初中信息技術(shù)-用分治算法提高查找效率教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率一、目標(biāo)確定（一）學(xué)科核心素養(yǎng)要求信息意識(shí)：學(xué)生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動(dòng)的尋求恰當(dāng)?shù)姆绞教幚硇畔ⅲ邆浞治龊土私馑惴ǖ男枨?，進(jìn)而嘗試用算法解決問題。計(jì)算思維：具備計(jì)算思維的學(xué)生，在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題，抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型，合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析語綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案。通過體驗(yàn)分治算法的程序設(shè)計(jì)養(yǎng)成運(yùn)用計(jì)算機(jī)思維解決問題的習(xí)慣。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠認(rèn)識(shí)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)和局限性，適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的習(xí)慣。信息社會(huì)責(zé)任：具備信息社會(huì)責(zé)任的學(xué)生，具有一定的信息安全意識(shí)與能力，能有效維護(hù)信息活動(dòng)中個(gè)人的合法權(quán)益，又能積極維護(hù)他人合法權(quán)益和公共信息安全；通過文件的保存提高學(xué)生的信息社會(huì)意識(shí)。（二）課標(biāo)解讀關(guān)于“用算法高效尋找問題答案”，《信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的描述是“從生活實(shí)例出發(fā)，概述算法的概念與特征，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡(jiǎn)單算法，通過解決實(shí)際問題，體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的基本流程，感受算法的效率，掌握程序調(diào)試和運(yùn)行的方法”。該標(biāo)準(zhǔn)中的行為動(dòng)詞“概述”是過程性目標(biāo)行為動(dòng)詞，屬于“經(jīng)歷水平”的要求；“體驗(yàn)”是技能性目標(biāo)行為動(dòng)詞，屬于“內(nèi)化水平”的要求。（三）教材分析泰山出版社初中信息技術(shù)教材中，分治查找是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)基礎(chǔ)算法。對(duì)于一個(gè)基礎(chǔ)算法的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生在一定的情境下，經(jīng)歷分析問題、確定算法、編程求解等用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程。本堂課以一個(gè)游戲暖場(chǎng)，同時(shí)激活學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生去探索游戲或生活背后的科學(xué)原理。為了讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下能自我解析算法的形成過程，本課分解了問題動(dòng)作，找出問題的全部可能情況，在對(duì)全部可能情況總結(jié)歸納的情況下，得出分治查找的基礎(chǔ)算法，最后在程序中得到實(shí)現(xiàn)，從而使學(xué)生建立起對(duì)分查找算法形成的科學(xué)邏輯結(jié)構(gòu)。（四）學(xué)情分析初一年級(jí)的學(xué)生在第一學(xué)期初步了解Python的使用，能夠知道賦值語句、選擇語句、循環(huán)語句的基本用法。這節(jié)課學(xué)生可能會(huì)遇到的最大問題是：如何歸納總結(jié)對(duì)分查找解決不同情況問題的一般規(guī)律，鑒于此，在教學(xué)中要積極引導(dǎo)學(xué)生采取分解動(dòng)作、比較遷移等學(xué)習(xí)策略。（五）教學(xué)目標(biāo)（1）通過猜價(jià)格的游戲激活學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生去探索游戲或生活背后的科學(xué)原理，引出分治算法的概念。（2）了解分治查找的原理和特點(diǎn)，通過分步解析獲取分治查找過程，歸納分治查找的基本思想和方法。（3）通過分析多種不同的可能情況，構(gòu)建分治查找的流程。（4）通過實(shí)踐體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)，感受分治查找算法的魅力，養(yǎng)成始終堅(jiān)持、不斷積累才能獲得成功的意志品質(zhì)。（六）重點(diǎn)難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：分解并理解分治查找的過程整理并學(xué)習(xí)流程圖的畫法2.教學(xué)難點(diǎn)：嘗試編寫程序二、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)（一）過程性評(píng)價(jià)1.針對(duì)目標(biāo)1達(dá)成情況的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)目標(biāo)：能夠說出分治查找的方法。評(píng)價(jià)任務(wù)：猜價(jià)格游戲的背后隱藏著一個(gè)重要的算法：分治算法。評(píng)價(jià)方式：教師在在全班交流時(shí)的傾聽。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)同學(xué)能夠說出數(shù)據(jù)是有序的，然后折半再查。2.