第一单元第1课《二分查找》教案-2025-2026学年湘教版小学信息技术五年级下册

《二分查找》教案-2025-2026学年湘教版（新教材）小学信息技术五年级下册 1、 教材分析 本课选自 2026 年修订湘教版小学信息技术五年级下册第一单元《运用经典算法 解决简单问题》，是单元开篇核心课，承接生活中的简单问题解决，为后续排序算法及编程实践奠基。教材以“猜数字”“查字典”等生活情境为载体，先对比顺序查找，再引入二分查找，核心呈现“有序数据、取中间值、比较缩围、循环定位”四要素，强调二分查找“高效缩小范围”的优势。教材内容遵循“情境导入—原理探究—案例实践—总结方法”逻辑，符合五年级学生具象到抽象的认知规律，聚焦计算思维培养，是小学阶段算法启蒙的关键内容。 2、 学情分析 五年级学生具备基础计算机操作能力，熟悉“找东西”的生活场景，有查字典、找通讯录的经验，但无算法概念，对“步骤化解决问题”认知模糊。学生思维活跃，喜欢游戏化、具象化活动，能通过小组合作完成简单任务，但抽象逻辑推理能力较弱，难以理解“中间值判断”“范围缩小”的逻辑关联。同时，学生易混淆顺序查找与二分查找的适用条件，对“数据必须有序”这一前提理解不深，需通过大量生活案例、动手模拟突破认知难点。 3、 核心素养目标 1. 信息意识：通过对比顺序查找与二分查找，体会数据有序性对查找效率的影响，感知算法在生活与信息处理中的价值。 2. 计算思维：理解二分查找“折半缩围、逐步定位”的核心原理，能用自然语言描述算法步骤，能模拟简单数据的二分查找过程。 3. 数字化学习与创新：通过动手模拟、流程图绘制，体验算法的具象化表达，初步形成“分解问题、步骤化解决”的思维习惯。 4. 信息社会责任：感受高效算法对节省时间、提升效率的作用，养成用优化思维解决生活与学习问题的意识。 4、 教学重难点 1. 教学重点：理解二分查找的核心原理，掌握“取中间、比大小、缩范围、再查找”的基本步骤。 1. 教学难点：理解二分查找的前提（数据有序），能清晰表述查找过程中的逻辑判断，区分二分查找与顺序查找的差异。 5、 教学过程 （1） 情境游戏导入，激活已有经验 师：同学们，今天上课前我们玩一个“猜数字”游戏。老师在 1-100 之间想一个整数，你们来猜，老师只回答“大了”“小了”或“猜对了”。谁愿意先来猜？ 生 1:50。 师：小了。 生 2:75。 师：大了。 生 3:62。 师：猜对了！ 师：刚才这位同学猜了 3 次就猜对了。如果我们从 1 开始，一个一个猜，需要多少次？ 生：最多 100 次。 师：为什么猜中间数会这么快？这种“每次猜中间、缩小范围”的方法，就是我们今天要学习的——二分查找（板书课题）。 【设计意图：用学生熟悉的猜数字游戏导入，对比“逐个猜”与“猜中间”的效率差异，直观感受二分查找的高效性，自然引出课题，激发探究兴趣。】 （2） 教材内容解读，探究二分查找原理 师：请翻开教材第 2 页，阅读“二分查找”板块内容。教材告诉我们，二分查找也叫折半查找，是一种高效的查找方法。大家找一找，二分查找最重要的前提是什么？ 生：待查找的数据必须是有序的（从小到大或从大到小排列）。 师：非常关键！教材特别强调，无序的数据不能用二分查找，这是它和顺序查找最大的区别。我们再看教材中的案例：在有序数字序列 中，查找目标数字”10”。谁能结合教材图示，说说第一步要做什么？ 生：先找这组数据的中间数。 师：这组数据有 7 个，中间数是第几个？是几？ 生：第 4 个，是 10。 师：正好找到目标！那如果我们找”5”呢？请看教材第 3 页的分步演示。第一步，找中间数 10，和目标 5 比，5 比 10 小，说明目标在中间数的左边还是右边？ 生：左边。 师：第二步，把范围缩小到左边的 ，再找中间数，是几？ 生：5，正好找到。 师：大家结合教材案例，同桌互相说一说，二分查找的步骤是什么？ （学生同桌交流，教师巡视引导） 师：谁来总结二分查找的步骤？ 生：第一步，把数据排好顺序；第二步，找中间数；第三步，中间数等于目标，就找到了；比目标大，就找左边；比目标小，就找右边；第四步，重复第二步和第三步，直到找到为止。 师：总结得非常准确！教材把这个过程简化为四步：定序→取中→比较→缩围（板书）。 【设计意图：紧扣教材原文与案例，通过“找前提—析案例—说步骤”，层层拆解二分查找原理，结合图文具象化抽象逻辑，突破“有序前提”“中间值判断”核心知识点。】 （3） 动手模拟实践，巩固查找步骤 师：现在我们来做一个模拟活动。请每组拿出准备好的数字卡片：，从小到大排好。我们要查找目标数字”15”，请小组合作，模拟二分查找的过程，一人操作卡片，一人说步骤。 （学生小组活动，教师巡视指导，重点关注“中间数选择”“范围缩小”的逻辑） 师：哪个小组愿意上台展示？ 生（上台操作）：第一步，数据已经有序：3、6、9、12、15、18、21；第二步，7 个数，中间数是第 4 个，12；第三步，12 比 15 小，范围缩小到右边：15、18、21；第四步，3 个数，中间数是 15，找到目标。 师：非常完整！如果目标是”6”，谁来模拟？ 生：第一步，有序数据；第二步，中间数 12，比 6 大，缩到左边：3、6、9；第三步，中间数 6，找到。 师：大家想一想，如果数据个数是偶数，比如 ，找”8”，中间数怎么选？ 生：选第 3 个 6 或者第 4 个 8 都可以。 师：对，偶数个数据，中间两个数任选一个即可，不影响查找结果。 【设计意图：通过小组动手模拟，将教材理论转化为具象操作，强化“取中—比较—缩围”的步骤记忆，突破偶数个数据的中间数选择难点，落实计算思维培养。】 （4） 对比辨析，区分顺序查找与二分查找 师：我们之前学过顺序查找，就是从第一个数开始，一个一个比，直到找到目标。现在请大家结合教材第 4 页的对比表格，说一说顺序查找和二分查找有什么不同？ （出示表格，引导学生结合教材内容填写） 查找方法 适用数据 查找步骤 查找效率 顺序查找 有序/无序 逐个比较 慢，最多 次 二分查找 必须有序 取中→比较→缩围 快，最多 次 师：谁能结合表格，说说什么时候用顺序查找，什么时候用二分查找？ 生：数据乱序、数量少的时候用顺序查找；数据有序、数量多的时候用二分查找。 师：说得太对了！比如查字典，字典的字是按拼音有序排列的，我们用的就是二分查找的思路，先翻中间，再左右缩小范围，很快就能找到字。 【设计意图：依托教材对比表格，清晰梳理两种查找方法的差异，结合查字典生活案例，明确二分查找的适用场景，深化对算法价值的认知。】 （5） 流程图梳理，抽象算法逻辑 师：教材第 4 页给出了二分查找的流程图，我们一起来解读一下。流程图的开始是“输入有序数据和目标值”，然后第一步做什么？ 生：找中间位置。 师：接着判断“中间值=目标值？”，如果是，就“输出找到”；如果不是，再判断“中间值>目标值？”，如果是，就把范围改成左半部分，否则改成右半部分，然后回到“找中间位置”，重复这个过程，直到找到或者范围为空（没找到）。 师：现在请大家根据流程图，用自己的话完整描述二分查找的逻辑。 （学生尝试描述，教师补充纠正，强化逻辑闭环） 【设计意图：结合教材流程图，将具象操作上升为抽象逻辑，培养学生的算法建模能力，为后续编程学习铺垫逻辑基础。】 6、 课堂小结 师：今天这节课，我们一起学习了二分查找。谁来回顾一下，二分查找的前提是什么？核心步骤有哪些？ 生：前提是数据必须有序；核心步骤是定序、取中、比较、缩围。 师：二分查找最大的优势是什么？ 生：效率高，能快速找到目标。 师：我们还区分了顺序查找和二分查找，知道了它们的适用场景。算法就在我们身边，查字典、找通讯录、游戏猜数字，都藏着二分查找的智慧。希望大家以后能用这种高效的算法思维，解决生活和学习中的简单问题。 学科网（北京）股份有限公司 $