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  • 排序算法的教学演示
    2021-05-23 06:13:43

    江苏省职业学校课程

    “”评比

    教 案

    参评组别参评C语言 教案主题 《排序算法》 填 报 日 期

    镇江分院 欧阳丽娜

    《C语言——排序算法》教案(2课时)

    一、教材分析

    《C语言教程》是计算机专业的专业必修课,也是计算机专业中一门理论性和逻辑性很强的课程。由于C语言要求表达整密且与其他计算机语言相比更加抽象,所以在所有计算机专业课程中被公认为“最难学的一种计算机语言”

    本节内容选自普通高等教育“十一五”国家级规划教材,21世纪高职高专系列规划教材中的《C语言教程》。课程的总体目标是通过C语言的学习,培养学生综合运用知识分析、分解问题,并用合适的算法语言表达、处理问题的能力,学会一种严密的思维方式和表达方式,领会程序设计的精髓,从而培养较强逻辑思维、变通思维和创新思维能力。通过团队合作、交流等方法,使综合素质得到提升。从而达到专业学习的基本要求和人才培养目标。

    《排序算法》是教材中第7章《数组》中的内容。因为数组是C语言中重要的数据类型,通过数组可以使排序问题的表达过程大大简化,所以掌握几种常用又容易理解的排序算法还是很必要的。本节通过对冒泡排序和选择排序两种算法的讨论、分析和理解,在更加熟悉数组表达方式的基础上,对算法的进一步了解,有助于培养学生的逻辑思维和变通思维能力。

    二、学情分析

    教学对象为五年制高职计算机软件专业二年级学生,他们具有一定的计算机操作能力,但是在程序设计方面是零基础,并且他们的数学理论基础比较薄弱。同时,他们正处于17,18岁的年纪,思维活跃、意识超前,具有极强的好奇心与求知欲。但由于学生的抽象思维和自主学习能力较薄弱,又厌烦枯燥的文字说教,在教学过程中要尽量使用简单直观的演示和表演方式, 使枯燥乏味的理论知识能够生动起来,从而突破零起点、高台阶的瓶颈。

    在完成本节的学习后,学生可以具有一定的结合数组和算法处理数据的能力。

    三、教学目标:

    1、学会冒泡排序和选择排序的思维方法。

    2、能够熟练应用冒泡排序算法进行排序运算,在讨论的基础上学会使用选择排序算法解决同样的问题。

    3、在理解程序设计基本方法的基础上,拓展其在现实中的作用。

    4、通过程序设计和表演互动的过程,激发学生在预测的基础上追求结果的的成就感。

    四、教学重、难点

    项 目内 容解 决 措 施教学重点冒泡排序的基本原理

    通过表演设疑,展示结果,分析程序结构,探究动作与程序关系,结合动画演示使抽象的原理变得具体形象以帮助学生掌握学习内容 。教学难点五、教法、学法

    教法设计:情境导入法、对比教学法、讨论式教学法、分层教学法

    学法指导:合作探究、自主学习、实践操作

    六、教学准备

    1、教学环境:多媒体网络机房。

    2、教学准备:调试机房,制作课件,制作演示动画,程序调试,指导学生演练。

    3、学生分组:按照一贯的分组方式,组内预习本节内容。

    七、教学过程

    教学

    环节主要教学活动及过程教师活动学生活动设计意图(一)

    情景

    导入

    5分钟

    排序规则:

    6名学生从左至右相邻两个学生比较手中牌的大小,如果前一个学生的牌比后一个学生的大,则两人交换位置,直至不需要再移动,排好所有牌。

    排序表演:

    将 6张扑克牌随机发给6名学生,他们先向台下的学生展示一下自己手中的牌,然后转过来背对学生。接到开始信号后,按规则排序。排好后,再次面向全体学生,此时,学生手中的牌从左至右已按升序排好。

    思考: 如何用程序表达排序过程?

    本节课任务:编写程序完成排序过程。

    宣布表演规则。

    设疑。

    参与表演的学生快速比较、移动,完成表演过程。其他学生观察并思考会产生什么结果。

    激发学生兴趣与求知欲,在学生疑问中导入本节教学内容。(二)

    新知

    新授

    15

    分钟

    交待:表演所遵循的排序规则,就是排序算法中冒泡排序的过程。

    通过讨论,分解冒泡排序过程。

    1、如何存储6个数;

    int a[6]={7,10,6,5,9,8};

    创建一个数组用于存放六个操作数。

    2、如何实现两个数互换;

    t=a[i];

    a[i]=a[i+1];

    a[i+1]=t;

    i代表数组元素位置;t是两数交换所借助的第

    三变量。

    3、如何表达比较的趟数和每趟比较的次数?

