3.4对数据进行排序

对数据进行排序

一、教材分析

本节课内容为第三章第四节“对数据进行排序”。冒泡法排序算法是程序设计中的重要算法，又不容易理解，因此本节课通过多种方式加深学生对冒泡法排序算法的理解。

二、学情分析

学生学习了程序设计的三种结构，掌握了数组的概念和应用，理解了解析法和穷举法两个典型算法，这些都为学习冒泡法排序的算法奠定了基础。

三、教学目标

1、知识和技能

（1）理解冒泡法排序算法思想。

（2）学会用冒泡法对数据排序。

2、过程和方法

通过观察动画演示，思考相关问题，分析算法，画流程图，上机编程实践，掌握冒泡法排序算法的思想和应用。

3、情感态度与价值观

（1）培养学生的逻辑思维能力，使学生体会将自己的逻辑思维与计算机程序设计相结合的过程。

（2）培养学生对程序设计的兴趣和设计程序解决实际问题的能力。

四、教学重点·难点

重点：（1）冒泡法排序原理。（2）运用冒泡法排序解决实际问题。

难点：（1）理解冒泡法排序中的趟、次等概念。（2）算法的优化。

五、教学方法

教法：演示法、讲授法、启发

学法：实践、协作、自主探究。

六、教学过程

(一)创设情境，导入新课

1、观看动画：王小丫主持的“开心辞典”栏目中有一道题是观看录像，然后根据录像内容回答问题。下面也请同学们观察动画演示过程，然后回答问题。

2、师生问答：

师：这个动画描述了什么问题？

生：把一组数按从小到大的顺序进行排列。

师：采用什么样的方法？

生：相邻两个数两两比较，小的放到前面，大的放到后面。

师：第一趟比较多少次？第二趟比较多少次？一共比较了几趟？

生：第一趟比较9次，第二趟比较8次，依此类推，最后一趟比较1次，一共比较9趟。师：动画中是对10个数从小到大进行排序，如果对n个数进行排序呢？

生：第一趟比较n-1次，第二趟比较n-2次，依此类推，最后一趟比较1次，一共比较n-1趟。

师：这就是排序方法中比较典型的冒泡法排序。这节课将学习冒泡法排序原理，并运用冒泡法排序解决实际问题。

(二)启发思考，实践探究

1、让学生通过分析和思考，总结出冒泡法排序算法的思想。

2、根据学生总结的结果，教师再次进行补充完善冒泡法排序算法的思想。

基本思想：将相邻两个数比较，小的交换到前面，大的交换到后面。具体过程如下：

将n个数按从小到大顺序进行排序，第一趟将相邻两个数比较，小的交换到前面，大的交换到后面，经n-1次比较后，最大的数被交换到最后一个位置。

第二趟对余下的n-1个数按上面方法比较交换，经n-2次比较后将次大的数放在倒数第二个位置。

依次类推，n个数共进行n-1趟比较，在第j趟中要进行n-j次两两比较。

由于在排序过程中总是小数往前放，大数往后放，相当于气泡往上升，所以称冒泡法排序。

3、教师继续提出问题：如何用程序来进行排序？

4、和学生一起分析：用双重循环实现，外循环变量设为i，内循环变量设为j，外循环重复9次，内循环依次重复9，8，...，1次。每次进行比较的两个元素可以分别用a（j-1)和a(j)表示，i的值依次为1,2,...,9趟，对于每一个I 趟, j的值依次为10-I 次。

具体算法如下：

输入10个数到数组中。

从小到大把数组中的变量进行排序。

for i=1 to 9

for j=i+1 to 10

if a（j-1）>a(j) then

交换（j-1）和a(j)

（3）输出排序后的数组。

5、和学生一起画出算法的流程图。

6、让学生根据算法编写VB代码来解决将10个数按从小到大的顺序进行排序问题。

7、教师对学生的编程情况进行点评，并要求学生修改代码，将10个数按从大到小的顺序进行排序。

(三)拓展加深，优化程序

1、教师再次让学生观察“冒泡法排序”的动画演示，继续提出问题：在动画中可以看出，第四趟排序结束，所有数据的顺序就满足从小到大的规则，按理说，此时可以停止比较，可是程序依然要比较完9趟才结束，只是不再需要交换。请同学们修改程序如何在满足排序规则后就终止比较？

2、在学生思考后，教师提示：引入一个布尔型变量flag，在每趟排序开始前，先将其置为False。若排序过程中发生了交换，则将其置为True，结束时检查flag，如果没有进行交换则终止比较，不再进行下一趟排序。

(四)归纳总结，巩固知识

3、请学生复述冒泡法排序算法思想。

4、和学生一起再次归纳冒泡法排序算法的实现过程：

（1）通过不同方法输入n个数。

（2）实现排序的过程：

For i=1 TO n-1 ‘外循环控制排序趟数为 (n-1)趟

For j= i+1 TO n ‘内循环控制当前趟排序次数 (n-i)次

If a(j-1)>a(j) then ‘交换位置

temp=a(j)

a(j)=a(j-1)

a(j-1)=temp

end if

Next j

Next i

(3)采用不同的方法输出数组中排好序的n个数。

5、计算机编程中，排序算法的使用非常频繁。实践中，人们设计出了许多好的算法，除了冒泡法排序，还有交换排序、插入排序、选择排序、归并排序、基数排序等等，各种算法有其自身的特点与适用范围。在以后同学们还将陆续学习这些算法，我更愿意看到同学们在实践中设计出更多更好有创新的算法。

七、教后反思

本节课通过“提出问题——观察思考——总结规律——实践探究——综合应用——拓展加深”这个流程来进行教学。在突破难点上，采用“观察动画——画出流程图——总结算法实现过程——编写代码”多样方式加深对冒泡排序算法的理解。学生全程参与了知识的形成过程，通过积极思考、广泛交流、主动探究与建构，使问题得到解决，把新知识纳入旧知识的体系中，使学生在一节课时间内理解了冒泡法排序这个较为复杂抽象的算法。在整个学习过程中，学生成为真正的学习的主体，教师只是起到主导的作用，是学生学习的帮助者和促进者。