上海市高中信息技術(shù)循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法教學實錄課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法

2.教學年級和班級：上海市高中信息技術(shù)課程，高一年級1班

3.授課時間：2022年10月12日，第2節(jié)

4.教學時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生信息意識，通過學習循環(huán)結(jié)構(gòu)和二分法算法，提高學生的問題解決能力和算法設(shè)計能力。發(fā)展學生的計算思維，學會利用算法描述和解決問題。同時，培養(yǎng)學生合作學習的能力，通過小組討論和實踐，提升學生的信息技術(shù)應用能力和創(chuàng)新精神。三、學情分析高一年級學生對信息技術(shù)課程充滿好奇心，學習積極性較高。但在知識基礎(chǔ)方面，部分學生對計算機科學的基本概念和算法理解存在不足，對于抽象的邏輯思維要求較高的二分法算法可能會有一定的學習難度。學生們的編程能力參差不齊，部分學生已經(jīng)具備一定的編程基礎(chǔ)，能夠獨立完成簡單的編程任務(wù)，而部分學生則需要更多的時間來理解和實踐算法。

在能力方面，學生們的邏輯思維能力逐漸成熟，但實際應用算法解決問題的能力尚需加強。他們在面對復雜問題時，往往缺乏系統(tǒng)化的分析和解決方案的制定。此外，學生的合作學習能力較強，但獨立解決問題的能力還有待提高。

在素質(zhì)方面，學生的學習習慣良好，能夠按時完成作業(yè)，但部分學生在課堂上容易分心，需要教師加強課堂管理。對課程學習的影響主要體現(xiàn)在以下方面：

1.對二分法算法的學習有助于學生理解算法的基本原理，提升他們的邏輯思維能力。

2.通過實踐操作，學生能夠加深對算法的理解，提高編程能力和問題解決能力。

3.小組合作學習能夠培養(yǎng)學生的溝通能力和團隊協(xié)作精神。

4.教師需要關(guān)注不同層次學生的學習需求，針對不同學生的特點進行差異化教學，以確保所有學生都能在課程中獲得進步。四、教學資源準備1.教材：《信息技術(shù)》教材，確保每位學生人手一冊。

2.輔助材料：準備與二分法算法相關(guān)的圖片、流程圖、動畫視頻等多媒體資源，幫助學生理解算法的原理和操作過程。

3.實驗器材：編程軟件安裝包和計算機，用于學生實踐編程操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，提供實驗操作臺，確保學生能夠在舒適的環(huán)境中學習和交流。五、教學過程設(shè)計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們在日常生活中遇到過需要不斷嘗試和比較的情況嗎？比如找東西時如何更快地找到它？”

展示一些關(guān)于查找和排序的圖片或視頻片段，讓學生初步感受算法在實際生活中的應用。

簡短介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎(chǔ)。

2.循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的查找和排序案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解算法的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或?qū)W習的影響，以及如何應用算法解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法相關(guān)的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，包括循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法在現(xiàn)實生活或?qū)W習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用算法。

布置課后作業(yè)：讓學生編寫一個簡單的查找或排序程序，應用所學算法，以鞏固學習效果。

（以下省略具體的教學步驟和活動，篇幅限制，此處不再展開。）

教學過程設(shè)計詳細步驟：

-引導學生回顧前節(jié)課內(nèi)容，為新課導入做好鋪墊。

-通過實例演示循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的實際應用。

-學生分組進行編程實踐，教師巡視指導。

-學生展示自己的編程成果，教師點評并給予反饋。

-總結(jié)本節(jié)課的學習重點，布置課后作業(yè)。

-整理教學過程中出現(xiàn)的問題，為下一節(jié)課做準備。六、學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握程度

學生在學習循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法后，能夠熟練掌握算法的基本概念、原理和步驟。具體表現(xiàn)在：

-學生能夠正確描述循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的定義和適用場景。

-學生能夠理解算法中的關(guān)鍵步驟，如初始化、循環(huán)條件、比較操作和更新操作。

-學生能夠運用算法解決實際問題，如查找、排序等。

2.編程能力提升

-學生能夠獨立編寫簡單的查找和排序程序，實現(xiàn)二分法算法。

-學生在編寫程序時，能夠運用循環(huán)結(jié)構(gòu)，提高代碼的可讀性和可維護性。

-學生在調(diào)試程序時，能夠分析問題，找出錯誤并進行修正。

3.問題解決能力增強

學生在學習循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法后，問題解決能力得到提高，具體表現(xiàn)在：

-學生在面對實際問題，能夠運用所學算法進行分析和解決。

-學生能夠?qū)嶋H問題轉(zhuǎn)化為算法問題，提高問題解決的效率。

-學生在解決問題時，能夠運用邏輯思維，分析問題、設(shè)計算法、實現(xiàn)程序。

4.團隊合作能力提升

在小組討論和課堂展示環(huán)節(jié)，學生的團隊合作能力得到鍛煉，具體表現(xiàn)在：

-學生能夠與團隊成員有效溝通，共同完成任務(wù)。

-學生在討論過程中，能夠傾聽他人意見，尊重他人觀點。

-學生能夠?qū)⒆约旱南敕ê陀^點與他人分享，提高團隊整體水平。

5.學習興趣和自信心增強

-學生對信息技術(shù)課程產(chǎn)生濃厚興趣，愿意主動探索和學習。

-學生在學習過程中，遇到困難時能夠積極尋求幫助，相信自己能夠克服困難。

-學生在完成學習任務(wù)后，感受到成就感，增強自信心。

6.創(chuàng)新意識和實踐能力提高

學生在學習循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法后，創(chuàng)新意識和實踐能力得到提高，具體表現(xiàn)在：

