项目八 模拟实现商品排序：常用排序算法及其比较（作业设计）-2025-2026学年沪科版高二信息技术选择性必修一

2026年道县优质教学资源评选活动 ---高二年级选择性必修一册第五单元 项目八《模拟实现商品排序——常用排序算法及其比较》作业设计 （注：标题采用四号宋体，正文采用五号宋体，1.5 倍行距。模板可根据需求稍微调整） 课程基本信息 主备人 阳美林 课型 新授课/对比探究课 学科 信息技术 年级 高二 学段 高中 版本章节 沪科版/选择性必修一/第五单元/项目八 作业设计 课标要求 《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》指出：通过本模块的学习，学生应能理解算法与数据结构在解决实际问题中的应用，掌握常用排序算法的基本思想与实现方法，能根据实际问题需求选择合适的算法与数据结构。本作业旨在巩固三种基础排序算法的核心知识，培养计算思维与工程决策能力。 教材分析 本节课选自沪科版《信息技术》选择性必修一《数据与数据结构》第五单元“排序与查找”中的“项目八 模拟实现商品排序——常用排序算法及其比较”。教材以冒泡、选择、插入三种基础排序算法为切入点，引导学生通过对比探究，理解算法效率的评估方法。本作业设计围绕这一核心，从手动模拟到代码实现再到算法优化，体现分层教学理念。 学情分析 学生已掌握数组与循环等基础知识，能够编写简单的查找程序，但对“完整排序”缺乏系统认知。通过课堂“擂台赛”探究，学生已初步理解三种算法的执行过程与效率差异，但对代码实现及算法稳定性仍需巩固。本作业设置A/B/C三层，满足不同层次学生的巩固与拓展需求。 作业设计思路 本作业设计依据新课标分层教学理念，设置A层（基础巩固）、B层（进阶应用）、C层（挑战创新）三个梯度。作业内容与课堂教学紧密衔接，引导学生从“手动模拟”到“代码实现”再到“算法优化”，实现思维进阶。配套自研交互式演示网页，供学生课后验证与探究。 作业设计内容 分层作业内容 A层·基础巩固（必做） 1. 默写伪代码 请默写冒泡排序、选择排序、插入排序的标准伪代码。 算法 伪代码 冒泡排序 选择排序 插入排序 2. 手动推演 对数组 [8, 1, 5, 3, 7] 进行升序排序，完成下表： 算法 第1轮关键步骤 第2轮关键步骤 最终有序数组 冒泡排序 选择排序 插入排序 B层·进阶应用（选做） 3. 代码实战 使用Python语言完整实现冒泡排序或选择排序，并验证其正确性。 # 请在此处编写你的代码 # 测试代码 test_list = [9, 2, 6, 4, 7] # 调用你的排序函数，打印结果 4. 深度思考 请用一个具体的数值例子，说明“选择排序”是不稳定的排序算法。 C层·挑战创新（选做） 5. 算法优化 尝试优化基础冒泡排序，实现“鸡尾酒排序”（双向冒泡）。请分析其相比基础冒泡排序的改进之处（例如，对“乌龟”问题——小数在数组末尾时移动缓慢的优化效果）。 6. 前沿探索 查阅资料深入了解“计数排序”的核心思想，思考它在什么特定数据场景下效率最高（如整数范围不大时）。 参考答案 A层参考答案 1. 默写伪代码 算法 伪代码 冒泡排序 for i=0 to n-1: for j=0 to n-i-2: if arr[j]>arr[j+1]: swap(arr[j],arr[j+1]) 选择排序 for i=0 to n-1: min=i; for j=i+1 to n-1: if arr[j]<arr[min]: min=j; swap(arr[i],arr[min]) 插入排序 for i=1 to n-1: key=arr[i]; j=i-1; while j>=0 and arr[j]>key: arr[j+1]=arr[j]; j--; arr[j+1]=key 2. 手动推演 算法 第1轮关键步骤 第2轮关键步骤 最终有序数组 冒泡排序 8和1换→1和5不换→5和3换→3和7不换：[1,5,3,7,8] 1和5不换→5和3换→3和7不换：[1,3,5,7,8] [1,3,5,7,8] 选择排序 找最小值1，与8交换：[1,8,5,3,7] 在[8,5,3,7]中找最小值3，与8交换：[1,3,5,8,7] [1,3,5,7,8] 插入排序 取1插入[8]前：[1,8,5,3,7] 取5插入[1,8]中：[1,5,8,3,7] [1,3,5,7,8] B层参考答案 3. 代码实战（以冒泡排序为例） def bubble_sort(arr): n = len(arr) for i in range(n-1): for j in range(n-i-1): if arr[j] > arr[j+1]: arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j] return arr test_list = [9, 2, 6, 4, 7] print(bubble_sort(test_list)) # 输出 [2, 4, 6, 7, 9] 4. 深度思考 选择排序是不稳定的。举例：初始序列 [5₁, 8, 5₂, 2]（两个5用下标区分），经选择排序后变为 [2, 5₂, 5₁, 8]。两个“5”的相对顺序发生了交换，说明相同元素的原有顺序可能被改变。 C层参考思路 5. 算法优化 鸡尾酒排序（双向冒泡）每轮先从左到右将最大值浮到右端，再从右到左将最小值浮到左端。相比基础冒泡，它能有效解决较小元素在数组末尾时移动缓慢的“乌龟”问题，减少整体排序轮数。 6. 前沿探索 计数排序适用于数据范围较小且为整数的场景（如学生成绩0-100分）。它通过统计每个值出现的次数直接定位，时间复杂度可达O(n+k)，但需要额外空间存储计数数组。 五、学生自评表 评价维度 ⭐⭐⭐ 完全掌握 ⭐⭐ 基本掌握 ⭐ 仍需努力 我能说出三种排序算法的核心思想 我能手动模拟三种算法的排序过程 我能独立编写排序算法的Python代码 我能使用可视化工具分析算法性能 我能根据场景选择合适的排序算法 六、作业说明 1. A层作业全体同学必做，B层、C层选做。 2. 鼓励学有余力的同学挑战B层、C层作业，优秀作业将在班级展示。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $