微項目4用排序算法進行數(shù)據(jù)整理教學設計【教材分析】本節(jié)是泰山版初一下冊第2單元《用算法高效尋找問題答案》的微項目4《用排序算法進行數(shù)據(jù)整理》的第2課時。主要是在第1課時的基礎上，讓學生在編寫數(shù)據(jù)整理的程序的過程中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，重點是培養(yǎng)計算思維：排序是一種數(shù)據(jù)整理，可以有利于：1.數(shù)據(jù)應用2.數(shù)據(jù)分析3.數(shù)據(jù)挖掘。同時該階段算法教學主要目的是使學生進一步體驗算法思想，了解算法和程序設計在解決問題過程中的地位和作用；能從簡單問題出發(fā)，設計解決問題的算法，并能初步使用一種程序設計編制程序實現(xiàn)算法解決問題。最終培養(yǎng)了學生的分析問題解決問題的高階思維。本節(jié)課采用的是冒泡排序的算法實現(xiàn)排序，學生可以深刻的體會到算法在生活中的應用。第1課時時學生了解了如何用程序來得出最大數(shù)、最小數(shù)和平均數(shù)，所以本節(jié)將在使用生活算法的基礎上實現(xiàn)用Python程序來進行高效的整理數(shù)據(jù)，讓學生強化數(shù)據(jù)整理的意識，從而學會規(guī)范、高效的整理數(shù)據(jù)?！緦W情分析】本節(jié)課的授課對象的是初一的學生，在前三個微項目的基礎上同學們已經(jīng)初步了解了算法設計的基本知識，學會了利用自然語言和偽代碼描述解決問題的方法。所以對本節(jié)排序中需要的循環(huán)結構的偽代碼和循環(huán)語句以及列表變量的使用方法都已有基礎。同時學生在生活排序和排隊的體驗很多，對于排序算法的實現(xiàn)有一定的基礎。但是對分析問題解決問題的高階思維養(yǎng)成度不高。而且由于實踐比較少，對學過的知識的遺忘率比較高，程序設計思想比較弱。因此采用深度教學的方式，在現(xiàn)有的知識經(jīng)驗的基礎上逐步提升更適合學生?！窘虒W目標】1.闡明冒泡排序的原理。2.概述數(shù)據(jù)排序的意義。3.具有利用排序算法進行數(shù)據(jù)整理、計算與分析的計算思維。4.完成用程序實現(xiàn)高效自動化的排序的過程。5.形成分析問題解決問題、歸納總結的高階思維。評價設計：針對目標1的評價：學生能夠闡明冒泡排序實現(xiàn)的過程，并能運用冒泡排序實現(xiàn)排序。針對目標2的評價：學生能概述通過對數(shù)據(jù)排序，能夠獲取新的信息、高效的檢索、分類。針對目標3的評價：學生能在該課程的基礎上概括出用排序算法進行數(shù)據(jù)整理、計算與分析的過程與方法。針對目標4的評價：學生能在任務實踐中完成對“得分排序”程序的補充，并得到排序結果。針對目標5的評價：學生在面對排序、求名次的問題時，能說出運用排序來解決問題的方法，形成分析問題解決問題的高階思維。在用冒泡排序算法進行排序是能總結出冒泡排序的實現(xiàn)規(guī)律，形成歸納總結的高階思維?！窘虒W的重難點】教學重點： 1.具有利用排序算法程序進行數(shù)據(jù)整理、計算與分析的計算思維。2.形成分析問題解決問題、歸納總結的高階思維。教學難點：1.闡明冒泡排序的原理。2.具有利用排序算法程序進行數(shù)據(jù)整理、計算與分析的計算思維。3.形成分析問題解決問題、歸納總結的高階思維?！窘虒W方法】深度教學、實踐探究【教學過程】教學環(huán)節(jié)教學活動目標評價導入屏幕上顯示班級學生軍訓匯演的照片。師：這兩張照片熟悉不熟悉？生：是我們！師：嗯，這是咱們班軍訓匯演的照片，從照片上看咱同學真是精神啊，隊列排的也很整齊，我想問下大家你們當時是怎么排的隊？生講述他們設計隊形和排隊的過程。師：看來咱同學在匯演時確實很用心的對隊列進行了設計。有序的隊列看起來非常整齊?！驹O計意圖】通過用學生自身的經(jīng)驗進行導入，加強學生的代入感，激發(fā)學生的學生興趣。并觸發(fā)學生對整齊有序隊伍的良好體驗，加強對“有序”、“整齊”等概念的觸感。