《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
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
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。
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
