《冒泡排序算法》教学设计-文档资料
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冒泡排序教案教学目标:1. 了解冒泡排序算法的原理和基本思想。
2. 掌握冒泡排序的具体实现方法。
3. 能够编写并调试简单的冒泡排序程序。
4. 培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。
教学重点:1. 冒泡排序算法的原理和基本思想。
2. 冒泡排序的具体实现方法。
教学难点:1. 冒泡排序算法的思维转换。
2. 冒泡排序算法的时间复杂度分析。
教学准备:1. 教师:课件、冒泡排序相关的演示材料。
2. 学生:学习工具(笔、纸)、计算器。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入冒泡排序主题,提出一个问题:如何对一组数字进行排序?2. 让学生回答问题,并展开讨论,引出排序算法的重要性。
二、概念解释(10分钟)1. 解释冒泡排序的基本思想:通过相邻元素之间的比较和交换,将较大(或较小)的元素逐渐“浮”到数列的顶端(或底端)。
2. 解释冒泡排序的实现过程:从第一个元素开始,依次比较相邻的两个元素,如果顺序不正确则交换位置,直至整个数列有序。
3. 通过示意图和具体示例来说明上述概念。
三、算法实现(15分钟)1. 分析冒泡排序的算法流程,将其转化为可执行的伪代码。
2. 编写冒泡排序的具体实现步骤,结合具体示例进行演示。
四、时间复杂度分析(10分钟)1. 解释冒泡排序的时间复杂度:在最坏情况下,冒泡排序需要进行n次(n为待排序元素个数)的比较和交换操作。
2. 计算冒泡排序的平均时间复杂度:通过估算比较和交换操作的次数,得出冒泡排序的平均时间复杂度为O(n^2)。
3. 解释时间复杂度对算法效率的影响,引导学生思考如何改进冒泡排序算法的效率。
五、练习与拓展(15分钟)1. 给出几组无序的数字,要求学生用冒泡排序算法进行排序,并手动记录每一轮的比较和交换过程。
2. 提供更加复杂的排序问题,让学生思考如何利用冒泡排序解决。
六、总结与展望(5分钟)1. 对于冒泡排序算法的基本原理和实现步骤进行简要总结。
2. 引导学生思考冒泡排序算法的优缺点以及可能的改进方向。
《冒泡排序法》教学设计一.教材分析本节内容选自浙江教育出版社《算法与程序设计》第五章第三节。
本节课主要讲解冒泡排序思想、算法以及编程思路,下节课让学生进行上机实践。
排序算法是使用频率最高的算法之一,而冒泡排序是其中一种很典型而且相对简单的方法。
它的学习同时为后面的选择排序做了铺垫。
通过冒泡实例的学习,可以提高学生的程序设计能力,为今后在算法与程序设计方面的进一步研究和学习打下基础。
二.学习者分析通过一段时间的学习,同学们已经了解了程序设计的基本知识,掌握了数组、循环语句等C语言基础知识,具备了一定的编程能力和编程思想。
这个阶段的学生,思想活跃,学会了利用自然语言和流程图描述解决问题的算法,对排序中碰到的循环结构的流程图和循环语句以及数组变量的使用方法都已有基础。
但由于实践比较少,对以前知识的遗忘率比较高,程序设计思想比较弱。
因此由浅入深,逐步引导比较适合学生的学习特征。
三.教学目标1.知识目标:(1)掌握冒泡排序的原理,能读懂冒泡排序的算法;(2)掌握冒泡排序法的基本过程,理解冒泡排序法的C语言程序;2.能力目标:(1)学会使用冒泡排序思想设计解决简单排序问题的算法;(2)进一步理解程序设计的基本方法,体会程序设计在现实中的作用;3.情感目标:培养学生分析问题、发现规律、解决问题的能力;培养学生良好的程序书写习惯;四.教学重难点教学重点:冒泡排序法的基本思想和实现过程。
教学难点:用C语言编写冒泡排序法的程序、冒泡排序的思想。
五.教学方法与策略本节课将采用讲解法、演示法、讨论合作、分析归纳法引导学生参与思考,用逐步求精的方式降低学生的理解难度,化抽象为具体,由特殊到一般,有效地突出重点突破难点。
