第7課 二分查找（說(shuō)課稿）2023-2024學(xué)年五年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)江西科學(xué)技術(shù)版

第7課二分查找（說(shuō)課稿）2023-2024學(xué)年五年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)江西科學(xué)技術(shù)版學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱(chēng)：第7課二分查找

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：2023-2024學(xué)年五年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)

3.授課時(shí)間：[具體上課時(shí)間]

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)二分查找算法，這是一種高效的查找方法，適用于有序數(shù)列。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握二分查找的基本原理和步驟，提高解決問(wèn)題的能力。教學(xué)內(nèi)容與江西科學(xué)技術(shù)版五年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)課本緊密相關(guān)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和邏輯思維能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升信息處理能力：通過(guò)學(xué)習(xí)二分查找算法，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)有序數(shù)據(jù)的高效處理能力，增強(qiáng)其在實(shí)際問(wèn)題中運(yùn)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的意識(shí)。

2.培養(yǎng)邏輯思維：使學(xué)生能夠理解二分查找的原理，并能運(yùn)用邏輯推理分析算法的每一步，提高解決問(wèn)題的邏輯思維能力。

3.增強(qiáng)算法意識(shí)：通過(guò)實(shí)踐二分查找，讓學(xué)生體會(huì)算法的效率和優(yōu)化過(guò)程，激發(fā)對(duì)算法學(xué)習(xí)的興趣，為后續(xù)學(xué)習(xí)更復(fù)雜算法打下基礎(chǔ)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

①理解二分查找的基本概念和原理。

②掌握二分查找算法的步驟和實(shí)現(xiàn)方法。

③能夠在有序數(shù)列中運(yùn)用二分查找算法進(jìn)行高效查找。

2.教學(xué)難點(diǎn)

①理解二分查找中“有序數(shù)列”的必要性及其對(duì)查找效率的影響。

②掌握二分查找算法中的遞歸或迭代實(shí)現(xiàn)方式，尤其是遞歸思路的建立與理解。

③分析和解決二分查找過(guò)程中可能出現(xiàn)的邊界問(wèn)題，如防止數(shù)組越界和正確處理查找失敗的情況。

④在實(shí)際問(wèn)題中，根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)選擇合適的查找算法，并能夠?qū)⒍植檎宜惴☉?yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)資源1.軟硬件資源：

-計(jì)算機(jī)

-投影儀

-白板

-二分查找算法演示軟件

2.課程平臺(tái)：

-校園信息技術(shù)教學(xué)管理系統(tǒng)

3.信息化資源：

-二分查找算法教學(xué)PPT

-二分查找算法示例代碼

-二分查找算法練習(xí)題

4.教學(xué)手段：

-講授

-演示

-練習(xí)

-小組討論教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時(shí)5分鐘）

-開(kāi)場(chǎng)：教師通過(guò)展示一個(gè)生活中使用查找功能的情境，如手機(jī)聯(lián)系人查找，引起學(xué)生的興趣。

-提問(wèn)：讓學(xué)生思考并分享他們?cè)谏钪杏龅降牟檎覇?wèn)題以及常用的查找方法。

-過(guò)渡：引出本節(jié)課的主題“二分查找”，并簡(jiǎn)要介紹其應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì)。

2.講授新課（用時(shí)15分鐘）

-理論講解：教師使用PPT展示二分查找的定義、原理和步驟。

-用時(shí)5分鐘

-示例演示：教師通過(guò)演示軟件展示二分查找算法的實(shí)際操作過(guò)程。

-用時(shí)5分鐘

-算法分析：教師引導(dǎo)學(xué)生分析二分查找的效率，并與順序查找進(jìn)行對(duì)比。

-用時(shí)3分鐘

-互動(dòng)討論：教師提問(wèn)，學(xué)生回答二分查找的適用條件及注意事項(xiàng)。

-用時(shí)2分鐘

3.鞏固練習(xí)（用時(shí)10分鐘）

-練習(xí)題目：教師分發(fā)練習(xí)題，要求學(xué)生在紙上完成二分查找算法的實(shí)現(xiàn)。

-用時(shí)5分鐘

-小組討論：學(xué)生分組討論練習(xí)題的解答，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問(wèn)。

-用時(shí)5分鐘

4.課堂提問(wèn)與師生互動(dòng)（用時(shí)5分鐘）

-教師提問(wèn)：針對(duì)二分查找算法的難點(diǎn)，教師提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

-用時(shí)2分鐘

-學(xué)生回答：學(xué)生回答問(wèn)題，教師根據(jù)答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充。

-用時(shí)2分鐘

-創(chuàng)新拓展：教師提出一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生嘗試使用二分查找算法解決，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

-用時(shí)1分鐘

5.總結(jié)與反饋（用時(shí)5分鐘）

-教師總結(jié)：教師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)二分查找算法的重要性和應(yīng)用價(jià)值。

-用時(shí)2分鐘

-學(xué)生反饋：學(xué)生分享本節(jié)課的學(xué)習(xí)收獲和疑問(wèn)。

-用時(shí)2分鐘

-作業(yè)布置：教師布置相關(guān)的作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)二分查找算法的理解和應(yīng)用。

-用時(shí)1分鐘拓展與延伸1.拓展閱讀材料

-《算法導(dǎo)論》第二章：排序與查找

-《計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》第十二章：算法設(shè)計(jì)與分析

-《信息技術(shù)基礎(chǔ)》第五章：算法與程序設(shè)計(jì)

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

-探究不同排序算法對(duì)二分查找效率的影響：鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)比冒泡排序、快速排序等不同排序算法，分析它們對(duì)二分查找效率的影響。

-二分查找的變體：引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)二分查找的變體，如二分查找的迭代實(shí)現(xiàn)、二分查找的誤差分析等。

-實(shí)際應(yīng)用案例分析：讓學(xué)生尋找并分析現(xiàn)實(shí)生活中使用二分查找的案例，如搜索引擎的查詢(xún)優(yōu)化、股票價(jià)格預(yù)測(cè)等。

-算法可視化工具的使用：推薦學(xué)生使用在線(xiàn)算法可視化工具，如VisuAlgo，通過(guò)可視化二分查找的過(guò)程，加深對(duì)算法的理解。

-編程實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生使用Python、Java等編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)二分查找算法，并在不同的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化。

-參與在線(xiàn)算法競(jìng)賽：推薦學(xué)生參加在線(xiàn)算法競(jìng)賽，如LeetCode、Codeforces等，通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)提高二分查找的應(yīng)用能力。

-學(xué)術(shù)研究：引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，了解二分查找在學(xué)術(shù)研究中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。

-開(kāi)發(fā)小項(xiàng)目：鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)發(fā)一個(gè)基于二分查找的小項(xiàng)目，如一個(gè)簡(jiǎn)單的在線(xiàn)查找工具或游戲，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.二分查找的基本原理

①二分查找的定義：在有序數(shù)列中，通過(guò)不斷縮小查找范圍來(lái)定位目標(biāo)值的位置。

②二分查找的步驟：確定查找范圍的中間值，比較中間值與目標(biāo)值，根據(jù)比較結(jié)果縮小查找范圍，重復(fù)以上步驟直至找到目標(biāo)值或確定目標(biāo)值不存在。

③二分查找的終止條件：找到目標(biāo)值，或者查找范圍的起始值大于終止值。

2.二分查找的效率分析

①時(shí)間復(fù)雜度：二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)，其中n是數(shù)列中元素的數(shù)量。

②性能優(yōu)勢(shì)：與順序查找相比，在數(shù)據(jù)量較大時(shí)，二分查找具有更