第10課 猜數(shù)游戲有捷徑 教案 義務(wù)教育版（2024）五年級全一冊信息科技

21世紀(jì)教育網(wǎng)精品試卷·第2頁（共2頁）第10課猜數(shù)游戲有捷徑一、教學(xué)目標(biāo)信息意識：通過學(xué)習(xí)二分查找算法，理解高效算法在處理大量信息時的優(yōu)勢，培養(yǎng)對信息處理效率的敏感性。計算思維：通過分析二分查找的過程，理解其基本原理和實現(xiàn)步驟，培養(yǎng)邏輯思維和抽象能力；通過案例分析和實踐操作，訓(xùn)練學(xué)生將復(fù)雜問題分解為簡單步驟的能力，提升問題解決能力。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過圖形化編程工具實現(xiàn)二分查找算法，培養(yǎng)編程能力和創(chuàng)新思維。信息社會責(zé)任：通過討論二分查找在圖書查找、電話簿查詢、故障排查等生活場景中的應(yīng)用，增強對信息技術(shù)的認(rèn)同感。二、教學(xué)重難點重點：二分查找算法的基本原理和實現(xiàn)步驟；二分查找算法的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。難點：理解二分查找算法的遞歸思想；在實際問題中靈活運用二分查找算法。三、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入1.教師活動：講述一個有趣的故事：在一個小鎮(zhèn)上，圖書館的管理員需要快速找到一本特定的書，但他發(fā)現(xiàn)逐一查找的方法太慢了。于是，他想出了一個更聰明的方法——二分查找法。提問：你們想知道他是怎么做到的嗎？2.提出問題：假設(shè)有一排巧克力，其中只有一塊加了果仁，已知果仁巧克力比普通巧克力重。如何快速找到這塊果仁巧克力？3.學(xué)生活動：學(xué)生思考并回答問題，可能的回答包括：逐一查找、從中間開始查找等。4.教師總結(jié)：引出兩種查找方法：逐一查找和分半查找。討論兩種方法的優(yōu)缺點，引出二分查找法。（二）新授1.二分查找法的原理（1）教師活動：講解二分查找法的基本概念：二分查找法是一種高效的查找方法，適用于有序數(shù)據(jù)。通過每次將查找范圍縮小一半，快速定位目標(biāo)元素。（2）學(xué)生活動：學(xué)生聽講并記錄關(guān)鍵點。（3）教師活動：通過動畫或圖示展示二分查找的過程，以從1～100的范圍內(nèi)找到39為例，詳細(xì)講解每一步的操作和判斷依據(jù)。找到搜索區(qū)域內(nèi)的中間元素（1+100）/2=50.5，取50比較39和50，因為39<50，所以目標(biāo)在1～49之間繼續(xù)在1～49之間查找，重復(fù)上述步驟，直到找到目標(biāo)值39（4）學(xué)生活動：觀察動畫，理解二分查找法的步驟。（5）總結(jié)二分查找法的步驟：確定搜索范圍的上下界（low和high）計算中間位置mid=(low+high)//2比較中間元素與目標(biāo)值：如果中間元素等于目標(biāo)值，查找成功。如果中間元素大于目標(biāo)值，更新high=mid-1。如果中間元素小于目標(biāo)值，更新low=mid+1。重復(fù)上述步驟，直到找到目標(biāo)值或low>high。2.二分查找法的應(yīng)用案例1：猜數(shù)字游戲（1）教師活動：介紹猜數(shù)字游戲的規(guī)則：一個人確定一個范圍內(nèi)的目標(biāo)數(shù)字，其他人通過猜測的方式找到目標(biāo)數(shù)字。演示如何用二分查找法快速猜出目標(biāo)數(shù)字（如1～50范圍內(nèi)的17）。（2）學(xué)生活動：學(xué)生參與游戲，嘗試用二分查找法猜測數(shù)字。（3）教師總結(jié)：討論二分查找法在游戲中的應(yīng)用：快速縮小范圍，減少猜測次數(shù)。案例2：圖書查找（1）教師活動：講解圖書館中按分類和編號排列的書籍，如何使用二分查找法快速定位書架上的位置。（2）學(xué)生活動：學(xué)生討論并總結(jié)二分查找法在圖書查找中的應(yīng)用：二分查找法可以快速定位目標(biāo)書籍，提高查找效率。案例3：電線故障排查（1）教師活動：假設(shè)某段線路有200根電線桿，電力工人如何使用二分查找法排查電線故障點？（2）學(xué)生活動：小組討論并描述電力工人使用二分查找法排查故障點的具體步驟。（三）練習(xí)與實踐操作1.練習(xí)：尋找拿錯快遞的人在早上8時到晚上8時之間，快遞員放在小區(qū)貨架上的一箱貨物被錯拿了，但有監(jiān)控攝像頭一直拍攝到這個貨架?，F(xiàn)在需要查看監(jiān)控視頻，找到拿錯快遞的人。如何提高查看監(jiān)控視頻的效率？2.學(xué)生思考并討論可能的解決方法。3.各小組匯報設(shè)計方案，描述如何通過二分查找法快速定位拿錯快遞的人：（1）確定時間范圍：早上8時到晚上8時（共12小時）（2）二分查找步驟：先查看中間時間點（中午12時）的監(jiān)控，判斷快遞是否已經(jīng)被拿走。如果快遞在12時已經(jīng)被拿走，說明拿錯快遞的人出現(xiàn)在8時到12時之間；否則，出現(xiàn)在12時到16時之間。繼續(xù)將時間范圍縮小一半，查看新的中間時間點的監(jiān)控，逐步縮小范圍。4.教師活動：總結(jié)學(xué)生的方案，強調(diào)二分查找法在減少查找時間上的優(yōu)勢。2.小組活動：實踐二分查找法將學(xué)生分成若干小組，每組3～4人。每組提供一個有序的數(shù)字列表和一個目標(biāo)數(shù)字，要求小組成員合作，運用二分查找法找到目標(biāo)數(shù)字，并記錄查找過程和結(jié)果。（四）課堂總結(jié)今天我們學(xué)習(xí)了一個非常有趣的算法——二分查找法。它通過每次把查找范圍分成兩半，逐步縮小范圍，直到找到目標(biāo)。這種方法特別適合用在有序的數(shù)據(jù)上，比如排好序的數(shù)字列表或者按順序排列的物品。二分查找法的步驟可以總結(jié)為這樣幾步：確定范圍：找到查找范圍的開始（low）和結(jié)束（high）位置。找中間值：計算中間位置（mid），看看中間的值是不是目標(biāo)。判斷目標(biāo)位置：如果中間值比目標(biāo)大，就去左邊一半找；如果中間值比目標(biāo)小，就去右邊一半找。重復(fù)步驟：繼續(xù)在新的范圍內(nèi)找中間值，直到找到目標(biāo)或者范圍縮小到?jīng)]有了。最后，二分查找法最大的優(yōu)點就是查找速度快，因為它每次都能把查找范圍縮小一半，大大減少了查找的時間。不過，它也有一個前提條件，就是數(shù)據(jù)必須是有序的。如果數(shù)據(jù)是亂的，二分查