教學過程環(huán)節(jié)一教學過程環(huán)節(jié)一教學過程環(huán)節(jié)一環(huán)節(jié)一：實現(xiàn)學生有序隊列活動一：討論如何進行有序排序師：這里有隊同學隊伍層次不齊。下面同桌兩人討論下如何幫助他們排出有序隊列。學生討論如何進行有序排隊。后交流有序排隊的方法。在學生回答的基礎上進行引領總結：由矮個到高個進行排隊。從頭開始，兩兩比較，把大的向后移?！驹O計意圖】讓學生采用深度學習的方式，在能夠實現(xiàn)自身排序的基礎思考如何幫助別人進行有序排序?；顒佣簩W生演示如何實現(xiàn)有序排隊師：下面我們找?guī)孜煌瑢W來演示下如何通過這種方式實現(xiàn)排隊。找5位學生做代表。并每人拿一個代表身高大小的數(shù)字“8、7、11、10、6”。步驟如下：（1）教師引領學生開始第一輪的排序。排序數(shù)都是誰，一共有幾個。為后續(xù)的總結做準備。讓學生進行分析哪個數(shù)字大，是否進行調(diào)換。完成第一輪比較后，帶領學生進行小總結：在第1輪進行了4次排序，排出了最大數(shù)“11”。（2）接下來詢問學生參與第二輪比較的數(shù)字都有誰。由學生指出“7、8、10、6”后詢問“11”是否還參與比較，為什么？最終得出已排出的數(shù)據(jù)不再參與排序，這樣可以調(diào)高排序效率。【設計意圖】采用深度學習的方式讓學生深入思考后續(xù)排序是否需要“11”，讓學生體會算法的效率。（3）以此類推分別完成第2輪、3輪、4輪的排序。每次都小總結比較了幾次，排出了哪個數(shù)。（4）最后詢問學生“6”還需要比較嗎？為什么不比較。這樣引領學生得出5個數(shù)字經(jīng)過4輪比較就可以結束?！驹O計意圖】通過學生共同參與、實現(xiàn)隊列的排序，讓學生深刻體會冒泡排序實現(xiàn)的過程。并初步了解冒泡排序每輪比較的規(guī)律?；顒尤菏崂砼抨爩崿F(xiàn)的過程（1）引領學生進行梳理排序過程中的每一輪比較的過程。例：第1輪參與排序數(shù)（5）比較次數(shù)（4）排出第1大數(shù)（11）（2）同樣梳理出第2、3、4輪的比較過程。（3）找出“個數(shù)”和每輪的比較次數(shù)的關系，如第1輪是“5-1”。【設計意圖】在排序過程的基礎上，梳理排序每一輪實現(xiàn)的過程，培養(yǎng)學生歸納、整理的高階思維?；顒尤和茖С鰧崿F(xiàn)排序時輪、次的規(guī)律引領學生在5個數(shù)排序規(guī)律的基礎上推導出總數(shù)為i時排序實現(xiàn)的規(guī)律。在剛才梳理的基礎上進一步總結：個數(shù)為5時，比較論數(shù)為：5-1=4即排序個數(shù)-1。觀察“比較次數(shù)規(guī)律中”被減數(shù)同對應論數(shù)是一致的。得出：每輪的比較次數(shù)=個數(shù)-當前論數(shù)。概括下個數(shù)為i時：比較論數(shù)為i-1，以及每一輪的參與排序數(shù)、比較次數(shù)、排出數(shù)。直到第i-1輪比較，有2個數(shù)進行1次比較，排出第i-1數(shù)和第i數(shù)?！驹O計意圖】在個例的基礎上推導出排序實現(xiàn)過程中的輪、次的規(guī)律，培養(yǎng)學生推導的高階思維?；顒铀模菏崂砼判虻牧鞒谈鶕?jù)上面總結的排序規(guī)律，梳理出排序的流程。經(jīng)過這種方式，我們最終可以實現(xiàn)對學生隊列排成有序隊列?！驹O計意圖】在規(guī)律的基礎上梳理出排序的流程，培養(yǎng)概括、梳理的高階思維。并讓學生明確冒泡排序實現(xiàn)的具體過程。評價1評價5評價5評價1評價5評價1評價5教學過程環(huán)節(jié)二環(huán)節(jié)二：冒泡排序算法（1）認識冒泡排序指出我們采用的這種排序方法其實是種排序算法--冒泡排序。指出梳理的過程是使用了自然語言來描述冒泡排序的算法。指出冒泡排序的作用--對數(shù)據(jù)進行整理。