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1、选择排序算法教学设计 县里举办高中信息技术研讨课。让我在一个基础最薄弱的学校上一堂选择排序算法课。也就是说，给最差的学生讲解最难的知识。这无疑是一个很大的挑战。 分析该校学生的情况，他们在学习之前已经知道了表示算法的三种方式，学过了流程图，会辨认每个图框及其表示意思，可能难以理解什么条件下两个数据要交换以及如何找到最小数，会搞混流程图中多个控制变量所代表的作用。教师如果直接拿出整个排序的复杂算法分析，会吓倒学生，学生注意力难以长时间集中。于是，我把选择排序算法进行肢解，分解为一个个小知识点，再各个突破，这样，由浅入深、由小到大，前后呼应，上课节奏波浪起伏，直到解决完整算法，完成“让学生掌握选择
2、排序算法的具体过程，会画出选择排序流程图，体验算法与生活的紧密联系，感受解决算法的成功感”的教学目标。 一、教学重点、难点与突破策略 教学重点、难点：选择排序的算法及其表示。 策略：讲授法为主，适当让学生讨论与体验。 二、课前准备 素材：“世界七大洲最高峰”Excel表格、选择排序的Visual Basic演示程序。 教学环境：多媒体教室或者机房。 三、教学过程 1.导入 教师由Excel排序功能导入排序。 师：我们都已经学过了电子表格Excel，感受到了Excel给我们的日常生活、学习与工作带来的便利。其中的“排序”功能，能把一组数据按照一定的顺序排列好。我这里有一个“世界七大洲最高峰”的表
3、格。想要让山峰数据从高到低排列好。怎么做呢？ 请学生上来操作。 爱思考、会动脑筋的学生会提出疑问，电脑到底是怎么样把数据按照顺序排列好的？我们能否不用Excel，自己编写一个程序实现排序功能呢？ 设计意图：复习Excel的重点内容“排序操作”，并导入排序。在Excel中用鼠标点来点去，对高中生来说已是“小儿科”，他们自然提出自己写一个程序实现排序的想法。只要学生有胆量提出这个想法，也就成功了一半。 2.新知讲解 师：今天给大家介绍一种排序方法选择排序。大家认真观察选择排序到底是怎么排列数据的，其排序的过程是怎样的。 教师出示四个数三次排序的图示，并根据图示讲解选择排序的过程。 师：按“1081
4、209675”顺序排列的这四个数最终要排成“7596108120”这样一个从小到大的序列。第一次，从四个数中找到最小数75，与108交换位置。第二次，从剩下的三个数中找到最小数96，与120交换位置。第三次，从剩下的两个数中找到最小数108，与120交换位置。 得出选择排序的方法（略）。 师：请用选择排序方法，从大到小排列四个数。 3.计算机选择排序的循序渐进 学生排过序后，教师演示电脑帮忙排序对着电脑，拍拍显示器（就像拍人肩膀）说：“电脑，你帮我把这四个数按从大到小的顺序排列起来。”有学生在偷笑，“老师，电脑听得懂吗？” 师：对，上个学期我们就已经学习过了，让计算机帮我们做事情，要用计算机语
5、言与它交流，讲自然语言，它听不懂，自然不会理睬你。 师生回顾表示算法的三种方法：自然语言流程图程序语言。 师：自然语言转换成流程图是系统分析师做的事情，流程图转换成程序语言是程序员做的事情。两类人的身价是不一样的，前者的年薪是后者的35倍。今天，我们要做的是把自然语言转化为流程图，做系统分析师的事情。也就是画出“选择排序”的流程图，价值很高，相信大家能很好地完成。 设计意图：用幽默诙谐的语言吸引学生注意力；由人才市场实际薪酬报价提升本堂课内容的价值，引起学生的兴趣，无缝引导学生画出选择排序的流程图。 学生得出“开始选择排序结束”的流程图。 师：这个流程图没错，可是实际问题还没有解决，到底选择排
6、序是怎样进行的呢？ 请一位学生起立，对照上面实例，引导学生问答进行排序要有两步：第一步，找最小数；第二步，交换位置。 师：你的观察很仔细，对解决我们今天的问题具有启示意义。选择排序其实就是围绕这两步展开的。 从而得到“开始选择排序找最小数互换结束”的线性流程图。 师：请对比数据108、120、96、75，“找最小数”和“交换位置”要重复几次？ 生：3次。 师：如果总共5个数，重复几次？ 师生得出结论，循环次数比数据个数少一次，因为最后一次的最后一个数不用比较。重复做同一件事情，在教师的引导下，学生想到了循环，得出流程图一并逐步推演程序的执行过程。 选择排序流程图一 难点一步一步在突破，流程图也
7、完整多了。 师：数据交换是不是每次都要进行？ 师生通过分析两个真实的数据排列的实例，引导学生得出结论：如果ik，交换位置；否则，不交换位置。（i表示第几次循环，k表示最小数的位置。） 师：刚才我们无意中一起讲到了一个经典的选择结构。其实，每个人天生就是程序员，每天讲着算法语言过日子，只是缺乏一种发现的眼光罢了。早上来学校的路上，听到一位老奶奶说：“早上下雨的话，撑伞去菜场买菜；不下雨，空着手去买菜。”我听了很高兴，这也是一句经典的选择结构，我画出买菜和数据交换的流程图与大家分享（图略）。 设计意图：用贴近生活的算法语言作类比，减少算法的距离感。学到这里，学生思维已经有些疲劳了，用诙谐幽默的语言