六.教学资源教材、扑克牌、黑板等。
七.教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图时间创设情境,导入新课情景案例:扑克,排序教师:拿出五张不同数字的扑克,贴在黑板上,让同学们进行排序;(同学们排序很快,但是当数据多时会很麻烦,效率很低)思考:如何让计算机进行排序?【导入让计算机排序的方法】跟随教师思路,进入情景思考问题导入学习情景1分钟讲授新课 1.冒泡排序法教师:它的名字非常生动形象,之所以称为冒泡排序因为它的原理与冒泡过程相似。
冒泡排序法教案一、复习回顾什么是排序:排序是把一个无序的数据元素序列整理成有规律的按排序关键字递增(或递减)排列的有序序列的过程。
/************************************************(已经学过的排序方法有:直接插入排序、希尔排序、直接插入排序:顺序的把待排序序列中的各个记录按其关键字的大小,插入到已排序的序列的适当位置。
希尔排序:(缩小增量排序),不断把待排序的记录分成若干个小组,对同一组内的记录进行排序,在分组时,始终保持当前组内的记录个数超过前面分组排序时组内的记录个数。
)************************************************/二、第一小节(目标:理解掌握冒泡思想)1、给出冒泡排序的定义(25分钟)将待排序序列中第一个记录的关键字R1.key与第二个记录的关键字R2.key作比较,如果R1.key>R2.key,则交换记录R1和R2在序列中的位置,否则不交换;然后继续对当前序列中的第二个记录和第三个记录作同样的处理,依此类推,知道序列中倒数第二个记录和最后一个记录处理完为止,我们称这样的过程为一次冒泡排序。
2、请学生上台做排序练习(15分钟做题+10分钟讲解)(巩固排序思想的掌握)第一题: 38 5 19 26 49 97 1 66第一次排序结果:5 19 26 38 49 1 66 [97]第二次排序结果:5 19 26 38 1 49 [66 97]第三次排序结果:5 19 26 1 38 [49 66 97]第四次排序结果:5 19 1 26 [38 49 66 97]第五次排序结果:5 1 19 [26 38 49 66 97]第六次排序结果:1 5 [19 26 38 49 66 97]第七次排序结果:1 [5 19 26 38 49 66 97]最后结果序列: 1 5 19 26 38 49 66 97第二题: 8 7 6 5 4 3 2 1- 1 -答第一次排序: 7 6 5 4 3 2 1 [8]第二次排序: 6 5 4 3 2 1 [7 8]第三次排序: 5 4 3 2 1 [6 7 8]第四次排序: 4 3 2 1 [5 6 7 8]第五次排序: 3 2 1 [4 5 6 7 8]第六次排序: 2 1 [3 4 5 6 7 8]第七次排序: 1 [2 3 4 5 6 7 8]最后结果序列: 1 2 3 4 5 6 7 8第二题: 1 2 3 4 5 6 7 8第一次排序: 1 2 3 4 5 6 7 [8]第二次排序: 1 2 3 4 5 6 [7 8]第三次排序: 1 2 3 4 5 [6 7 8]第四次排序: 1 2 3 4 [5 6 7 8]第五次排序: 1 2 3 [4 5 6 7 8]第六次排序: 1 2 [3 4 5 6 7 8]第七次排序: 1 [2 3 4 5 6 7 8] 最后结果序列: 1 2 3 4 5 6 7 8] 从练习题中引出:一次冒泡排序的结果:使关键字最大的记录排在了序列的最后一个位置上。
python冒泡排序教案引言:冒泡排序是一种简单且常用的排序算法,在计算机科学领域中占有重要地位。
本教案将详细介绍冒泡排序算法的原理和Python实现方式,并提供一个示例代码和练习题,以帮助读者更好地理解和掌握该算法。
