初中综合实践活动《息技术 9.体验物联网》优质课教案_18

微项目6 用分治算法提高查找效率

一、目标确定

（一）学科核心素养要求

信息意识：学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动的寻求恰当的方式处理信息，具备分析和了解算法的需求，进而尝试用算法解决问题。

计算思维：具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题，抽象特征、建立结构模型，合理组织数据；通过判断、分析语综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案。通过体验分治算法的程序设计养成运用计算机思维解决问题的习惯。

数字化学习与创新：能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯。

信息社会责任：具备信息社会责任的学生，具有一定的信息安全意识与能力，能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全；通过文件的保存提高学生的信息社会意识。

（二）课标解读

关于“用算法高效寻找问题答案”，《信息技术课程标准》（以下简称《课程标准》）的描述是“从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法，通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，感受算法的效率，掌握程序调试和运行的方法”。该标准中的行为动词“概述”是过程性目标行为动词，属于“经历水平”的要求；“体验”是技能性目标行为动词，属于“内化水平”的要求。

（三）教材分析

泰山出版社初中信息技术教材中，分治查找是计算机科学中的一个基础算法。对于一个基础算法的学习，可以让学生在一定的情境下，经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程。本堂课以一个游戏暖场，同时激活学生的思维，引导学生去探索游戏或生活背后的科学原理。为了让学生在教师的引导下能自我解析算法的形成过程，本课分解了问题动作，找出问题的全部可能情况，在对全部可能情况总结归纳的情况下，得出分治查找的基础算法，最后在程序中得到实现，从而使学生建立起对分查找算法形成的科学逻辑结构。

（四）学情分析

初一年级的学生在第一学期初步了解Python的使用，能够知道赋值语句、选择语句、循环语句的基本用法。这节课学生可能会遇到的最大问题是：如何归纳总结对分查找解决不同情况问题的一般规律，鉴于此，在教学中要积极引导学生采取分解动作、比较迁移等学习策略。

（五）教学目标

（1）通过猜价格的游戏激活学生的思维，引导学生去探索游戏或生活背后的科学原理，引出分治算法的概念。

（2）了解分治查找的原理和特点，通过分步解析获取分治查找过程，归纳分治查找的基本思想和方法。

（3）通过分析多种不同的可能情况，构建分治查找的流程。

（4）通过实践体验程序设计，感受分治查找算法的魅力，养成始终坚持、不断积累才能获得成功的意志品质。

（六）重点难点

1.教学重点：

分解并理解分治查找的过程

整理并学习流程图的画法

2.教学难点：

尝试编写程序

二、评价设计

（一）过程性评价

1.针对目标1达成情况的评价

评价目标：能够说出分治查找的方法。

评价任务：猜价格游戏的背后隐藏着一个重要的算法：分治算法。

评价方式：教师在在全班交流时的倾听。

评价标准：每个同学能够说出数据是有序的，然后折半再查。

2. 针对目标2达成情况的评价

评价目标：分解分治查找的过程

评价任务：画出key=17的查找示意图。

评价方式：教师在学生分解时深入到学生中的查看，课后收回老师检查。

评价标准：每个学生都能够写出分治查找的示意图。

3. 针对目标3达成情况的评价

评价目标：画出分治算法的查找流程图

评价任务：画出分治算法的查找流程图。

评价方式：教师在学生画图时深入到学生中查看，课后收回老师检

查。

评价标准：每个学生至少能画对一半的流程图。

4. 针对目标4达成情况的评价

评价目标：体验程序设计。

评价任务：根据流程图写算法，并能正确输入计算机并调试程序，找出程序的语法错误。

评价方式：教师在学生输入程序时深入到学生中查看。

评价标准：有一半的学生能正确输入程序并调试程序。

（二）终结性评价

评价目标：如何根据任务需求，能主动的运用分治算法解决问题。

评价任务：明确分治算法中的核心思想：分而治之，查找中被查找的数据必须是有序的。每次循环可以将查找规模缩小一半

评价方式：交流分享

评价标准：以描述清楚为主要评价依据

【教学过程】

一、新课导入

游戏：教师展示一件物品，让一个学生来猜这个物品的价格，老师根据这个学生猜出的价格提示“高了”或是“低了”，如果学生能在四次内猜对这个物品的价格，就把这件物品“赠送”给他……。

思考：你觉得怎么样猜可以猜的快一点呢？有什么技巧吗？

教师引导：我们不是缺少问题，而是缺少发现，其实在这个游戏的背后，含有一个非常经典的算法。引出分治查找的的概念

二、项目要求：

（一）分析分治算法查找的原理和思想

（二）分解分治算法查找的过程

（三）构建分治算法查找的流程图

（四）分治算法的初步程序实现

三、项目实施及项目交流：

（一）分析分治算法查找的原理和思想

（1）分治查找中被查找的数据必须是有序的。

（2）首先将查找的数与有序数列表内处于中间位置的数据比较，如果中间位置上的数与查找的数不同，根据有序性，就可确定应该在数组的前半部分还是后半部分继续查找。

（3）在新确定的范围内，继续按上述方法进行查找，直到获得最终结果。

（二）分解分治算法查找的过程

1.列表序号是从0开始。

2.弃用0号元素，用a表示查找范围的起始位置下标，b表示终止位置下标，m表示中间位置元素，所以设置a初值为1,b的初值为len(s)-1，m=(a+b)//2（整除）。