    在每趟比较中,还会进行N次两数的比较,可以使用循环嵌套的方法。外循环代表比较趟数,内循环表示每趟比较的次数。

    首先确定外循环次数,通过观察刚才学生表演过程可知在整个过程中进行了5趟排序,即外循环为5次。

    然后确定内循环次数,仍然通过观察表演过程可知:

    第1趟比较,两两比较,4次;

    第2趟比较,两两比较,3次;

    第3趟比较,两两比较,2次;

    第4趟比较,两

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    排序是计算机科学中一项重要的技术,其应用范围广、使用频率高,因此对于排序算法的研究一直是计算机专家的重点。高校的程序设计类课程也将排序算法作为重难点进行教学。

    1常见的几种排序算法

    1.1算法的基本概念

    算法(Algorithm)是指解题方案的准确而完整的描述,是一组解决问题的指令集合,按照一定的语法规则输入,在有限时间内获得所要求的输出。简单说就是计算机的解题过程。算法具备以下几个特征:有穷性,一个算法的执行次数必须是有限的;确切性,算法的中的语句都应该具有确切的语义;输入,算法可以有0个或多个输入,给运算对象赋初值;输出,算法应该有一个或多个输出,显示算法的运行结果;可行性,算法的设计在原则上是可行的。

    1.2排序算法的简述

    常见的几种排序算法有:冒泡排序、选择排序、快速排序、计数排序以及托普排序等。冒泡排序(BubbleSort),是最简单的排序方法,其基本思想是:将要排序的元素看成是一组竖排的“气泡”,较小的元素较轻,往上浮,通过若干次对这个“气泡”序列的处理,让最轻的浮到最上面,次轻的次之,依次完成排序。按照一般的教学方法,老师会先向学生讲解冒泡排序的基本思想和相应代码然后再执行。这种方式学生理解和掌握起来比较困难,也无法调动学生的学习积极性,更无法使学生灵活运用。因此,要设计出一个合理、高效的教学过程,调动学生的学习积极性,拓展学生的自主思维能力,使学生掌握冒泡排序算法的思想及其编程方法,并运用到解决实际问题当中。

    2教学过程设计

    2.1利用多媒体动态分解排序步骤

    通过多媒体软件将排序过程设计为动态效果,演示数据序列的交换过程。相邻数据进行比较,大数下沉、小数上浮。这样能直观地展现冒泡序的过程,提高学生的学习兴趣。

    2.2排序过程动态解析

    下面通过实例来说明冒泡排序的过程,设计排序的数据序列为:5,7,3,0,6五个数,进行升序排列,其过程分析如下。第一趟排序:先让最上面相邻两个数字进行比较,如果上面的数大于后面的数,就交换两者的位置,再将交换后的数依次与后面的数进行比较,经过4次这样的比较,就可以让最大的数“沉底”。第二趟排序:对剩下的4个数字,再进行两两比较,同前面过程一样,经过3次比较,第二大的数就排到了倒数第二个位置。第三趟排序:对剩下的3个数,再进行两两比较,同前面过程一样,经过2次比较,第三大的数排到了倒数第三个位置。第四趟排序:对剩下的2个数进行两两比较,过程同上,经过1次比较,第四大的数排到了倒数第四个位置。从而完成的本次排序。

    2.3给出代码与分析

    根据前面对排序过程的分析可知,如有n个数要进行排序,则可总结出以下步骤:排序的趟数为n-1;相邻两数从前往后比;每趟比较n-1-i次;大小不对就交换。按照总结的步骤给出完成相应功能的代码,学生接受和理解起来更加容易。其主要代码如下:1For(i=0;ia[j+1])/*大小不对就交换*/4{temp=a[j];5a[j]>a[j+1];6a[j+1]=temp;7}8}通过教学实践证明,冒泡排序的思想容易理解,学生在将其转换为程序言时较难,通过将排序过程作以上步骤总结后,学生在写程序时只需安排步骤进行代码编写,简单易行。再让学生自己举例,分析程序的执行过程,验证冒泡排序的思想和代码的正确性。