-學生能夠結(jié)合實際需求，對算法進行改進和創(chuàng)新。

-學生在實踐過程中，能夠靈活運用所學知識，解決實際問題。

-學生在完成課后作業(yè)時，能夠結(jié)合所學算法，設(shè)計出具有創(chuàng)新性的程序。七、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《算法導論》中的“二分查找”章節(jié)，這本書是算法領(lǐng)域的經(jīng)典教材，有助于學生更深入地理解二分查找算法的原理和應用。

-視頻資源：推薦在線教育平臺上的算法講解視頻，如“算法入門系列”或“二分查找算法詳解”，幫助學生通過視覺方式理解算法的實現(xiàn)過程。

2.拓展要求：

-學生在課后可以自主選擇閱讀材料或觀看視頻資源，加深對二分查找算法的理解。

-鼓勵學生嘗試自己實現(xiàn)二分查找算法，并分析不同實現(xiàn)方式的特點和適用場景。

-學生可以嘗試將二分查找算法應用于實際問題的解決，如數(shù)據(jù)排序、查找特定數(shù)據(jù)等。

-鼓勵學生探索二分查找算法的優(yōu)化和擴展，例如討論在不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)二分查找的效率差異。

-學生可以通過編寫代碼或制作演示文稿的形式，展示自己對二分查找算法的理解和應用。

-教師提供必要的指導和幫助，包括解答學生在學習和實踐中遇到的問題，推薦相關(guān)的學習資源，以及組織小組討論會。

具體拓展活動包括：

-**算法原理深化**：要求學生總結(jié)二分查找算法的核心步驟，并解釋為什么這種算法在有序數(shù)據(jù)中是高效的。

-**代碼實現(xiàn)挑戰(zhàn)**：學生被要求編寫一個簡單的二分查找算法，并將其應用于一個已排序的數(shù)據(jù)集上。

-**性能分析**：學生比較二分查找算法與線性查找算法在不同規(guī)模數(shù)據(jù)集上的性能差異。

-**算法變種探索**：學生研究二分查找的變種，如三分查找，并分析其優(yōu)缺點。

-**項目實踐**：學生可以選擇一個小型項目，如創(chuàng)建一個簡單的文本搜索工具，使用二分查找算法來實現(xiàn)。

-**課堂分享**：學生在下一節(jié)課上分享自己的拓展成果，包括學習心得、遇到的困難及解決方案。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①本文重點知識點：

-循環(huán)結(jié)構(gòu)：循環(huán)語句的使用，包括for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)。

-二分法算法：二分查找的基本原理和步驟。

②本文重點詞句：

-“循環(huán)結(jié)構(gòu)”指的是重復執(zhí)行一段代碼的能力，是算法設(shè)計中常用的控制結(jié)構(gòu)。

-“二分法算法”是一種在有序數(shù)組中查找特定元素的搜索算法，其核心是不斷將查找范圍縮小一半。

③本文邏輯關(guān)系：

-①循環(huán)結(jié)構(gòu)是二分法算法實現(xiàn)的基礎(chǔ)，通過循環(huán)結(jié)構(gòu)可以確保算法能夠持續(xù)執(zhí)行，直到找到目標元素或確定元素不存在。

-②二分法算法的每次迭代都依賴于循環(huán)結(jié)構(gòu)來更新查找范圍，即每次將查找范圍分成兩部分，根據(jù)目標值與中間值的比較結(jié)果，決定是繼續(xù)在左半部分還是右半部分查找。

-③理解循環(huán)結(jié)構(gòu)對于掌握二分法算法至關(guān)重要，因為算法的成功實施依賴于循環(huán)的正確使用和及時終止。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學生在課堂上的表現(xiàn)整體積極，大部分學生能夠集中注意力，積極參與討論。對于循環(huán)結(jié)構(gòu)二分法算法的概念和步驟，學生們表現(xiàn)出較高的理解能力。在課堂提問環(huán)節(jié)，學生能夠準確回答問題，并能結(jié)合實例進行解釋。

2.小組討論成果展示：

小組討論環(huán)節(jié)中，學生們能夠有效合作，共同探討二分法算法的原理和應用。各小組展示的成果包括：

-對二分法算法原理的深入理解。

-編寫并演示了二分查找算法的程序。

-分析了二分查找算法在不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的效率。

-提出了對二分查找算法的改進建議。

3.隨堂測試：

隨堂測試結(jié)果顯示，學生對二分法算法的基本概念和步驟掌握較好，能夠獨立完成簡單的查找和排序任務(wù)。測試內(nèi)容包括：

-二分查找算法的基本原理和步驟。

-編寫二分查找算法的代碼。

-分析二分查找算法的時間復雜度。

-評估二分查找算法在不同情況下的適用性。

4.學生反饋：

學生在課后反饋中表示，通過本節(jié)課的學習，他們對二分法算法有了更深入的理解，并認為這種算法在實際應用中非常有用。同時，他們也提出了一些疑問，如二分查找算法在非有序數(shù)據(jù)上的應用、算法的優(yōu)化等。

5.教師評價與反饋：

針對學生的課堂表現(xiàn)和隨堂測試結(jié)果，教師評價如下：

-**課堂表現(xiàn)**：學生的課堂參與度高，能夠積極思考并回答問題。對于較難的概念，教師提供了適當?shù)慕忉尯褪纠?，幫助學生理解。

-**小組討論成果展示**：各小組的討論成果豐富，展示了學生的團隊合作能力和問題解決能力。教師對學生的討論給予了肯定，并鼓勵他們在課后繼續(xù)深入探討。

-**隨堂測試**：測試結(jié)果表明，學生對二分法算法的理解較為扎實，但仍有部分學生在代碼實現(xiàn)和算法分析方面存在不足。教師將針對這些問題進行個別輔導，幫助學生提高。

-**學生反饋**：學生的反