一、冒泡排序原理冒泡排序算法的基本思想是通过不断比较相邻两个元素的大小,将较大(或较小)的元素逐渐“冒泡”到数列的一端。
具体流程如下:1. 从数列的第一个元素开始,比较其与下一个元素的大小。
2. 若第一个元素大于(或小于)第二个元素,则交换它们的位置。
3. 继续向后比较,重复以上步骤,直到最后一个元素。
4. 针对剩下的未排序部分,重复以上步骤,直到整个数列排序完毕。
二、Python实现冒泡排序下面是一个使用Python语言实现冒泡排序的示例代码:```pythondef bubble_sort(arr):n = len(arr)for i in range(n-1):for j in range(0, n-i-1):if arr[j] > arr[j+1]:arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]# 测试代码arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]bubble_sort(arr)print("排序结果:")for i in range(len(arr)):print(arr[i], end=" ")```运行以上代码,将输出排序结果:11 12 22 25 34 64 90,表示数组已按升序排列。
三、时间复杂度分析冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),其中n表示待排序数列的长度。
在最坏情况下,即待排序数列为逆序时,需要进行n*(n-1)/2次比较和交换操作。
因此,在处理大规模数据时,冒泡排序的效率较低。
四、练习题1. 编写一个Python函数,实现对一个整数列表进行降序冒泡排序。
2. 使用冒泡排序算法,对以下列表进行排序:[36, 29, 42, 12, 17, 58, 24],并输出排序结果。
《冒泡排序法》教学设计【教学目标】知识与技能1、理解排序的概念。
2、了解常用排序的方法3、理解冒泡排序的基本思路。
4、应用冒泡排序法进行排序。
过程与方法1、通过实例,体会冒泡法排序的基本过程。
2 、体验探究学习的过程,获得成功学习的快乐。
情感态度与价值观1 、感受利用程序来解决现实问题的全过程,增强利用程序解决问题的自信心。
2 、激发学生进一步学习算法和VB程序的热情。
【教学重点难点】重点:冒泡排序的基本原理难点:冒泡排序的内外循环次数【教学方法】提问启发,任务驱动,讨论探究,循序渐进。
【教学过程】教学环节教师活动学生活动达成目标时间分配(分钟)新课导入游戏引入:如何把以下数据快速排成按顺序?按图示,摆上手中的扑克牌进行排序学生会用选选择排序、插入排序,复习上课节的内定。
同时有些学生可能已用到冒泡排序3把以上数字排成一个链,重复进行排序看看。
可能大家无形之中已用到插入排序、选择排序,甚至有些人会用到冒泡排序?摆上手中的扑克牌进行排序。
冒泡速度最慢,但可以原地进行……区别:选择排序插入排序冒泡排序4若把数字比做人,一个数字代表很多人,共达到上百人或上千人,出示奥运会的图片:感受冒泡排序之威力,把程序与生活结合起来,激发学生进自然引入“冒泡排序”8假如我们全级的学生做拉拉队,如果你是导演或教练,如何才能让如些之多的人按身高排序?此时选择排序、插入排序已无能为力,但冒泡可行。
这也是冒泡的优点之处一步学习算法和VB 程序的热情新课教学冒泡排序的概念:它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
自主应用冒泡排序的有关动画,利用手中的扑克牌,体验冒泡排序的排序过程明白什么叫“冒泡排序”,纠正刚才初步形成的概念冒泡排序的基本原理:对存放原始数据的数组,按从前往后的方向进行多次扫描,每次扫描称为一趟。
