江苏省海安高级中学高中信息技术选修 算法与程序设计 二分法查找 说课稿.docx

江苏省海安高级中学高中信息技术选修算法与程序设计二分法查找说课稿

科目

授课时间节次

--年—月—日（星期——）第—节

指导教师

授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称）

江苏省海安高级中学高中信息技术选修算法与程序设计二分法查找说课稿

课程基本信息

1.课程名称：江苏省海安高级中学高中信息技术选修《算法与程序设计》

2.教学年级和班级：高二年级

3.授课时间：2023年11月10日

4.教学时数：1课时

本节课将详细介绍二分法查找的原理和实现，通过实际操作让学生掌握二分查找算法的应用，提高学生的编程能力和逻辑思维能力。

核心素养目标

1.培养学生的信息素养，使其能够理解并运用二分查找算法，提高信息处理能力。

2.增强学生的逻辑思维能力，通过分析算法原理和实现步骤，提升问题解决能力。

3.培养学生的计算思维，通过编写和调试程序，提高算法设计与实现的能力。

教学难点与重点

1.教学重点

-二分查找算法的基本原理：重点讲解二分查找算法的基本思想，即在一个有序数组中，通过不断将查找区间分成两半来缩小查找范围，直至找到目标值或确定目标值不存在。例如，通过示例演示如何将一个数组折半，以及如何根据中间元素与目标值的比较来确定下一步的查找区间。

-二分查找算法的实现：详细讲解二分查找算法的伪代码和具体实现步骤，包括如何设置初始的查找区间、如何计算中间位置、如何根据比较结果更新查找区间等。例如，通过代码示例展示如何将算法思想转化为具体的编程实现。

2.教学难点

-查找区间的更新规则：学生可能难以理解如何根据比较结果更新查找区间的边界，特别是在确定新的查找区间时，如何避免数组越界或逻辑错误。例如，讲解时需要强调在更新区间时，应该将中间位置排除在外，避免重复检查。

-非整数除法的处理：在计算中间位置时，使用整数除法可能导致丢失信息，学生可能不理解为什么使用整数除法而不是浮点数除法，以及如何正确处理。例如，通过解释整数除法的特性，说明在使用`(low+high)/2`时，应转换为`low+(high-low)/2`来避免潜在的溢出问题。

-算法的时间复杂度分析：学生可能难以理解二分查找算法的时间复杂度为O(logn)，以及这个结论是如何得出的。例如，可以通过绘制二分查找的查找过程图，直观展示每次查找都将查找区间减半，从而引导学生理解对数级的时间复杂度。

教学资源

-硬件资源：计算机实验室、投影仪、白板

-软件资源：编程开发环境（如VisualStudioCode、PyCharm等）、演示文稿软件（如MicrosoftPowerPoint）

-课程平台：学校内部网络教学平台

-信息化资源：教学视频、算法示例代码、在线编程练习平台

-教学手段：现场编程演示、小组讨论、个体编程实践

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以一个生活中的查找问题引入，如“在图书馆的有序书架上快速找到一本特定的书”，引发学生对快速查找方法的思考。

-回顾旧知：简要回顾之前学习的顺序查找算法，讨论其优缺点，为引出二分查找算法做铺垫。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细讲解二分查找算法的原理，包括算法的步骤、查找区间的更新规则等。

-步骤一：确定有序数组和目标值。

-步骤二：设置查找区间的初始边界。

-步骤三：计算中间位置，并与目标值比较。

-步骤四：根据比较结果更新查找区间。

-步骤五：重复步骤三和四，直到找到目标值或区间为空。

-举例说明：通过一个具体的数组和目标值，演示二分查找算法的查找过程。

-互动探究：将学生分组，每组使用不同的数组进行二分查找的实践，讨论并解决遇到的问题。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：让学生在计算机上使用编程语言实现二分查找算法，并测试其正确性。

-教师指导：在学生实践过程中，教师巡回指导，帮助学生解决编程中遇到的问题，确保每位学生都能正确实现算法。

4.课堂总结（约5分钟）

-总结二分查找算法的核心思想和步骤，强调其在查找效率上的优势。

-指出二分查找算法适用的场景，即数据必须是有序的。

5.作业布置（约10分钟）

-布置相关的编程作业，要求学生在课后实现二分查找算法，并分析算法的时间复杂度。

-鼓励学生探索二分查找算法在实际问题中的应用，如数据排序、有哪些信誉好的足球投注网站等。

拓展与延伸

1.拓展阅读材料

-《算法导论》第二章：排序与查找，深入探讨查找算法的原理和应用。

-《计算机程序设计艺术》第三卷：排序与查找，详细讲解各种查找算法的历史和发展。

-《数据结构与算法分析》第四章：查找技术，分析查找算法在不同数据结构上的应用。

2.课后自主学习和探究

-研究二分查找算法在不同编程语言中的实现细节，