    2.4引导学生发现问题,改进算法

    在教学中让学生跟着老师的思路理解并掌握知识点很重要,但同时引导学生发现算法设计中存在的问题或者不完善的地方,由此探索解决办法,也是教学的一个重要目的。观察分析排序过程的表1可发现,最后两趟的数据顺序是一致的,也就是说倒数第二趟排序就已经排序完成了,最后一趟排序过程是多余的。由此可见,不管初始数据序列如何,根据上面的算法设计都要进行n-1趟排序,而在实际序列中,可能在少于n-1趟的排序中就已经变成了有序序列,完成了排序,后面的循环就没有必要了。这时老师可给出一个常规的改进算法:设置一个标志变量flag,如flag=1,表示有交换;flag=0,表示无交换。即是当flag=0时就结束循环,提高排序效率。具体做法是:在上述程序第1行下插入语句“flag=0;”,第6行下插入语句“flag=1;”,第7行下插入语句“if(flag==0)break;”。这样在程序的内层循环中不再有值的变化时就可以跳出循环,结束程序,从而提高算法的效率。现代教育着重对学生创造性思维的培养,相对于知识的讲授更重要的是让学生掌握思维方式,发散思维就是创造性思维中的一种重要形式。通过上面的讲解让学生知道冒泡算法还有其不完善的地方,可进一步启发学生对算法进行改进:如上浮下沉算法、快速排序算法、线性时间算法等。使学生能更快更好掌握排序算法的基本思想和原理,着重培养学生发现问题和解决问题的能力,激发学生的独立思考和创新能力,这比将固化的知识点传授给学生更加的重要和有效。

    3结语

    本文以讲授冒泡排序为例,设计了通过动态的PPT和增加动画效果等多媒体教学手段,采用正向讲解算法思想,逆向分析具体实例,归纳、总结算法的多种思维方法,形象生动的向学生展示了冒泡排序的基本思想和变化过程。一方面通过步骤的总结过度到代码的书写,突破代码书写的难点。另一方面引导学生观察算法的不足之处,让学生自己发现问题,并提出解决问题的办法,进而培养学生的发散思维和独立思考的能力,体现了现代教育着重培养学生创新能力的教育思想。

    作者:杨波 梁少林 单位:四川文理学院数学与财经学院

    展开全文
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    排序是计算机科学中一项重要的技术,其应用范围广、使用频率高,因此对于排序算法的研究一直是计算机专家的重点。高校的程序设计类课程也将排序算法作为重难点进行教学。

    1常见的几种排序算法

    1.1算法的基本概念

    算法(Algorithm)是指解题方案的准确而完整的描述,是一组解决问题的指令集合,按照一定的语法规则输入,在有限时间内获得所要求的输出。简单说就是计算机的解题过程。算法具备以下几个特征:有穷性,一个算法的执行次数必须是有限的;确切性,算法的中的语句都应该具有确切的语义;输入,算法可以有0个或多个输入,给运算对象赋初值;输出,算法应该有一个或多个输出,显示算法的运行结果;可行性,算法的设计在原则上是可行的。

    1.2排序算法的简述

    常见的几种排序算法有:冒泡排序、选择排序、快速排序、计数排序以及托普排序等。冒泡排序(BubbleSort),是最简单的排序方法,其基本思想是:将要排序的元素看成是一组竖排的“气泡”,较小的元素较轻,往上浮,通过若干次对这个“气泡”序列的处理,让最轻的浮到最上面,次轻的次之,依次完成排序。按照一般的教学方法,老师会先向学生讲解冒泡排序的基本思想和相应代码然后再执行。这种方式学生理解和掌握起来比较困难,也无法调动学生的学习积极性,更无法使学生灵活运用。因此,要设计出一个合理、高效的教学过程,调动学生的学习积极性,拓展学生的自主思维能力,使学生掌握冒泡排序算法的思想及其编程方法,并运用到解决实际问题当中。

    2教学过程设计

    2.1利用多媒体动态分解排序步骤

    通过多媒体软件将排序过程设计为动态效果,演示数据序列的交换过程。相邻数据进行比较,大数下沉、小数上浮。这样能直观地展现冒泡序的过程,提高学生的学习兴趣。

    2.2排序过程动态解析

    下面通过实例来说明冒泡排序的过程,设计排序的数据序列为:5,7,3,0,6五个数,进行升序排列,其过程分析如下。第一趟排序:先让最上面相邻两个数字进行比较,如果上面的数大于后面的数,就交换两者的位置,再将交换后的数依次与后面的数进行比较,经过4次这样的比较,就可以让最大的数“沉底”。第二趟排序:对剩下的4个数字,再进行两两比较,同前面过程一样,经过3次比较,第二大的数就排到了倒数第二个位置。第三趟排序:对剩下的3个数,再进行两两比较,同前面过程一样,经过2次比较,第三大的数排到了倒数第三个位置。第四趟排序:对剩下的2个数进行两两比较,过程同上,经过1次比较,第四大的数排到了倒数第四个位置。从而完成的本次排序。