針對(duì)目標(biāo)2達(dá)成情況的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)目標(biāo)：分解分治查找的過程評(píng)價(jià)任務(wù)：畫出key=17的查找示意圖。評(píng)價(jià)方式：教師在學(xué)生分解時(shí)深入到學(xué)生中的查看，課后收回老師檢查。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)學(xué)生都能夠?qū)懗龇种尾檎业氖疽鈭D。3.針對(duì)目標(biāo)3達(dá)成情況的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)目標(biāo)：畫出分治算法的查找流程圖評(píng)價(jià)任務(wù)：畫出分治算法的查找流程圖。評(píng)價(jià)方式：教師在學(xué)生畫圖時(shí)深入到學(xué)生中查看，課后收回老師檢查。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)學(xué)生至少能畫對(duì)一半的流程圖。4.針對(duì)目標(biāo)4達(dá)成情況的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)目標(biāo)：體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)任務(wù)：根據(jù)流程圖寫算法，并能正確輸入計(jì)算機(jī)并調(diào)試程序，找出程序的語法錯(cuò)誤。評(píng)價(jià)方式：教師在學(xué)生輸入程序時(shí)深入到學(xué)生中查看。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：有一半的學(xué)生能正確輸入程序并調(diào)試程序。（二）終結(jié)性評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)目標(biāo)：如何根據(jù)任務(wù)需求，能主動(dòng)的運(yùn)用分治算法解決問題。評(píng)價(jià)任務(wù)：明確分治算法中的核心思想：分而治之，查找中被查找的數(shù)據(jù)必須是有序的。每次循環(huán)可以將查找規(guī)模縮小一半評(píng)價(jià)方式：交流分享評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：以描述清楚為主要評(píng)價(jià)依據(jù)【教學(xué)過程】一、新課導(dǎo)入游戲：教師展示一件物品，讓一個(gè)學(xué)生來猜這個(gè)物品的價(jià)格，老師根據(jù)這個(gè)學(xué)生猜出的價(jià)格提示“高了”或是“低了”，如果學(xué)生能在四次內(nèi)猜對(duì)這個(gè)物品的價(jià)格，就把這件物品“贈(zèng)送”給他……。思考：你覺得怎么樣猜可以猜的快一點(diǎn)呢？有什么技巧嗎？教師引導(dǎo)：我們不是缺少問題，而是缺少發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在這個(gè)游戲的背后，含有一個(gè)非常經(jīng)典的算法。引出分治查找的的概念二、項(xiàng)目要求：（一）分析分治算法查找的原理和思想（二）分解分治算法查找的過程（三）構(gòu)建分治算法查找的流程圖（四）分治算法的初步程序?qū)崿F(xiàn)三、項(xiàng)目實(shí)施及項(xiàng)目交流：（一）分析分治算法查找的原理和思想（1）分治查找中被查找的數(shù)據(jù)必須是有序的。（2）首先將查找的數(shù)與有序數(shù)列表內(nèi)處于中間位置的數(shù)據(jù)比較，如果中間位置上的數(shù)與查找的數(shù)不同，根據(jù)有序性，就可確定應(yīng)該在數(shù)組的前半部分還是后半部分繼續(xù)查找。（3）在新確定的范圍內(nèi)，繼續(xù)按上述方法進(jìn)行查找，直到獲得最終結(jié)果。（二）分解分治算法查找的過程1.列表序號(hào)是從0開始。2.棄用0號(hào)元素，用a表示查找范圍的起始位置下標(biāo)，b表示終止位置下標(biāo)，m表示中間位置元素，所以設(shè)置a初值為1,b的初值為len(s)-1，m=(a+b)//2（整除）。第一種情況，要找的值在后半部分，以key=47為例第一次：a=1b=10m=(a+b)//2=5S[m]<keya=m+1=6第二次：a=6b=10m=(a+b)//2=8S[m]<keya=m+1=9第三次：a=9b=10m=(a+b)//2=9S[m]=key當(dāng)key=51呢第一次：a=1b=10m=(a+b)//2=5S[m]<keya=m+1=6第二次：a=6b=10m=(a+b)//2=8S[m]<keya=m+1=9第三次：a=9b=10m=(a+b)//2=9S[m]=key第四次：a=10b=10m=(a+b)//2=10S[m]=key第二種情況，要找的值在前半部分，以key=17為例，讓學(xué)生畫出查找示意圖。[學(xué)生活動(dòng)]主動(dòng)畫出查找示意圖：[設(shè)計(jì)意圖]讓學(xué)生自己感覺查找的過程，能夠明確分治查找的思想。a和b的取值范圍ifkey<=s[m]:b=m-1else:a=m+1（三）構(gòu)建分治算法查找的流程圖[學(xué)生活動(dòng)]繪制算法流程圖[設(shè)計(jì)意圖]再一次讓學(xué)生感受計(jì)算思維的魅力（四）分治算法的初步程序?qū)崿F(xiàn)1.打開Python2.Flie——NewFile3.編輯輸入s=[-99,1,5,7,12,15,18,21,27,29,31]key=int(input('key='))a=1b=len(s)-1whilea<=b:m=(a+b)//2print('m=',m)ifs[m]==key:print(key,'位于列表中')breakelifkey<=s[m]:b=m-1else:a=m+1[學(xué)生活動(dòng)]在磕磕碰碰的輸入過程中了解程序的語法，以及寫程序時(shí)需要注意的問題，能夠調(diào)試并解讀程序。[設(shè)計(jì)意圖]通過程序的輸入，明白做一件事情，寫一個(gè)算法都需要有耐心。項(xiàng)目總結(jié)：分治查找中被查找的數(shù)據(jù)必須是有序的。分治查找中每次循環(huán)可以將規(guī)?？