提前结束。 过渡：现在，我们已经完成了过山车的完整排序。下一部分，我们就要用流程图，把这个神奇的过程画出来，让它变得更清晰。 三、完成最终的排序 首先，我们来分析第一轮冒泡排序，那么在最开始的时候，我们要先确定起始位置，也就是在程序当中将当前位置设置为1 紧接着，我们要判断一下这个冒泡排序是否结束。那么在这里呢，因为我们总共有6辆过山车，所以我们的一个判断结束的条件就是当前位置是否小于6 如果没有结束的话，那么我们需要进行第三步判断，判断是否需要交换 那么在我们过山车刺激指数这里呢，我们的一个判断是否需要交换的条件，就是当前刺激指数是否大于右侧的刺激指数 如果我们需要交换的话，那么就交换两辆过山车的位置，不需要的话，那么我们就继续找下一辆过山车 那在我们流程图当中，如果满足了这个条件，我们就走左边的分支，交换两辆过山车的位置。否则的话，我们就走右边的分支，继续找下一辆过山车 然后我们需要一直去比较。两辆过山车的刺激指数，所以呢，我们需要将当前的位置右移一位 然后不断循环，直到比较完了6个数之后，那么我们的第一轮比较就已经完成了。最终流程呢，会走向我们的结束这一个流程 以上便是我们第一轮完成冒泡排序的流程图分析。 过渡：那么下面我们结合这个思路，一起来分析冒泡排序完整的流程图吧！ 下面同学们尝试利用刚才分析的思路，将冒泡排序的整个完成的过程用流程图展示出来。请同学们打开1、学生文件 -- 3、完成最终的排序【画流程图】-- 活动探究单.doc 开始把流程图补充完整把！（学生实践） 时间到，哪个同学来说说你分析的这个流程图是怎样的呢？（邀请同学回答） 所以最终我们补充完成的流程图如图所示。 在开始后需要将轮数n设置为1，判断是否结束的条件是轮数小于6 如果满足我们就把未排序中的最大数交到未排序的数的最后面， 然后将轮数n加1 一直重复执行，直到轮数不再小于6，然后按照顺序输出过山车的刺激指数 整个流程就已经完成了！ 过渡：但是如果每次都需要人工来进行排序的话，时间会很慢，你有什么好方法可以提高效率嘛？（邀请学生回答） 没错！我们可以借助计算机的力量来试下冒泡排序！ 过渡：下面我们一起来体验冒泡排序的程序代码，简单了解它的过程吧！ 四、让计算机来排序 下面同学们使用海龟编辑器打开“冒泡排序算法.py”，体验程序，并尝试交换位置的代码块 请同学们打开1、学生文件 -- 4、让计算机来排序【代码体验】-- 冒泡排序算法.py 程序开始体验吧！（学生体验） 哪个同学来说说，你找到的交换位置的代码在哪里呢？（邀请同学回答） 我们可以看到，if 判断条件后面的代码就是用来进行比较和交换的，这段代码的意思是比较相邻的两个元素，如果前一个元素大于后一个元素，说明顺序不对，需要进行交换 那么我们还需要关注两段代码，第一个就是：while i<n-1 这段代码表示什么呢？有没有同学知道？（邀请同学回答） 使用while循环实现外层循环，外层循环控制排序的轮数，需要n-1轮（因为n个数需要比较n-1轮） 其次还有就是while j < n-i-1这段代码表示什么呢？有没有同学知道？（邀请同学回答） 因为每轮都会把当前最大数放到末尾，可以减少一次比较，所以需要n -i -1表示循环到未排序的最后一个数 过渡：到这里我们的学习之旅也接近尾声啦~一起来复习今天都学习了哪些内容吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 明确“相邻比较、交换”的规则，让学生理解“最刺激的被推到队尾”的过程 通过具体数值比较与交换操作，让学生直观感受第一轮排序的核心逻辑。 借助程序体验，引导学生记录每一步操作，加深对单轮排序的理解。 通过填写表格，梳理第一轮排序的完整过程，为后续多轮排序铺垫。 引导学生在第一轮基础上，对剩余过山车继续排序，体验完整算法。 呈现每轮排序结果，让学生发现“每轮确定一个最大值”的规律。 总结多轮排序的过程，提炼“n-1轮”的核心规律，理解算法本质。 用流程图可视化单轮排序逻辑，帮助学生建立算法思维。 引导学生绘制完整排序流程图，内化冒泡排序的整体结构。 通过可视化流程图，帮助学生理解冒泡排序的整体循环结构。 引导学生打开 Python 程序，从手动排序过渡到计算机自动排序的体验。 拆解双重循环与交换代码，让学生理解算法的核心实现逻辑 。 课堂总结 （3分钟） 首先，恭喜大家完成了今天的过山车挑战，掌握了冒泡排序的基本原理！ 这个过程，我们学习了冒泡排序的基本步骤，就是不断比较和交换； 我们学会了用流程图来描述这个过程，理解了里面的双重循环； 最后我们还知道了可以用程序来验证我们的排序结果。 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 梳理冒泡排序的过程、流程图与代码实现，巩固本课核心知识。 拓展提升 （3分钟） 除了冒泡排序，我们还有其他有趣的排序方法。比如这个“报数排序”游戏。