    2.3给出代码与分析

    根据前面对排序过程的分析可知,如有n个数要进行排序,则可总结出以下步骤:排序的趟数为n-1;相邻两数从前往后比;每趟比较n-1-i次;大小不对就交换。按照总结的步骤给出完成相应功能的代码,学生接受和理解起来更加容易。其主要代码如下:1For(i=0;ia[j+1])/*大小不对就交换*/4{temp=a[j];5a[j]>a[j+1];6a[j+1]=temp;7}8}通过教学实践证明,冒泡排序的思想容易理解,学生在将其转换为程序言时较难,通过将排序过程作以上步骤总结后,学生在写程序时只需安排步骤进行代码编写,简单易行。再让学生自己举例,分析程序的执行过程,验证冒泡排序的思想和代码的正确性。

    2.4引导学生发现问题,改进算法

    在教学中让学生跟着老师的思路理解并掌握知识点很重要,但同时引导学生发现算法设计中存在的问题或者不完善的地方,由此探索解决办法,也是教学的一个重要目的。观察分析排序过程的表1可发现,最后两趟的数据顺序是一致的,也就是说倒数第二趟排序就已经排序完成了,最后一趟排序过程是多余的。由此可见,不管初始数据序列如何,根据上面的算法设计都要进行n-1趟排序,而在实际序列中,可能在少于n-1趟的排序中就已经变成了有序序列,完成了排序,后面的循环就没有必要了。这时老师可给出一个常规的改进算法:设置一个标志变量flag,如flag=1,表示有交换;flag=0,表示无交换。即是当flag=0时就结束循环,提高排序效率。具体做法是:在上述程序第1行下插入语句“flag=0;”,第6行下插入语句“flag=1;”,第7行下插入语句“if(flag==0)break;”。这样在程序的内层循环中不再有值的变化时就可以跳出循环,结束程序,从而提高算法的效率。现代教育着重对学生创造性思维的培养,相对于知识的讲授更重要的是让学生掌握思维方式,发散思维就是创造性思维中的一种重要形式。通过上面的讲解让学生知道冒泡算法还有其不完善的地方,可进一步启发学生对算法进行改进:如上浮下沉算法、快速排序算法、线性时间算法等。使学生能更快更好掌握排序算法的基本思想和原理,着重培养学生发现问题和解决问题的能力,激发学生的独立思考和创新能力,这比将固化的知识点传授给学生更加的重要和有效。

    3结语

    本文以讲授冒泡排序为例,设计了通过动态的PPT和增加动画效果等多媒体教学手段,采用正向讲解算法思想,逆向分析具体实例,归纳、总结算法的多种思维方法,形象生动的向学生展示了冒泡排序的基本思想和变化过程。一方面通过步骤的总结过度到代码的书写,突破代码书写的难点。另一方面引导学生观察算法的不足之处,让学生自己发现问题,并提出解决问题的办法,进而培养学生的发散思维和独立思考的能力,体现了现代教育着重培养学生创新能力的教育思想。

    作者:杨波 梁少林 单位:四川文理学院数学与财经学院

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  • PAGEPAGE 1ADDIN CNKISM.UserStyle江苏省职业学校专业技能课程“优秀教学设计”评比教 案参评组别信息技术类参评科目C语言教案主题《排序算法》填 报 日 期2014年05月28日镇江分院 欧阳丽娜《C语言——排序算法》...