s小一半課后探究：設(shè)計(jì)一個(gè)能用分治查找算法思想解決的實(shí)際問題。微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率學(xué)情分析初一年級(jí)的學(xué)生在第一學(xué)期初步了解Python的使用，能夠知道賦值語句、選擇語句、循環(huán)語句的基本用法。這節(jié)課學(xué)生可能會(huì)遇到的最大問題是：如何歸納總結(jié)對(duì)分查找解決不同情況問題的一般規(guī)律，鑒于此，在教學(xué)中要積極引導(dǎo)學(xué)生采取分解動(dòng)作、比較遷移等學(xué)習(xí)策略。微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率效果分析：本節(jié)課有42人參加學(xué)習(xí)，縱觀本節(jié)課，教師精心設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，循循善誘地引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，充分體現(xiàn)了教師的信息技術(shù)課堂教學(xué)扎實(shí)有效，教學(xué)水平穩(wěn)步提升；學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性很高，每位同學(xué)都積極參與到小組合作探究中，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握扎實(shí)，完成度較好；課堂的學(xué)習(xí)氛圍很純正、濃厚，師生都達(dá)到了良好的教與學(xué)的狀態(tài)，但這不是評(píng)判課堂效果的唯一標(biāo)準(zhǔn)。這堂課最大的亮點(diǎn)就是讓學(xué)生通過自主輸入程序設(shè)計(jì)并調(diào)試，培養(yǎng)了學(xué)生的計(jì)算思維。微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率教材分析泰山出版社初中信息技術(shù)教材中，分治查找是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)基礎(chǔ)算法。對(duì)于一個(gè)基礎(chǔ)算法的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生在一定的情境下，經(jīng)歷分析問題、確定算法、編程求解等用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程。本堂課以一個(gè)游戲暖場(chǎng)，同時(shí)激活學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生去探索游戲或生活背后的科學(xué)原理。為了讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下能自我解析算法的形成過程，本課分解了問題動(dòng)作，找出問題的全部可能情況，在對(duì)全部可能情況總結(jié)歸納的情況下，得出分治查找的基礎(chǔ)算法，最后在程序中得到實(shí)現(xiàn)，從而使學(xué)生建立起對(duì)分查找算法形成的科學(xué)邏輯結(jié)構(gòu)。微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率評(píng)測(cè)練習(xí)：畫一畫：畫出key=17的查找示意圖微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率課后反思泰山出版社初中信息技術(shù)教材中，分治查找是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)基礎(chǔ)算法。對(duì)于一個(gè)基礎(chǔ)算法的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生在一定的情境下，經(jīng)歷分析問題、確定算法、編程求解等用計(jì)算機(jī)解決問題的基本過程。本堂課以一個(gè)游戲暖場(chǎng)，同時(shí)激活學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生去探索游戲或生活背后的科學(xué)原理。為了讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下能自我解析算法的形成過程，本課分解了問題動(dòng)作，找出問題的全部可能情況，在對(duì)全部可能情況總結(jié)歸納的情況下，得出分治查找的基礎(chǔ)算法，最后在程序中得到實(shí)現(xiàn)，從而使學(xué)生建立起對(duì)分查找算法形成的科學(xué)邏輯結(jié)構(gòu)。以下是課堂學(xué)生的作業(yè)展示：就學(xué)生整節(jié)課的整體而言，有一大部分同學(xué)能了解分治算法的思想，并能將之運(yùn)用。微項(xiàng)目6用分治算法提高查找效率課標(biāo)分析：（一）學(xué)科核心素養(yǎng)要求信息意識(shí)：學(xué)生能夠根據(jù)解決問題的需要，自覺、主動(dòng)的尋求恰當(dāng)?shù)姆绞教幚硇畔?，具備分析和了解算法的需求，進(jìn)而嘗試用算法解決問題。計(jì)算思維：具備計(jì)算思維的學(xué)生，在信息活動(dòng)中能夠采用計(jì)算機(jī)可以處理的方式界定問題，抽象特征、建立結(jié)構(gòu)模型，合理組織數(shù)據(jù)；通過判斷、分析語綜合各種信息資源，運(yùn)用合理的算法形成解決問題的方案。通過體驗(yàn)分治算法的程序設(shè)計(jì)養(yǎng)成運(yùn)用計(jì)算機(jī)思維解決問題的習(xí)慣。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠認(rèn)識(shí)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)和局限性，適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的習(xí)慣。信息社會(huì)責(zé)任：具備信息社會(huì)責(zé)任的學(xué)生，具有一定的信息安全意識(shí)與能力，能有效維護(hù)信息活動(dòng)中個(gè)人的合法權(quán)益，又