4.3 非数值计算（二分查找）教学设计 -2023—2024学年高中信息技术教科版（2019）必修1.docx

4.3非数值计算（二分查找）教学设计-2023—2024学年高中信息技术教科版（2019）必修1

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教学内容

本节课的教学内容来源于2019年版的高中信息技术教科版必修1，章节为4.3非数值计算（二分查找）。该章节主要介绍了二分查找算法的基本原理和实际应用。通过本节课的学习，学生将掌握二分查找算法的概念、原理以及实现方法，并能够运用该算法解决实际问题。

具体内容包括：

1.二分查找算法的原理：通过分析有序数组的特性，引入二分查找算法，阐述其查找过程和时间复杂度。

2.二分查找算法的实现：引导学生掌握编写二分查找算法的代码，并进行调试和优化。

3.二分查找算法的应用：举例说明二分查找算法在实际问题中的应用，如查找最大值、最小值等。

4.对比查找算法：引导学生分析二分查找算法与顺序查找算法的优缺点，并学会在实际问题中选择合适的查找算法。

核心素养目标

本节课旨在培养学生的信息素养、算法与程序设计能力。通过学习二分查找算法，学生将提升在复杂问题中寻求高效解决方案的能力，培养逻辑思维和问题解决能力。同时，通过编写代码和调试优化，学生将增强创新能力和团队合作意识。在本节课中，学生将能够运用信息技术知识，解决实际问题，提升信息技术应用能力。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了算法与程序设计的基本概念，包括顺序查找算法、简单的逻辑运算和数据结构等。此外，学生应该具备一定的编程实践经验，能够熟练使用编程语言进行基本的算法实现和调试。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：对于信息技术相关课程，学生普遍具有较强的学习兴趣，尤其是那些对编程和算法感兴趣的学生。在学习能力方面，学生对新知识具有较强的接受能力，能够快速理解和掌握新概念。在学习风格上，大部分学生喜欢通过实践和动手操作来学习，对于理论讲解可能存在一定的抵触情绪。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习二分查找算法的过程中，学生可能遇到的困难和挑战包括：理解二分查找算法的原理和逻辑结构、掌握正确的代码实现和调试方法、以及如何将算法应用于实际问题中。此外，对于部分学生来说，可能存在对编程语言不熟悉、代码编写能力和逻辑思维能力较弱等问题。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有《2019年版高中信息技术教科版必修1》教材，以便跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：收集和整理与二分查找算法相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以直观地向学生展示算法的原理和应用，增强学生的理解。

3.实验器材：准备计算机设备和相关编程软件，以便学生能够进行实验和实践操作。确保实验器材的完整性和安全性，避免学生在实验过程中受伤。

4.教室布置：根据教学需要，将教室布置成分组讨论区和实验操作台，以便学生能够进行小组讨论和实验操作。同时，确保教室环境整洁、安全，有利于学生的学习进行。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对二分查找算法的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道二分查找算法是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于二分查找算法在实际应用中的例子，如有哪些信誉好的足球投注网站引擎、排序算法等，让学生初步感受二分查找算法的重要性。

简短介绍二分查找算法的基本概念和原理，为接下来的学习打下基础。

2.二分查找算法基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解二分查找算法的基本概念、原理和实现方法。

过程：

讲解二分查找算法的定义，包括其基本思想和查找过程。

详细介绍二分查找算法的原理，使用图表和示意图帮助学生理解。

3.二分查找算法案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解二分查找算法的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的二分查找算法案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解二分查找算法的应用范围和效果。

引导学生思考这些案例对实际问题解决的影响，以及如何运用二分查找算法解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与二分查找算法相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的实现方法、优缺点以及可能的改进方向。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对二分查找算法的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的实现方法、优缺点及改进方向。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调二分查找算法的重要性和意义。

过程：