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    PAGE 1

    ADDIN CNKISM.UserStyle江苏省职业学校专业技能课程

    “优秀教学设计”评比

    教 案

    参评组别

    信息技术类

    参评科目

    C语言

    教案主题

    《排序算法》

    填 报 日 期

    2014年05月28日

    镇江分院 欧阳丽娜

    《C语言——排序算法》教案(2课时)

    一、教材分析

    《C语言教程》是计算机专业的专业必修课,也是计算机专业中一门理论性和逻辑性很强的课程。由于C语言要求表达整密且与其他计算机语言相比更加抽象,所以在所有计算机专业课程中被公认为“最难学的一种计算机语言”

    本节内容选自普通高等教育“十一五”国家级规划教材,21世纪高职高专系列规划教材中的《C语言教程》。课程的总体目标是通过C语言的学习,培养学生综合运用知识分析、分解问题,并用合适的算法语言表达、处理问题的能力,学会一种严密的思维方式和表达方式,领会程序设计的精髓,从而培养较强逻辑思维、变通思维和创新思维能力。通过团队合作、交流等方法,使综合素质得到提升。从而达到专业学习的基本要求和人才培养目标。

    《排序算法》是教材中第7章《数组》中的内容。因为数组是C语言中重要的数据类型,通过数组可以使排序问题的表达过程大大简化,所以掌握几种常用又容易理解的排序算法还是很必要的。本节通过对冒泡排序和选择排序两种算法的讨论、分析和理解,在更加熟悉数组表达方式的基础上,对算法的进一步了解,有助于培养学生的逻辑思维和变通思维能力。

    二、学情分析

    教学对象为五年制高职计算机软件专业二年级学生,他们具有一定的计算机操作能力,但是在程序设计方面是零基础,并且他们的数学理论基础比较薄弱。同时,他们正处于17,18岁的年纪,思维活跃、意识超前,具有极强的好奇心与求知欲。但由于学生的抽象思维和自主学习能力较薄弱,又厌烦枯燥的文字说教,在教学过程中要尽量使用简单直观的演示和表演方式, 使枯燥乏味的理论知识能够生动起来,从而突破零起点、高台阶的瓶颈。

    在完成本节的学习后,学生可以具有一定的结合数组和算法处理数据的能力。

    三、教学目标:

    1、学会冒泡排序和选择排序的思维方法。

    2、能够熟练应用冒泡排序算法进行排序运算,在讨论的基础上学会使用选择排序算法解决同样的问题。

    3、在理解程序设计基本方法的基础上,拓展其在现实中的作用。

    4、通过程序设计和表演互动的过程,激发学生在预测的基础上追求结果的的成就感。

    四、教学重、难点

    项 目

    内 容

    解 决 措 施

    教学重点

    冒泡排序的基本原理

    通过表演设疑,展示结果,分析程序结构,探究动作与程序关系,结合动画演示使抽象的原理变得具体形象以帮助学生掌握学习内容 。

    教学难点

    五、教法、学法

    教法设计:情境导入法、对比教学法、讨论式教学法、分层教学法

    学法指导:合作探究、自主学习、实践操作

    六、教学准备

    1、教学环境:多媒体网络机房。

    2、教学准备:调试机房,制作课件,制作演示动画,程序调试,指导学生演练。

    3、学生分组:按照一贯的分组方式,组内预习本节内容。

    七、教学过程

    教学

    环节

    主要教学活动及过程

    教师活动

    学生活动

    设计意图

    (一)

    情景

    导入

    5分钟

    排序规则:

    6名学生从左至右相邻两个学生比较手中牌的大小,如果前一个学生的牌比后一个学生的大,则两人交换位置,直至不需要再移动,排好所有牌。

    排序表演:

    将 6张扑克牌随机发给6名学生,他们先向台下的学生展示一下自己手中的牌,然后转过来背对学生。接到开始信号后,按规则排序。排好后,再次面向全体学生,此时,学生手中的牌从左至右已按升序排好。

    思考: 如何用程序表达排序过程?

    本节课任务:编写程序完成排序过程。

    宣布表演规则。

    设疑。

    参与表演的学生快速比较、移动,完成表演过程。其他学生观察并思考会产生什么结果。

    激发学生兴趣与求知欲,在学生疑问中导入本节教学内容。

    (二)

    新知

    新授

    15

    分钟

    交待:表演所遵循的排序规则,就是排序算法中冒泡排序的过程。

    通过讨论,分解冒泡排序过程。

    1、如何存储6个数;

    int a[6]={7,10,6,5,9,8};

    创建一个数组用于存放六个操作数。

    2、如何实现两个数互换;

    t=a[i];

    a[i]=a[i+1];

    a[i+1]=t;

    i代表数组元素位置;t是两数交换所借助的第

    三变量。

    3、如何表达比较的趟数和每趟比较的次数?

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空空如也

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排序算法的教学演示