初中信息技术-用排序算法进行数据整理教学设计学情分析教材分析课后反思1.docx

初中信息技术-用排序算法进行数据整理教学设计学情分析教材分析课后反思1.docx

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微项目4用排序算法进行数据整理教学设计

【教材分析】

本节是泰山版初一下册第2单元《用算法高效寻找问题答案》的微项目4《用排序

算法进行数据整理》的第2课时。

主要是在第1课时的基础上，让学生在编写数据整理的程序的过程中培养学生的核心素养，重点是培养计算思维：

排序是一种数据整理，可以有利于：

1.数据应用2.数据分析3.数据挖掘。

同时该阶段算法教学主要目的是使学生进一步体验算法思想，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用；能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计编制程序实现算法解决问题。

最终培养了学生的分析问题解决问题的高阶思维。

本节课采用的是冒泡排序的算法实现排序，学生可以深刻的体会到算法在生活中的应用。

第1课时时学生了解了如何用程序来得出最大数、最小数和平均数，所以本节将在使用生活算法的基础上实现用Python程序来进行高效的整理数据，让学生强化数据整理的意识，从而学会规范、高效的整理数据。

【学情分析】

本节课的授课对象的是初一的学生，在前三个微项目的基础上同学们已经初步了解

了算法设计的基本知识，学会了利用自然语言和伪代码描述解决问题的方法。

所以对本节排序中需要的循环结构的伪代码和循环语句以及列表变量的使用方法都已有基础。

同时学生在生活排序和排队的体验很多，对于排序算法的实现有一定的基础。

但是对分析问题解决问题的高阶思维养成度不高。

而且由于实践比较少，对学过的知识的遗忘率比较高，程序设计思想比较弱。

因此采用深度教学的方式，在现有的知识经验的基础上逐步提升更适合学生。

【教学目标】

1.阐明冒泡排序的原理。

2.概述数据排序的意义。

3.具有利用排序算法进行数据整理、计算与分析的计算思维。

4.完成用程序实现高效自动化的排序的过程。

5.形成分析问题解决问题、归纳总结的高阶思维。

评价设计：

1.针对目标1的评价：

学生能够阐明冒泡排序实现的过程，并能运用冒泡排序实现排序。

2.针对目标2的评价：

学生能概述通过对数据排序，能够获取新的信息、高效的检索、分类。

3.针对目标3的评价：

学生能在该课程的基础上概括出用排序算法进行数据整理、计算与分析的过程与方法。

4.针对目标4的评价：

学生能在任务实践中完成对“得分排序”程序的补充，并得到排序结果。

5.针对目标5的评价：

学生在面对排序、求名次的问题时，能说出运用排序来解决问题的方法，形成分析问题解决问题的高阶思维。

在用冒泡排序算法进行排序是能总结出冒泡排序的实现规律，形成归纳总结的高阶思维。

【教学的重难点】

教学重点：

1.具有利用排序算法程序进行数据整理、计算与分析的计算思维。

2.形成分析问题解决问题、归纳总结的高阶思维。

教学难点：

1.阐明冒泡排序的原理。

2.具有利用排序算法程序进行数据整理、计算与分析的计算思维。

3.形成分析问题解决问题、归纳总结的高阶思维。

【教学方法】深度教学、实践探究

【教学过程】

教学环节

教学活动

目标评价

导入

屏幕上显示班级学生军训汇演的照片。

师：

这两张照片熟悉不熟悉？

生：

是我们！

师：

嗯，这是咱们班军训汇演的照片，从照片上看咱同学真是精神啊，队列排的也很整齐，我想问下大家你们当时是怎么排的队？

生讲述他们设计队形和排队的过程。

师：

看来咱同学在汇演时确实很用心的对队列进行了设计。

有序的队列看起来非常整齐。

【设计意图】通过用学生自身的经验进行导入，加强学生的代入感，激发学生的学生兴趣。

并触发学生对整齐有序队伍的良好体验，加强对“有序”、“整齐”等概念的触感。

教学过程

环节一

教学过程

环节一

教学过程

环节一

环节一：

实现学生有序队列

活动一：

讨论如何进行有序排序

师：

这里有队同学队伍层次不齐。

下面同桌两人讨论下如何帮助他们排出有序队列。