冒泡排序教案教案标题:冒泡排序教案教案目标:1. 理解冒泡排序算法的原理和步骤。
2. 能够编写冒泡排序的代码。
3. 掌握冒泡排序算法的时间复杂度和空间复杂度。
教学资源:1. 计算机或者编程软件。
2. 纸和笔。
教学步骤:引入(5分钟):1. 引入冒泡排序的概念,解释其基本原理:通过相邻元素的比较和交换来实现排序。
2. 引导学生思考为什么这个算法被称为冒泡排序。
示范(10分钟):1. 通过一个简单的例子演示冒泡排序的过程,例如对以下数字进行排序:[5, 3, 8, 4, 2]。
2. 详细解释每一步的操作,包括比较和交换。
3. 强调在每一轮排序中,最大的元素都会“冒泡”到最后。
讲解算法步骤(10分钟):1. 解释冒泡排序的具体步骤:a. 从第一个元素开始,比较相邻的两个元素,如果顺序错误则交换位置。
b. 重复上述步骤,直到所有元素都排好序。
编写代码(20分钟):1. 通过编程软件展示如何用代码实现冒泡排序算法。
2. 强调代码中的关键步骤和变量,例如循环和条件语句。
3. 指导学生跟随示例编写自己的冒泡排序代码。
实践和巩固(15分钟):1. 给学生分发一些乱序的数字列表,要求他们使用冒泡排序算法将其排序。
2. 检查学生的代码和结果,提供反馈和指导。
总结(5分钟):1. 总结冒泡排序算法的核心思想和步骤。
2. 强调算法的时间复杂度和空间复杂度,并与其他排序算法进行比较。
拓展:1. 鼓励学生研究其他排序算法,比较它们的优劣和适用场景。
2. 提供更复杂的排序问题,如对字符串列表进行排序,让学生尝试解决。
评估:1. 观察学生在课堂上的参与程度和对冒泡排序算法的理解程度。
2. 检查学生编写的冒泡排序代码的正确性和效率。
注意事项:1. 在教学过程中,尽量使用简单易懂的语言和示例,确保学生能够理解和跟随。
2. 鼓励学生互相交流和讨论,促进合作学习和思维的碰撞。
3. 针对不同年级和学生的需求,可以适当调整教学内容和难度。
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《冒泡排序算法》教学设计
本节内容选自浙江教育出版社《算法与程序设计》第二章第三节和第五章 第三节。
以第二章第三节内容《冒泡排序算法》为主,第五章的内容主要用于 学生进行程序编写
及上机实践。
通过前面的学习,学生已经了解了算法设计的基本知识,学会了利用自然 语言和流
程图描述解决问题的算法,对排序中遇到的循环结构流程图、循环语 句以及数组变量的
使用方法都已有基础。但由于实践较少,他们对以前知识的 遗忘率比较高,画流程图还
不够熟练,程序设计思想比较弱。
程序设计的基本方法是自顶向下、逐步求精和模块化。依据这一方法,教 师采用讲
解法、演示法、讨论合作法、分析归纳法,引导学生参与思考,逐步 降低学生的理解难
度,化抽象为具体,有效地将各个难点分解和突破。
一、教学目标
知识目标:掌握冒泡排序的原理,理解冒泡排序的流程图,学会编写冒泡 排序程序
的主要代码。
能力目标:学会使用冒泡排序思想设计解决简单排序问题的算法;进一步 理解程序
设计的基本方法,体会程序设计在现实中的作用;培养分析问题、发 现规律的能力。
情感目标:提高学习热情,培养良好的程序书写习惯。
二、教学重点与难点
重点:理解冒泡排序原理及其流程图。
难点:理解冒泡排序中的遍、次等概念(即对变量使用的理解)。
三、课前准备
资源准备:冒泡排序的课件。
教学环境的设计与布置:多媒体网络教室、投影机、多媒体教学平台、
Flash软件。
四、教学过程
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1. 导入:创新情景 师:生活中,我们经常会碰到要排队的情况,比如排座位、排队
做操、排
队大合唱等。今天,我想请 4 位同学上来表演一下排队。
我按学号顺序点 4 位学生的名字,让他们上来,并让他们按报到的次序排 列。
师:他们现在是按什么排的?