8、放松学生紧绷的神经。 将数据交换条件的流程图纳入到整个流程图一中，得出流程图二。 选择排序流程图二 师：你看，我们一步一步分析下来，流程图从简单到复杂，是不是很有成就感？我们离成功还有一步之遥，还差哪一步呢？ 生：怎样在一组数中找到最小数据？ 教师请学生起来，回答按“1081209675”排列的四个数中哪个数最小。学生很快回答出来。 师：这么快就找到了！老师可是花了老半天时间才找到最小数第一眼看到了108，第二眼看到120，眨了一下眼睛看到了96，最后才发现了75，再加上大脑的一一比较判断，发现最小数是75。像你反应这么快，IQ肯定很高。我能学会算法，你更能学得会了。大家请看老师的大脑分析过程
9、： 注：k表示最小数位置，d(k)表示最小数 总结：找到一个数，如果比d(k)还要小，那么这个数字就是最小的，把它的标记给k。这样一次一次不断做下去。 设计意图：使用幽默风趣的语言，让学生在不知不觉中同教师一起发现了解决问题的算法。 根据以上分析，在教师的指引下，分以下三步从简单到复杂画出找最小数的流程图： （1）如果有比d(k)还要小的数，则把这个数的标记给k。画出流程图。 （2）一个一个比较下去，要比较几次？4次循环。在上图基础上加上循环部分。 （3）刚开始假设第一个最小，k=1，从第二个开始与它比较，j=2。J表示下一个数。在上图基础上加上初始值，最终得出找最小数流程图： 找最小数流程图
10、 根据流程图分析，用数据“1081209675”的队列验证找最小数流程图是正确的。 师：选择排序的最后一个难关被我们攻破了。现在我们把找最小数流程图纳入到整个流程图中，就成了选择排序完整的流程图（如流程图三）。 选择排序流程图三 4.验证流程图 师生综合分析整个选择排序的流程图，找到哪一块是“找最小数”的程序块，哪一块是“交换”的程序块，再接着用将“312”排列成“123”的实例共同验证流程图正误。 师：我们成功了。看来，流程图没有问题，能进行正确的选择排序。 设计意图：让学生积极参与到算法活动中，体会算法正误，体验理解正确的喜悦。 5.书本勘误 师：细心的同学可能会发现，我们教科书的第37页
11、上的图与我们的图有出入。 （1）应将图2、3、6中的d (j) 改为d(i)； （2）应将图2、3、7中的k=1改为k=i； 师：有兴趣的同学可以写信给作者，和他探讨一下，说不定作者还会给咱们回信。 6.程序演示 师：有了流程图，我们就可以把它翻译成程序语言。老师已经根据我们一起画的流程图写了选择排序的程序代码，大家一起来欣赏。 程序运行，输入一组数，按次序排列好。 四、问题研讨 算法与程序设计选修模块，内容抽象乏味，教师教得辛苦，学生学得也辛苦，特别是算法一章更是晦涩难懂，课堂上大部分学生跟不上教师节奏，听得糊里糊涂，似懂非懂，效果很差。怎样上好算法与程序设计？上完本课，我认为以下方法具有启
12、示作用： 1分而治之，各个击破。其实再难的问题，再复杂的难点，都可以分解为一个个浅显易懂的小知识点。选择排序是很难、很复杂的算法，我在这里特意将它分割成“每次做什么”、“重复几次”、“怎么交换”、“怎么找最小数”四个相对容易的分知识点，然后引导学生分别突破四个分知识点，最终解决整个选择排序算法。教师自己首先要把每个知识点的来龙去脉、前因后果烂熟于胸，才能顺利分割知识点，才能引领学生将难点各个攻破。 2由浅入深，步步为营。如果教师在上课一开始时就抛出选择排序的完整算法，可能有一大部分学生会懵掉，跟不上教师的思路。换种方式，抓住一条主线，从简单问题入手，以学生现有的知识为基础，逐步加深，无缝过渡，
13、直到掌握最终的知识为止。这样设计结构清晰，学生容易接受，并且前后呼应，符合逻辑。 3幽默诙谐，生动活泼。一般而言，算法内容抽象、晦涩，很难与生活实际联系，与学生距离远。但算法本来就是源于生活，如果教师能够细心观察，多多思考，完全可以使算法的课堂变得充满人情味，生活气息十足，如本课中人与计算机对话，老奶奶讲算法语言等等。在教学过程中以贴近生活的语言拉近学生和算法之间的距离，用诙谐风趣的话语拉近学生和教师之间的距离，不断给予学生鼓励、夸奖，建立学好算法的信心，培养学生对算法与程序设计的兴趣，这才是第一位的。 4节奏合理，时起时伏。算法课总是少不了大量的逻辑推理和因果判断。如果整堂课都充斥着紧张推算，学生思维疲劳，学习效果很差。教师可以采取一些变化，每一步之间，尽量松紧结合，既讲了复杂的内容，又有轻松的内容调节学生紧绷的神经，学生的学习效果自然更好。 以上几点综合应用，可以很好地化解难点，改变学生对算法课的恐惧心理，提高教师上课效率，改善算法与程序设计的课堂。