学生讨论如何进行有序排队。

后交流有序排队的方法。

在学生回答的基础上进行引领总结：

1、由矮个到高个进行排队。

2、从头开始，两两比较，把大的向后移。

【设计意图】让学生采用深度学习的方式，在能够实现自身排序的基础思考如何帮助别人进行有序排序。

活动二：

学生演示如何实现有序排队

师：

下面我们找几位同学来演示下如何通过这种方式实现排队。

找5位学生做代表。

并每人拿一个代表身高大小的数字“8、7、11、10、6”。

步骤如下：

（1）教师引领学生开始第一轮的排序。

排序数都是谁，一共有几个。

为后续的总结做准备。

让学生进行分析哪个数字大，是否进行调换。

完成第一轮比较后，带领学生进行小总结：

在第1轮进行了4次排序，排出了最大数“11”。

（2）接下来询问学生参与第二轮比较的数字都有谁。

由学生指出“7、8、10、6”后询问“11”是否还参与比较，为什么？

最终得出已排出的数据不再参与排序，这样可以调高排序效率。

【设计意图】采用深度学习的方式让学生深入思考后续排序是否需要“11”，让学生体会算法的效率。

（3）以此类推分别完成第2轮、3轮、4轮的排序。

每次都小总结比较了几次，排出了哪个数。

（4）最后询问学生“6”还需要比较吗？

为什么不比较。

这样引领学生得出5个数字经过4轮比较就可以结束。

【设计意图】通过学生共同参与、实现队列的排序，让学生深刻体会冒泡排序实现的过程。

并初步了解冒泡排序每轮比较的规律。

活动三：

梳理排队实现的过程

（1）引领学生进行梳理排序过程中的每一轮比较的过程。

例：

第1轮参与排序数（5）比较次数（4）排出第1大数（11）

（2）同样梳理出第2、3、4轮的比较过程。

（3）找出“个数”和每轮的比较次数的关系，如第1轮是“5-1”。

【设计意图】在排序过程的基础上，梳理排序每一轮实现的过程，培养学生归纳、整理的高阶思维。

活动三：

推导出实现排序时轮、次的规律

引领学生在5个数排序规律的基础上推导出总数为i时排序实现的规律。

（1）在刚才梳理的基础上进一步总结：

个数为5时，比较论数为：

5-1=4即排序个数-1。

（2）观察“比较次数规律中”被减数同对应论数是一致的。

得出：

每轮的比较次数=个数-当前论数。

（3）概括下个数为i时：

比较论数为i-1，以及每一轮的参与排序数、比较次数、排出数。

直到第i-1轮比较，有2个数进行1次比较，排出第i-1数和第i数。

【设计意图】在个例的基础上推导出排序实现过程中的轮、次的规律，培养学生推导的高阶思维。

活动四：

梳理排序的流程

根据上面总结的排序规律，梳理出排序的流程。

经过这种方式，我们最终可以实现对学生队列排成有序队列。

【设计意图】在规律的基础上梳理出排序的流程，培养概括、梳理的高阶思维。

并让学生明确冒泡排序实现的具体过程。

评价1

评价5

评价5

评价1评价5

评价1评价5

教学过程

环节二

环节二：

冒泡排序算法

（1）认识冒泡排序

指出我们采用的这种排序方法其实是种排序算法--冒泡排序。

指出梳理的过程是使用了自然语言来描述冒泡排序的算法。

指出冒泡排序的作用--对数据进行整理。

（2）比较人工、程序使用冒泡排序的差异

对于少量的数据我们可以方便的使用冒泡排序就是有效实现。

通过给学生大量的数据让他们尝试用冒泡排序排出结果的方式，让学生体验对于大量的数据排序，人工排序就：

易出错、效率低。

引出使用程序实现：

高效、自动化的排序。

【设计意图】在学生体验的基础上，指出冒泡排序，深化学生对冒泡排序的认识。

并用学生易接受的自然语言描述冒泡排序算法。

随后通过体验得出人工对于大量数据排序的缺点，引出可以使用程序实现高效、自动化的排序，为后续工作做铺垫。

评价1

教学过程

环节三

教学过程

环节三

教学过程

环节三

教学过程

环节三

环节三：

用程序实现自动排序--排序器

活动一：

根据冒泡排序设计排序器

参照冒泡排序算法的自然语言描述，得出排序程序。

（1）用列表s存储多个顺序数字。

个数i=len（s）。

（2）排序需要多轮（i-1轮）是个重复操作，用循环实现。

同时是固定次数的循环，所以是计数循环，用for循环实现。

是外循环。

同理多次比较也用for循环，是内循环。