生:学号。
师:好,现在请你们按身高从低到高排列。
不一会儿, 4 位学生就排好了。其他学生的注意力也集中了过来。 师(指着其中一
位换到前面去的学生问大家):他是怎么知道自己矮的。 生:一看就知道了。师:
那请这位学生谈谈你当时的想法。 这时一般学生会提到与别人比一下,矮的话就换
到前面去了(如果说不出
来,教师可做适当引导)。
师:对,肯定要比一下才知道,而且需要交换。有些学生说一看就知道, 其实也是
看了以后经过大脑思维飞快地比较而得出的结论。排队其实是一种排
序 ——通过调整位置,把杂乱无章的数据变为有序的数据,如 Exce I中的排序功
能。通过本节课的学习,我们自己也可以设计出类似的小软件。
2. 冒泡排序的基本思想 师:排序的方法很多,这节课我们来学习其中一种比较典型
的排序方
法――冒泡排序。
教师先让学生根据字面意思想象一下 “冒泡 ”是一个怎么样的情景 ――气泡一 个
一个地由下而上依次冒上来。接下来,教师一边讲解一边以文字形式给出冒 泡排序的基
本思想(教材 P31,略)。特别要强调怎样算一遍处理,而且每遍总 是从最下面起,自
下而上,比较相邻的两个数。
教师再让刚才那 4 位学生仍先按学号排回来,演示利用冒泡排序法进行从 低到高排
序的过程。在学生表演时,教师充当解说员,在关键处(如每遍的开 始和结束)进行提
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示,并引导学生认识到第几遍处理完后找到的应该是第几矮 的同学(或第几小的数)。
设计意图:学生的表演比单纯拿出几个数来比较更能吸引学生的注意力, 在这种轻
松活跃的气氛中,学生很快明确了冒泡排序的基本方法。
师: 4位学生共进行了几遍查找?为什么?
教师再用一个Flash动画演示规模为4的数组按非减次序进行逐个冒泡排序 的过
程,再次强化学生对冒泡排序过程的理解,也为下面每一遍中两两交换情 况的分析做了
铺垫。
3. 画流程图(按非减次序排序)
这一环节是本节课的重点。教师采用自顶向下、逐步求精的方式,由特殊 到一般归纳
总结,各个难点一一突破。
教师以具体的 4个数为例,由最简单的流程图 1 左侧的图开始,让学生将 冒泡排
序过程用形象的语言表示出来:不断冒起一个泡(最小数),转化成右 侧流程图。
流程图
1
思考:以 4个数为例,这里的 “不断”有没有限定,到底是几遍呢?为什 么?进
而带领学生画出流程图 2 左侧的流程图。
流程图2(4个数)
得出流程图 2 左侧的图之后,教师让学生思考:这种结构实际上属于什么 结构?
(循环结构)但是左图是不规范的,需要用一个变量来控制循环次数, 从而引出用变量i
来记录正在执行的排序的遍数,它的值应该是从 1到3,每次 做完后加 1。学生回顾循环
结构的流程图模式,两两讨论,合作将流程图 2 左侧 的图转换成右侧规范的流程图。流
程图3( n个数)
思考:如果参与排序的是 n 个数呢?