（2）比較人工、程序使用冒泡排序的差異對于少量的數(shù)據(jù)我們可以方便的使用冒泡排序就是有效實現(xiàn)。通過給學生大量的數(shù)據(jù)讓他們嘗試用冒泡排序排出結果的方式，讓學生體驗對于大量的數(shù)據(jù)排序，人工排序就：易出錯、效率低。引出使用程序實現(xiàn)：高效、自動化的排序?！驹O計意圖】在學生體驗的基礎上，指出冒泡排序，深化學生對冒泡排序的認識。并用學生易接受的自然語言描述冒泡排序算法。隨后通過體驗得出人工對于大量數(shù)據(jù)排序的缺點，引出可以使用程序實現(xiàn)高效、自動化的排序，為后續(xù)工作做鋪墊。評價1教學過程環(huán)節(jié)三教學過程環(huán)節(jié)三教學過程環(huán)節(jié)三教學過程環(huán)節(jié)三環(huán)節(jié)三：用程序實現(xiàn)自動排序--排序器活動一：根據(jù)冒泡排序設計排序器參照冒泡排序算法的自然語言描述，得出排序程序。（1）用列表s存儲多個順序數(shù)字。個數(shù)i=len（s）。（2）排序需要多輪（i-1輪）是個重復操作，用循環(huán)實現(xiàn)。同時是固定次數(shù)的循環(huán)，所以是計數(shù)循環(huán)，用for循環(huán)實現(xiàn)。是外循環(huán)。同理多次比較也用for循環(huán)，是內(nèi)循環(huán)。（3）比較用if結構實現(xiàn)，交換數(shù)字位置用“多元賦值”。（4）最后輸出結果。這樣就得到了“排序器”。【設計意圖】在自然語言描述算法的基礎上在Python中實現(xiàn)排序器。培養(yǎng)學生進行遷移的高階思維。讓學生了解什么是內(nèi)、外循環(huán)和多元賦值?；顒佣河门判蚱髋懦龅梅猪樞蛟谂疟荣惖那榫爸?，實現(xiàn)用排序器排出女排的得分順序。根據(jù)排序器結構完善Python程序。為了直觀的觀察冒泡排序在程序中實現(xiàn)的過程，采用動態(tài)數(shù)字追蹤技術輸出每次比較的結果。實踐一：打開并補充“得分排序”程序，并運行輸出結果,得到排序數(shù)據(jù)。學生自主探究并互幫互助完成實踐。最后展示運行結果?！驹O計意圖】利用女排比賽的情景式的深度教學，讓學生中在情景中體驗程序排序器的使用。并讓學生學習動態(tài)數(shù)字追蹤的技術?；顒尤河门判蚱鲗崿F(xiàn)降序排序在已得出的得分順序的基礎上分析誰是第一名、第二名……，詢問學生這種情況下我們習慣用降序來排名次。學生分析程序指出將“>”改為“<”，實現(xiàn)小的數(shù)后移。一起演示降序排序的實現(xiàn)?！驹O計意圖】采用對比的方式修改程序實現(xiàn)降序排序，培養(yǎng)學生類比學習的高階思維。活動四：同步交互、輸出國家信息，提高交互性通過只看到得分沒有國家信息的排序結果很難正確的將得分和國家對應起來，進一步引出這種情況的交互性差，進而引出要實現(xiàn)國家同得分的同步交換。分析同步交換和輸出國家的方法。最后用循環(huán)輸出結果。實踐二：打開后補充“名次排序”程序排出名次，并運行輸出結果。學生自主探究并互幫互助完成實踐。最后展示運行結果。在這個名次的基礎上，同學們分析下哪個國家是冠軍？【設計意圖】在只有得分沒有國家信息的結果上，讓學生體驗這種方式的交互性差，結果不突出。進而引出多組信息的同步處理，最終得出交互性強的輸出結果。并指出中國是冠軍，提升榮譽感?；顒铀模赫n堂鞏固：排出我校班級禮儀比賽名次（1）利用我校禮儀比賽的情境，鞏固學生冒泡排序算法的應用，加強數(shù)據(jù)整理的意識。（2）學生在排序器和女排名次排序程序的基礎上，分析如何實現(xiàn)對禮儀比賽的名次排序：用列表存儲多組信息、同步進行交換、用循環(huán)依次輸出結果。（3）通過修改程序，并運行得到名次結果?！驹O計意圖】采用情景式的深度教學的方法，從身邊的問題出發(fā)，引發(fā)學生關于如何排出名次的思考。及時鞏固對冒泡排序算法的使用，和整理數(shù)據(jù)的意識。評價4評價4評價3評價4評價3評價4評價3評價4總結找學生說下通過今天的學習和兩個應用的體驗，有哪些收獲。