（3）比较用if结构实现，交换数字位置用“多元赋值”。

（4）最后输出结果。

这样就得到了“排序器”。

【设计意图】在自然语言描述算法的基础上在Python中实现排序器。

培养学生进行迁移的高阶思维。

让学生了解什么是内、外循环和多元赋值。

活动二：

用排序器排出得分顺序

在女排比赛的情景中，实现用排序器排出女排的得分顺序。

根据排序器结构完善Python程序。

为了直观的观察冒泡排序在程序中实现的过程，采用动态数字追踪技术输出每次比较的结果。

实践一：

打开并补充“得分排序”程序，并运行输出结果,得到排序数据。

学生自主探究并互帮互助完成实践。

最后展示运行结果。

【设计意图】利用女排比赛的情景式的深度教学，让学生中在情景中体验程序排序器的使用。

并让学生学习动态数字追踪的技术。

活动三：

用排序器实现降序排序

在已得出的得分顺序的基础上分析谁是第一名、第二名……，询问学生这种情况下我们习惯用降序来排名次。

学生分析程序指出将“>”改为“<”，实现小的数后移。

一起演示降序排序的实现。

【设计意图】采用对比的方式修改程序实现降序排序，培养学生类比学习的高阶思维。

活动四：

同步交互、输出国家信息，提高交互性

通过只看到得分没有国家信息的排序结果很难正确的将得分和国家对应起来，进一步引出这种情况的交互性差，进而引出要实现国家同得分的同步交换。

分析同步交换和输出国家的方法。

最后用循环输出结果。

实践二：

打开后补充“名次排序”程序排出名次，并运行输出结果。

学生自主探究并互帮互助完成实践。

最后展示运行结果。

在这个名次的基础上，同学们分析下哪个国家是冠军？

【设计意图】在只有得分没有国家信息的结果上，让学生体验这种方式的交互性差，结果不突出。

进而引出多组信息的同步处理，最终得出交互性强的输出结果。

并指出中国是冠军，提升荣誉感。

活动四：

课堂巩固：

排出我校班级礼仪比赛名次

（1）利用我校礼仪比赛的情境，巩固学生冒泡排序算法

的应用，加强数据整理的意识。

（2）学生在排序器和女排名次排序程序的基础上，分析

如何实现对礼仪比赛的名次排序：

用列表存储多组信息、同步进行交换、用循环依次输出结果。

（3）通过修改程序，并运行得到名次结果。

【设计意图】采用情景式的深度教学的方法，从身边的问题出发，引发学生关于如何排出名次的思考。

及时巩固对冒泡排序算法的使用，和整理数据的意识。

评价4

评价4

评价3

评价4

评价3

评价4

评价3

评价4

总结

1、找学生说下通过今天的学习和两个应用的体验，有哪些

收获。

2、和学生一起总结冒泡排序算法和人工、程序实现时的特

点和不同。

并加以运用。

3、梳理提出问题、处理问题、解决问题的思路：

（1）在原始数据的基础上提出问题如何得到名次。

（2）使用冒泡排序算法整理数据，得出有序数据。

（3）对有序数据进行计算、分析获取新的信息。

（4）经过这样处理问题的过程得到名次最终解决了问题。

4、在整理数据的基础上进一步分析、挖掘信息。

在名次的基础上可以得出冠亚军、各国女排实力、中国女排精神的支撑。

5、进行爱国、习惯、技术德育。

树立为国争光的信念、养成规范整理数据的习惯、在Python和算法的学习中学习女排精神。

【设计意图】通过引领学生树立提出问题、处理问题、解决问题的过程，培养学生树立分析问题解决问题的高阶思维。

并从国家、个人、技术三个层面对学生进行德育的教育和提升。

评价1

评价2

评价3

评价4

《用排序算法进行数据整理》学情分析

本节课的授课对象的是初一的学生，在前三个微项目的基础上同学们已经初步了解了算法设计的基本知识，学会了利用自然语言和伪代码描述解决问题的方法。

所以对本节排序中需要的循环结构的伪代码和循环语句以及列表变量的使用方法都已有基础。

同时学生在生活排序和排队的体验很多，对于排序算法的实现有一定的基础。

但是对分析问题解决问题的高阶思维养成度不高。

而且由于实践比较少，对学过的知识的遗忘率比较高，程序设计思想比较弱。

因此采用深度教学的方式，在现有的知识经验的基础上逐步提升更适合学生。

《用排序算法进行数据整理》效果分析

本节课主要通过学生进行探讨如何实现排序，然后在得出排序规律的基础上在指出使用的方法是排序算法，进而体验人工、程序实现排序的优缺点。