大家可以看到插图里的场景，通过报数，我们也能让同学们按顺序排好队。这告诉我们，解决同一个问题，可能有很多不同的好方法。冒泡排序是其中非常经典和基础的一种。 前面的冒泡排序算法中，除了使用while循环，我们还可以用for循环来实现。 感兴趣的同学可以打开1、学生文件 -- 5、循环结构for循环【拓展提升】 -- 冒泡排序算法【for循环版】.py 这个算法告诉我们解决同一个问题，往往有多种不同的思路和方法，这正是编程的魅力所在。 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 通过游戏拓展排序方法，让学生理解算法的多样性。 展示 for 循环实现，引导学生思考同一问题的不同解法。 九、教学板书 冒泡排序齐体验(2) 核心规则：相邻比较，左高右低则交换，大数冒泡到末尾 一、排序过程 初始序列：7,5,9,3,6,8 第1轮：5,7,3,6,8,9（最大值9归位） 第2轮：5,3,6,7,8,9（次大值8归位） 第3轮：3,5,6,7,8,9（序列有序） 规律：n个数最多排n-1轮，每轮范围减1 二、核心逻辑 外层循环：控制轮数（n-1轮） 内层循环：控制每轮比较次数（n-i-1） 三、算法思想 分解问题→重复操作（循环）→逐步优化 四、拓展 排序算法不止一种：冒泡排序、报数排序... 十、教学反思 （一）亮点 1. 情境化设计贴合学生生活，将抽象的冒泡排序转化为“过山车排序”的趣味体验，让学生在动手操作中理解算法，有效降低学习难度，符合五年级学生认知特点。 2. 采用“手动体验—程序交互—流程图梳理—代码验证”的阶梯式教学，层层递进，让学生从具象操作过渡到抽象算法，逐步培养计算思维，落实了新课标“素养为本”的理念。 3. 注重小组合作和全员参与，设计了记录表、流程图等可视化成果，让每个学生都有动手和表达的机会，兼顾了不同学生的学习节奏。 （二）不足 1. 部分学生对代码中“双重循环”和n-i-1的含义理解仍有困难，由于课时限制，未能进行更细致的讲解和个别辅导，后续可设计微课供学生课后复习。 2. 流程图梳理环节，部分学生对“判断框”“流程线”的逻辑衔接掌握不佳，后续可提供更详细的流程图模板，降低绘制难度。 3. 算法拓展环节的“报数排序”游戏时间较短，学生未能充分体验，后续可将其设计为课后拓展活动，让学生深入体会算法的多样性。 （三）改进方向 1. 分层设计教学任务和作业，为基础较弱的学生提供更多的可视化演示和操作指导，为基础较强的学生设计更多的代码优化和算法探索任务。 2. 增加课堂互动环节，如设计“真人冒泡排序”游戏，让学生扮演过山车，现场进行排序，进一步强化对“相邻比较、交换位置”的理解。 3. 课后布置生活化的算法应用任务，让学生将冒泡排序思想运用到生活中，如成绩排序、玩具排序等，实现“从生活中来，到生活中去”。 十一、学生评价 本课采用过程性评价+成果性评价相结合的方式，全面评价学生的信息技术核心素养，评价主体包括教师、学生自评、小组互评，具体评价内容和标准如下： （一）过程性评价（60分） 从课堂参与、小组合作、任务完成度三个维度评价，由教师和小组互评打分： 1. 课堂参与（20分）：积极回答教师问题，主动参与排序体验和代码操作，能结合生活经验表达自己的想法；不参与课堂互动则酌情扣分。 2. 小组合作（20分）：在小组活动中能承担自己的任务（操作程序、记录、交流），能与组员交流排序思路，帮助组员解决简单问题；独自操作、不与组员交流则酌情扣分。 3. 任务完成度（20分）：能按时完成第一轮和第n轮排序记录表的填写，无明显错误；能跟随教师完成流程图梳理和代码运行；未完成任务则酌情扣分。 （二）成果性评价（40分） 从排序记录表、流程图、代码体验成果三个维度评价，由教师打分： 1. 排序记录表（15分）：填写完整，每一步的比较、操作、结果排序均正确，得15分；少量错误得10分；多处错误得5分；未填写得0分。 2. 流程图（15分）：逻辑正确，包含开始/结束、判断、操作等基本符号，流程线衔接顺畅，得15分；逻辑基本正确但符号缺失得10分；逻辑混乱得5分；未完成得0分。 3. 代码体验成果（10分）：能成功运行冒泡排序代码，观察到每轮排序结果，得10分；能运行代码但未理解结果得5分；无法打开或运行代码得0分；能修改代码并重新运行，额外加5分。 （三）评价等级 根据总分将学生评价分为四个等级：优秀（90-100分）、良好（80-89分）、合格（60-79分）、待提高（60分以下）。对“待提高”的学生进行课后个别辅导，帮助其掌握核心知识；对“优秀”的学生，鼓励其探索更多算法和代码优化方式。 （四）学生自评 课后让学生填写自评表，围绕“我是否理解冒泡排序的规则”“我是否能独立完成排序记录表”“我是否能运行冒泡排序代码”“我在小组合作中是否积极”四个问题进行自我评价，培养学生的自我反思能力。 学科网（北京）股份有限公司 $