少儿趣味编程Scratch算法挑战《二分查找法》教学设计

少儿趣味编程Scratch算法挑战《二分查找法》教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容本节课选自《少儿趣味编程Scratch》教材第五章“算法挑战”部分，着重介绍《二分查找法》的内容。主要包括：二分查找法的概念、原理与Scratch编程实现方法。具体教学内容如下：

1.二分查找法的定义与作用；

2.二分查找法的原理，通过Scratch舞台展示查找过程；

3.使用Scratch编写二分查找算法的程序；

4.分析二分查找法的优点与局限性；

5.学生通过实例分析与动手实践，掌握二分查找法在Scratch编程中的应用。

本节课旨在帮助学生理解并掌握二分查找法，提高编程思维与解决问题的能力。核心素养目标分析本节课以《少儿趣味编程Scratch》教材为核心，围绕核心素养目标展开，旨在培养学生以下几方面的能力：

1.信息素养：通过学习二分查找法，使学生掌握基本的算法思想，提高信息处理与分析能力，培养他们在面对复杂数据时，能够运用编程思维解决问题的素养。

2.逻辑思维：引导学生理解二分查找法的原理，培养他们的逻辑思维能力，使学生能够运用有序、分步骤的方式思考问题，形成清晰的思维脉络。

3.创新创造：鼓励学生在掌握二分查找法的基础上，发挥想象，创造性地设计出更多有趣的编程作品，提高学生的创新意识和动手实践能力。

4.团队协作：在课堂实践环节，学生分组合作，共同探讨与解决问题，培养他们的团队协作精神，提高沟通与交流能力。

5.问题解决：通过实例分析与动手实践，培养学生利用编程解决实际问题的能力，激发学生对编程的兴趣，提高他们面对问题时的自信心和应对挑战的勇气。

本节课注重核心素养的培养，使学生能够在掌握编程知识与技能的同时，提高自身综合素质，为未来的发展奠定基础。学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：在本节课之前，学生已经学习了Scratch编程的基本概念、操作方法以及简单的程序设计。他们熟悉Scratch的编程环境，掌握了变量、循环和条件语句等基础知识，为学习二分查找法奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对趣味编程表现出较高的兴趣，喜欢通过动手实践探索编程的奥秘。他们在逻辑思维和创新能力方面具备一定的基础，但个体差异较大。学生的学习风格多样，有的擅长独立思考，有的则更善于团队合作。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习二分查找法的过程中，学生可能会遇到以下困难和挑战：（1）理解二分查找法的原理可能存在困难，特别是对于查找过程中边界条件的处理；（2）在编程实现过程中，可能会出现逻辑错误，导致程序无法正常运行；（3）部分学生在面对复杂问题时，可能缺乏耐心和毅力，容易产生挫败感。

针对以上分析，教师应关注学生的个体差异，提供适当的引导和帮助，以提高他们在本节课中的学习效果。教学资源1.硬件资源：计算机、投影仪、音响设备。

2.软件资源：Scratch编程软件、教学管理系统。

-Scratch编程软件用于学生编写和调试程序；

-教学管理系统用于发布任务、提交作业和反馈评价。

3.课程平台：学校内部网络学习平台。

-平台上提供课程资料、教学视频、拓展练习等资源。

4.信息化资源：电子教案、教学PPT、教学视频、在线编程环境。

-电子教案和教学PPT用于辅助课堂教学；

-教学视频用于学生预习和复习；

-在线编程环境便于学生随时随地实践编程。

5.教学手段：讲授、示范、小组合作、任务驱动、互动讨论、个别指导。

-讲授和示范用于传授理论知识；

-小组合作和任务驱动促进学生动手实践；

-互动讨论和个别指导帮助解决学生在学习中遇到的问题。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《二分查找法》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过在大量信息中快速查找某个特定信息的情况？”（如：在字典中查找一个单词）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索二分查找法的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解二分查找法的基本概念。二分查找法是一种在有序数组中查找特定元素的算法，通过不断将数组分成两半来缩小查找范围，从而提高查找效率。它是编程中常用的一种查找方法，能显著减少查找时间。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了二分查找法在实际中的应用，以及它如何帮助我们快速找到目标元素。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调查找过程中的边界处理和循环条件这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和图示来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与二分查找法相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示二分查找法的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“二分查找法在实际编程中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了二分查找法的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对二分查找法的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在编程实践中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《算法图解》：本书以图解的形式介绍了多种常用算法，其中包括二分查找法。阅读此书有助于加深对二分查找法原理的理解，并了解其他算法的应用。

-《趣学算法》：这本书用通俗易懂的语言讲解了算法的基本概念和实际应用，适合初学者阅读，拓展对算法知识面的了解。

-《Scratch编程实例解析》：本书提供了许多Scratch编程实例，包括使用二分查找法解决实际问题的案例。阅读此书有助于提高编程实践能力。

2.课后自主学习和探究：

-研究二分查找法在不同类型问题中的应用，例如在排序数组中查找目标值、寻找旋转排序数组中的最小值等。

-探索二分查找法的衍生算法，如插值查找法和斐波那契查找法，了解它们之间的区别和联系。

-学习其他编程语言中的二分查找法实现，如Python、C++等，了解不同语言之间的语法差异。

-尝试编写有关二分查找法的教学博客或制作教学视频，分享自己的学习心得和经验。

-阅读有关编程竞赛中涉及二分查找法的问题和解决方案，提高自己的编程解题能力。板书设计1.标题：《二分查找法》

-位于黑板中央，字体加大，突出主题。

2.二分查找法概念

-有序数组

-逐步缩小查找范围

-提高查找效率

3.二分查找法步骤

-初始边界：low=0,high=n-1

-循环条件：low≤high

-中间值计算：mid=(low+high)/2

-比较和调整边界

4.重点与难点

-边界条件处理

-循环结束条件

5.实例演示

-数组：[1,3,5,7,9,11,13,15]