重点采用了两个情境让学生设计排序实践的过程和输出分析排序的结果。

两个实践过程实在学生明白原理的基础上，通过学生自主探究和互帮互助的基础上完成度的，所以完成度很高几乎达到了90%。

但是对于提出问题、解决问题的高级思维和概括归纳的高级思维，学生的目前的能力还是比较弱，需要后期继续加强培养。

《用排序算法进行数据整理》教材分析

本节是泰山版初一下册第2单元《用算法高效寻找问题答案》的微

项目4《用排序算法进行数据整理》的第2课时。

主要是在第1课时的基础上，让学生在编写数据整理的程序的过程中培养学生的核心素养，重点是培养计算思维：

排序实现的是数据整理，可有利于：

1.数据应用2.数据分析3.数据挖掘。

同时该阶段算法教学主要目的是使学生进一步体验算法思想，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用；能从简单问题出发，设计解决问题的算法，并能初步使用一种程序设计编制程序实现算法解决问题。

最终培养了学生的分析问题解决问题的高阶思维。

本节课采用的是冒泡排序的算法实现排序，学生可以深刻的体会到算法在生活中的应用。

第1课时时学生了解了如何用程序来得出最大数、最小数和平均数，所以本节将在使用生活算法的基础上实现用Python程序来进行高效的整理数据，让学生强化数据整理的意识，从而学会规范、高效的整理数据。

《用排序算法进行数据整理》评测练习

1、我们一般采用（）层循环结构实现冒泡排序算法。

A、1 B、2 C、3 D、4

2、以下有关数据排序和编程的说法，错误的是（）

A、数据排序就是按照某种逻辑关系将杂乱“无序”数据调整为“有序”数据。

B、数据排序有利于对信息进行高效地的检索、分类。

C、编写程序时不需要考虑容错处理，使用者录入错误数据是他自己的责任。

D、生活中解决问题的方法和计算机的程序算法是可以相互借鉴的。

3、使用冒泡排序算法将10个数字进行降序排列，需要进行（）次数值比较。

A、10 B、45 C、55 D、100

《用排序算法进行数据整理》课后反思

本节课是节算法教学课，从教学内容上来讲属于比较难的课程。

学生对于算法的基础和经验比较少，而且算法的学习对学生理解力要求比较高。

所以经过备课试讲到最后的生成我主要经历了下面三个阶段：

阶段一：

传统讲授的方式

刚开始备课时我采用了传统讲授的方法：

通过视频、流程图讲解的方式让学生学习冒泡排序的原理，然后冒泡排序在程序中如何实现。

试讲的时候感觉课堂完成度还行。

但是感觉局限性，没有展现出算法该有的魅力。

阶段二：

高阶思维的提升

怎么样才能展现出算法的魅力？

我通过仔细查找和思考，得出算法的最终目的是落实在实践的应用中。

所以在一个阶段的基础上，我引入了对算法进行实践应用的提升，在算法应用的基础上引出了分析问题、解决问题的高阶思维。

阶段三：

对算法的体悟应用为重点，弱化程序的地位

在完成了第二个阶段修改后，我恰巧去参与了《初中信息技术教材培训暨备课研讨会》，让我有很多收获，对于如何对算法进行定位，如何在课堂中开展算法教学有了很深的认识。

所以回来后，我将关于冒泡排序的实现过程改成了让学生一步步的归纳、梳理得出，强化算法在人工、程序中使用的差异性，将程序作为算法实现的一种工具。

感悟：

通过这三个阶段的备课和修改，让我深刻的体会到了学习的重要性和理论支撑的重要性。

今天的工作中，我将继续加强对于理论的学习，并将其应用到教学中，努力提高自己的业务水平。

《用排序算法进行数据整理》课标分析

信息技术学科核心素养：

计算思维是指“个体在运用计算机科学领域的思想方法形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动”。

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、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决之中。

关于程序算法《信息技术课程标准》的描述“了解算法设计的一般方法，了解一种程序设计语言，尝试利用一种程序设计语言实现简单的算法；能结合生活中的实际问题，进行算法分析，选择程序结构，并编写程序解决问题。

”