湘科版（2024）信息科技五下_5单元_活动2 图书的排序算法教学设计.docxVIP

课例名称

图书管理好帮手——图书的排序算法

年级

五年级

章节

五单元

课时安排

本单元共3个课时

执教教师

学校

一、教学内容分析

本课选自五年级下册第五单元《图书管理好帮手》的活动二：图书的排序算法。上节课学生学习了查找算法，这节课则从查找的效率引出排序的重要性，比如：如果书是乱序的，查找起来很慢，但如果排好序，就能更快找到，这自然过渡到排序的必要性。本课以“图书排序”为核心任务，聚焦冒泡排序算法，内容涵盖排序的实际意义、算法思想、优化策略及程序实现。其中，理解“相邻比较与交换”的排序规则是重点，而趟次递减规律、算法优化判断条件（无交换提前终止）以及代码与算法的映射关系是难点。对于冒泡排序这样的算法学习，可能需要更多的互动和实践机会，因此教师可以通过生活场景类比、分组模拟操作和可视化编程实践，将复杂算法拆解为递进式探究活动，帮助学生建立从问题分析到算法设计的完整思维链条。

二、教学对象分析

本课面向五年级的学生，该阶段学生活泼好动，渴望探索新事物，乐于动手，学生的认知发展处于具体运算和形式运算的过渡期，具有一定的逻辑思维能力，能够理解简单的程序结构，但不同学生之间也有一定的差异，教师需具体分析。通过上节课的学习学生已掌握图书的顺序查找与二分查找方法，理解“数据有序性提升查找效率”的结论，但对“如何实现有序”缺乏系统认知，需借助实物操作和可视化工具理解抽象算法逻辑。在本节课的教学中教师需要将抽象算法转化为具体的活动，结合学生已有知识，通过实践和观察帮助他们理解冒泡排序的原理和实现，同时注意教学环节的逻辑衔接和学生的参与度。

三、教学目标

信息意识：

1.学生能够结合生活场景，意识到排序在信息管理中的重要性。

2.理解有序数据对提升查找效率的作用。

计算思维：

1.通过实物模拟和动态演示，掌握排序的基本步骤，并能用语言或图示表达排序过程。

2.学生能够从实物模拟（如卡片操作）过渡到抽象的程序逻辑，理解计算机如何通过算法高效处理大规模数据。

数字化学习与创新：

1.利用图形化编程工具验证算法，探索数据变化对排序效率的影响。

2.学生能够将冒泡排序的逻辑步骤转化为程序代码，理解“相邻比较”“交换位置”“趟次递减”等规则在程序中的具体实现方式。

信息社会责任

1.借助生活中的实例，体验身边的算法，认识算法的重要性

2.讨论算法应用中的伦理问题（如公平排序规则），形成技术服务于人的正确价值观。

四、教学重点与难点

教学重点：理解冒泡排序的核心步骤和规律，了解冒泡排序算法的特征。

教学难点：学生能够通过对比实验发现“提前终止”的优化条件，并能够用自然语言描述优化原理。

五、教学环境（软、硬件）

多媒体教室、WPS软件、图形化编程软件

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

课题导入

一、情境导入——从查找到排序

1.衔接旧知：“上节课我们用二分查找算法快速找到了目标图书，但新书到馆时都是乱序的，你们有什么好办法让它们变得有序呢？”

2.问题引导：“为什么图书馆必须给图书排序？你见过哪些需要排序的场景？”

二、排序的作用与规则

1.生活实例讨论：

列举班级按身高排队、运动员成绩高低排序、书名拼音首字母排序等例子，总结排序规则（大小、时间、字母等）

2.总结引导：排序是按照一定的规则，将无序的物品或对象变为有序的过程。排序的目的是便于快速查找和有效管理。排序的规则多种多样，如按照快慢、大小、高矮、颜色和字母顺序等排序。

1.思考：让图书变有序的方法

2.结合生活经验举例（如成绩排名、身高排序），讨论排序的意义。

3.总结排序的作用与规则，感受生活中排序的重要性。

回顾二分查找算法快速定位图书，引出管理员新难题：新书杂乱无序，需整理。对比查找与排序，查找是精准定位，排序是有序排列，为后续学习做铺垫。

通过生活实例激发学习兴趣，理解排序的实际价值。

建构新知

一、实物模拟——探索冒泡排序

1.采用冒泡方法排序

活动设计：

①提供4张“编号混乱”的数字卡片（3241），要求按从小到大、从左到右的顺序重新排列。

②规则：依次比较相邻两个数的大小，根据比较结果决定是否交换顺序，重复这个过程，直到完成全部排序。

③关键提问：每完成一趟排序，你发现什么规律？像不像水中的气泡在上升？

动态演示“气泡上浮”过程：

①用磁性贴演示第一趟排序并提问：“为什么3和2要交换？4和1交换后，最大的数‘4’到了哪里？”

②第二趟：固定最后一个数，重复比较前三数→得到2,1,3,4

③第三趟：固定后两个数，比较前两数→得到1,2,3,4

归纳算法思想：

对比学生结果，提炼关键词：“相邻比较、交换位置、重复趟次”

总结规律：

四个数需要3趟，每趟减少1次比较，总比较次数=3+2+1=6次。

二、对比实验——发现算法优化的秘密

1.信息链接

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