比较遍数与个数关系:遍数=个数-1
为了分解后面的一个难点,教师让学生用简单的语言描述每次 “冒起一个最 小数”
是怎么冒出来的:不断两两比较交换,这也是冒泡排序的原理。于是图 2 右侧流程图又可
转化成流程图 3的形式。
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设计意图:遍数与个数关系运算是本课的一个难点,但学生还是可以比较 容易地得出
这个结论的。所以将上面流程图中的 方=3”改成“<=n-1”即可得到
流程图了。
现在只剩下 “不断两两比较交换 ”还需要进一步细化。教师以 4 个数为例, 回顾
刚才的Flash动画。
在程序中有些数据规律不很明显,教师用表格列出来,以提高学生分析数 据的有效性
和准确性,规律也更易找出来。
教师引导学生发现规律:每次都是从最后一个数开始比较,最后一个参与 比较的数的
下标与比较的遍数有关,即遍数+ 1。
教师让学生思考: n 个数的情况如何比较呢?学生讨论共 n 个数、各遍比较 的情
况,特别是第 i 遍,完成下表的填写:
这里又需要用一个变量来标识正在参加比较的数组元素的下标,引进变量
j:记录一遍处理过程中,当前数组元素的下标。
小结论:共n个数,第i遍处理时,j的值从n到i+1之间递减,每次d(j)与 它的
前一个数d(j-1)进行比较。设计意图:本节课最大的难点就是变量 j的取值 范围,尤其
对 “它的终值为什么是 i+1 ”学生更是难以理解,因为它是在动态变化 的。由特殊的4
位数开始找出规律,然后归纳推广到一般的 n个数就相对简
单。我花了较长的时间让学生自己探讨,目的是经过充分思考得出的结论才会 记忆深
刻。
流程图4( n个数)
为了加深学生理解,我一边讲解,一边手绘了如下的图形,以更直观地来 说明这个
问题:当要进行第i遍处理时,即要找第i个最小数时,此时前面i-1 个最小数已经找到
(阴影部分),这部分不需要再参与以后的两两比较,所以 第i遍处理时,第一次两两比
较应该是 d(n)与它的前一个数d(n-1)。以此类推, 最后要比的是d(i+1)与它的前一个
数d(i)。至此,该轮最小数就冒到第i个位置 了。所以最后一个的 “它”的位置应该是
i+1。
“如果下面一个数比上面一个数小,就交换 ”。这是一种分支结构。教师用 生活中
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的实例说明(如果天气好的话就去打球;如果 60分以上就显示合格,否
则就显示不合格),并简单回顾分支结构的流程示意图。
设计意图:程序实例生活化学生更容易接受。
师生得出不断两两比较交换的流程图,如流程图 4。
至此,所有问题、难点我们都全部细化,一一解决了,现在将流程图 4“两
两比较交换 ”纳入流程图 3,即得下面的总流程图。总流程图
当出示这个总流程图时,学生发出惊叹,他们不太相信自己的眼睛。
师:不要惊讶,这的确是我们通过自己的努力一起画出来的。
看来设计算法、画出流程图也并不是什么难事。只要我们有信心,由浅入 深还是可
以解决的。
教师说明这个总流程图各部分的作用,并留几分钟让学生自己消化新学知 识。
4. 学生体验冒泡排序 “算法执行过程 ”
让学生采用 “单步执行 ”模式观看本书配套辅助软件 “运行体验 ”文件夹中的
冒泡排序.swf体验冒泡排序的算法执行过程。
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5•流程图-程序语言
可以通过对两个变量和两数互换语句的解决,最终得到主要参考代码。
(1) i:记录正在执行的排序的遍数,由 1到n-1for i=1 to n-1
冒起一个最小数(循环体)
next i
( 2) j: 记录一遍处理过程中,当前数组元素下标,由 n 变到 i+1
for j=n to i+1 step -1
d(j)与它的前一个数d(j-1)进行比较
next j
(3)d(j)与 d(j-1)互换
k=d(j):d(j)=d(j-1):d(j-1)=k
教师可以利用酱油和米醋互换来做比喻,引导学生实现两数互换的方法。
对照总流程图,自上往下,写出主要参考代码:
for i=1 to n-1 'i 记录正在执行的排序的遍数,由 1 变到 n-1
for j=n to i+1 step -1'j 记录一遍处理过程中,当前数组元素下标,由 n 变到
if d(j)
i+1