-查找目标：7

-查找过程：逐步缩小范围，找到目标值

6.小组讨论主题

-二分查找法在实际编程中的应用

-二分查找法的优缺点

7.板书设计亮点

-使用不同颜色的粉笔区分重点、难点和普通内容，增强视觉效果。

-使用箭头和符号表示查找过程，使结构更加清晰。

-在黑板一侧预留空间，用于记录学生的讨论成果和疑问。

-加入简洁的图案和有趣的比喻，提高学生的兴趣。作业布置与反馈一、作业布置

1.必做作业：

a.根据本节课所学的二分查找法，编写一个Scratch程序，实现从有序数组中查找目标值的功能。

b.完成课后练习题：教材第5章课后习题第2、3、4题，巩固二分查找法的应用。

c.结合实际生活，思考二分查找法在生活中的应用场景，并撰写一篇不少于300字的学习心得。

2.选做作业：

a.探索二分查找法的衍生算法，如插值查找法和斐波那契查找法，了解其原理并尝试实现。

b.在编程社区（如GitHub、博客等）分享自己的学习心得和作品，与其他同学交流、学习。

二、作业反馈

1.批改作业：

a.对于必做作业，教师需在课后及时批改，关注学生的完成情况。

b.针对学生的编程作品，检查程序的正确性、逻辑性和代码规范。

c.对学生的学习心得进行评价，关注学生的思考过程和感悟。

2.反馈建议：

a.对于编程作品中存在的问题，给出具体的修改建议，帮助学生改进。

b.针对学生的课后习题完成情况，指出错误原因，指导学生掌握正确的解题方法。

c.对学习心得进行点评，鼓励学生深入思考，提高表达能力。

3.作业评价：

a.评价标准：程序正确性、代码规范、解题思路、学习心得质量。

b.评价方式：分数、评语、优秀作品展示。

c.评价结果及时反馈给学生，激励学生持续进步。教学反思与总结在这次二分查找法的教学中，我采用了讲授、示范、实践和小组合作等多种教学方法，旨在帮助学生掌握这一重要算法。回顾整个教学过程，我深感在以下几个方面有得有失。

在教学方法上，我注重了理论与实践相结合，通过Scratch编程环境让学生动手实践二分查找法的编写过程。这种做法使学生在实践中掌握了知识，提高了编程能力。但同时，我也发现部分学生在实践过程中遇到了一些困难，如边界条件的处理和循环逻辑的理解。这提醒我在今后的教学中，需要更加关注学生的个体差异，提供针对性的指导。

在课堂管理方面，我鼓励学生进行小组讨论和成果分享，增强了课堂氛围，提高了学生的积极性。然而，我也发现部分学生在讨论过程中过于依赖同伴，缺乏独立思考。因此，我将在后续教学中加强对学生的引导，培养他们独立解决问题的能力。

教学总结方面，本节课学生在知识、技能和情感态度方面取得了较好的成果。他们掌握了二分查找法的概念、原理和应用，提高了编程实践能力。同时，学生在小组合作中学会了倾听、表达和沟通，情感态度方面也有了积极的变化。

然而，教学中仍存在一些问题和不足。部分学生对二分查找法的理解不够深入，需要通过更多实例和练习来巩固。针对这一问题，我计划在课后增加一些拓展练习和实例分析，帮助学生加深理解。此外，我还发现部分学生在编程过程中代码规范意识不强，导致程序可读性较差。因此，我将在今后的教学中加强对代码规范的教育，提高学生的编程素养。

改进措施和建议如下：

1.针对学生的个体差异，提供更有针对性的指导，关注他们在学习中的困难。

2.增加课堂互动，鼓励学生提问和发表观点，提高他们的独立思考能力。

3.加强课后拓展练习，提供更多实例和问题，帮助学生巩固知识。

4.注重代码规范教育，提高学生的编程素养。

5.定期进行教学反思，及时调整教学策略，以提高教学效果。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《算法图解》：本书以图解的形式介绍了多种常用算法，其中包括二分查找法。阅读此书有助于加深对二分查找法原理的理解，并了解其他算法的应用。

-视频资源：《Scratch编程教学视频》：该视频系列提供了Scratch编程的入门到进阶教程，包括二分查找法的教学视频。观看这些视频可以帮助学生更直观地理解二分查找法的原理和编程实现。

2.拓展要求：

-阅读材料：学生应阅读《算法图解》中关于二分查找法的章节，了解其原理和应用。教师可提供阅读指导，帮助学生理解难点。

-视频资源：学生应观看《Scratch编程教学视频》中关于二分查找法的教学视频，跟随视频进行编程实践。教师可提供必要的指导和帮助，解答学生在观看和实践中遇到的疑问。

3.拓展活动：

-课后小组讨论：学生可以组成小组，讨论二分查找法的原理和应用。每个小组可以选择一个实际应