2、和學生一起總結冒泡排序算法和人工、程序實現(xiàn)時的特點和不同。并加以運用。3、梳理提出問題、處理問題、解決問題的思路：（1）在原始數(shù)據(jù)的基礎上提出問題如何得到名次。（2）使用冒泡排序算法整理數(shù)據(jù)，得出有序數(shù)據(jù)。（3）對有序數(shù)據(jù)進行計算、分析獲取新的信息。（4）經(jīng)過這樣處理問題的過程得到名次最終解決了問題。4、在整理數(shù)據(jù)的基礎上進一步分析、挖掘信息。在名次的基礎上可以得出冠亞軍、各國女排實力、中國女排精神的支撐。5、進行愛國、習慣、技術德育。樹立為國爭光的信念、養(yǎng)成規(guī)范整理數(shù)據(jù)的習慣、在Python和算法的學習中學習女排精神?！驹O計意圖】通過引領學生樹立提出問題、處理問題、解決問題的過程，培養(yǎng)學生樹立分析問題解決問題的高階思維。并從國家、個人、技術三個層面對學生進行德育的教育和提升。評價1評價2評價3評價4《用排序算法進行數(shù)據(jù)整理》學情分析本節(jié)課的授課對象的是初一的學生，在前三個微項目的基礎上同學們已經(jīng)初步了解了算法設計的基本知識，學會了利用自然語言和偽代碼描述解決問題的方法。所以對本節(jié)排序中需要的循環(huán)結構的偽代碼和循環(huán)語句以及列表變量的使用方法都已有基礎。同時學生在生活排序和排隊的體驗很多，對于排序算法的實現(xiàn)有一定的基礎。但是對分析問題解決問題的高階思維養(yǎng)成度不高。而且由于實踐比較少，對學過的知識的遺忘率比較高，程序設計思想比較弱。因此采用深度教學的方式，在現(xiàn)有的知識經(jīng)驗的基礎上逐步提升更適合學生?！队门判蛩惴ㄟM行數(shù)據(jù)整理》效果分析本節(jié)課主要通過學生進行探討如何實現(xiàn)排序，然后在得出排序規(guī)律的基礎上在指出使用的方法是排序算法，進而體驗人工、程序實現(xiàn)排序的優(yōu)缺點。重點采用了兩個情境讓學生設計排序實踐的過程和輸出分析排序的結果。兩個實踐過程實在學生明白原理的基礎上，通過學生自主探究和互幫互助的基礎上完成度的，所以完成度很高幾乎達到了90%。但是對于提出問題、解決問題的高級思維和概括歸納的高級思維，學生的目前的能力還是比較弱，需要后期繼續(xù)加強培養(yǎng)?！队门判蛩惴ㄟM行數(shù)據(jù)整理》教材分析本節(jié)是泰山版初一下冊第2單元《用算法高效尋找問題答案》的微項目4《用排序算法進行數(shù)據(jù)整理》的第2課時。主要是在第1課時的基礎上，讓學生在編寫數(shù)據(jù)整理的程序的過程中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，重點是培養(yǎng)計算思維：排序實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)整理，可有利于：1.數(shù)據(jù)應用2.數(shù)據(jù)分析3.數(shù)據(jù)挖掘。同時該階段算法教學主要目的是使學生進一步體驗算法思想，了解算法和程序設計在解決問題過程中的地位和作用；能從簡單問題出發(fā)，設計解決問題的算法，并能初步使用一種程序設計編制程序實現(xiàn)算法解決問題。最終培養(yǎng)了學生的分析問題解決問題的高階思維。本節(jié)課采用的是冒泡排序的算法實現(xiàn)排序，學生可以深刻的體會到算法在生活中的應用。第1課時時學生了解了如何用程序來得出最大數(shù)、最小數(shù)和平均數(shù)，所以本節(jié)將在使用生活算法的基礎上實現(xiàn)用Python程序來進行高效的整理數(shù)據(jù)，讓學生強化數(shù)據(jù)整理的意識，從而學會規(guī)范、高效的整理數(shù)據(jù)?！队门判蛩惴ㄟM行數(shù)據(jù)整理》評測練習1、我們一般采用()層循環(huán)結構實現(xiàn)冒泡排序算法。A、1

B、2

C、3

D、4

2、以下有關數(shù)據(jù)排序和編程的說法，錯誤的是()

A、數(shù)據(jù)排序就是按照某種邏輯關系將雜亂“無序”數(shù)據(jù)調(diào)整為“有序”數(shù)據(jù)。

B、數(shù)據(jù)排序有利于對信息進行高效地的檢索、分類。

C、編寫程序時不需要考慮容錯處理，使用者錄入錯誤數(shù)據(jù)是他自己的責任。

D、生活中解決問題的方法和計算機的程序算法是可以相互借鑒的。3、使用冒泡排序算法將10個數(shù)字進行降序排列，需要進行()次數(shù)值比較。

A、10

B、45

C、55

D、100

《用排序算法進行數(shù)據(jù)整理》課后反思本節(jié)課是節(jié)算法教學課，從教學內(nèi)容上來講屬于比較難的課程。學生對于算法的基礎和經(jīng)驗比較少，而且算法的學習對學生理解力要求比較高。所以經(jīng)過備課試講到最后的生成我主要經(jīng)歷了下面三個階段：階段一：傳統(tǒng)講授的方式剛開始備課時我采用了傳統(tǒng)講授的方法：通過視頻、流程圖講解的方式讓學生學習冒泡排序的原理，然后冒泡排序在程序中如何實現(xiàn)。試講的時候感覺課堂完成度還行。但是感覺局限性，沒有展現(xiàn)出算法該有的魅力。階段二：高階思維