基于啟發式的冒泡排序算法教學設計

楊艷秋

摘 要 本文以“冒泡排序算法”內容為例，通過提出問題、分析問題、解決問題、發現解決方案不足、優化解決方案、能力擴展的教學設計思路，循序漸進的進行教學。大大激發學生學習興趣，使學生更好的掌握冒泡排序算法的原理和算法設計，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，取得良好的教學效果。

關鍵詞 冒泡排序 啟發式 教學方法

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A

0引言

啟發式教學是根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律，運用各種教學手段，采用啟發誘導辦法傳授知識、培養能力，是學生積極主動地學習的一種教學方法。

傳統的教學方法中，一般都是老師先講述一遍冒泡排序的思想，然后列出排序算法，并解釋冒泡排序是如何實現的。這種教學方式比較枯燥，教學效果不好，學生甚至會產生厭學情緒。那么，如何讓學生即掌握冒泡排序的基本原理和算法設計，又能激發學生對算法設計的興趣呢？下文將采用啟發式、任務驅動式以及演示法等教學法，教學設計注重原理與實踐相結合。通過講解、提問、討論，總結等形式將問題引向深入，充分調動學生的學習積極性，發揮學生的主體作用，讓他們在愉快地氛圍中接受新的知識和技能。

1教學目標

知識目標：掌握冒泡排序的原理及冒泡排序的算法設計

能力目標：利用C語言實現冒泡排序的算法及算法優化

態度目標：培養學生邏輯思維和主動分析解決問題的能力

2教學重難點

教學重點：冒泡排序算法的原理。

教學難點：冒泡排序算法的設計和算法優化。

3教學過程設計

3.1實例引入，提出問題，激發興趣

通過集合排隊實例進行問題引入。

設計目的：通過生活實例進行問題引入，吸引學生注意力，然后提出本節課要解決的問題。

3.2分析問題，重在啟發

動畫演示5個卡通人物按身高由矮到高排序的過程。

設計目的：通過動畫演示，讓學生清楚的了解冒泡排序的具體過程，提問題啟發、引導學生分析問題并總結冒泡排序原理：將相鄰的兩個數進行比較，若前面的數比后面的數大就交換兩數，否則不交換;如此下去直至最終完成排序。

3.3解決問題，培養能力

學生掌握冒泡排序原理后，開始對算法進行設計。將五個卡通人物的身高抽象為數字，利用數組int a[]={190，180，185，195，175}對數據進行存儲，然后的排序過程詳細講解和算法設計。

（1）先采用ppt動畫演示數據變換、然后分析設計本輪算法實現。

（2）分析歸納。

將每輪代碼羅列出來。讓學生們觀察思考。分析總結得到5個數排序算法代碼。

for（i=0;i<4;i++）//外循環，比較輪數

for（j=0;j<4-i;j++）//內循環，每輪比較次數

if（a[j]>a[j+1]）//把大的數往右排，已拍好序的數據不再參與判斷

{t=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=t;}

（3）啟發擴展。

假設有n個數參與排序，教師啟發引導學員分析，得到n個數的冒泡排序算法代碼。引導學生利用函數調用的方式實現，并調試、運行程序。源程序如下：

#include

int sortFuntion（int a[]，int n）//實現冒泡排序的函數

{int i，j，t;

for（j=0;j

{for（i=0;i

if（a[i]>a[i+1]）{t=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=t;}

//比較、交換

for（i=0;i

printf（"＼nloop（%d）：=====＼n"，j）;//每輪之間加上換行和分隔線

}

return 0;

}

void main（）

{int m;

int a[]={190，180，185，195，175};

int length=sizeof（a）/sizeof（int）;

m=sortFuntion（a，length）;//調用冒泡排序函數

}

設計目的：了解冒泡排序原理后，再由淺入深的對原理講解、算法設計、分析歸納，并驗證算法的正確性，使教學更加科學嚴謹。

3.4發現解決方案的不足并優化

（1）在源程序中將原始數組改為升序序列。設計目的：修改程序，讓學生預計運行結果，通過運行結果發現算法的不足處，促使學員積極思考，發現問題并指出問題所在，檢驗學員對冒泡算法的理解情況。

（2）提出程序優化方案。提出通過設置開關來flag記錄某一次內循環是否有過元素交換的解決方案。優化后的冒泡排序程序代碼如下：

for（j=0;j

{flag=0;//每輪排序先將flag賦值為0

for（i=0;i

if（a[i]>a[i+1]）

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

flag=1;//if判斷條件為真就會發生位置移動所以將flag賦值為1

}

If（flag==0）break;//在某一輪的排序中數據沒交換，程序結束

}

（3）編譯運行優化后的程序。分析冒泡排序算法改進前后的時間復雜度，修改后的算法是否達到優化目的。

設計目的：讓學生發現問題，找出解決方案并驗證，讓學生更深刻的理解冒泡排序算法，培養學生發現問題、解決問題的能力。

3.5能力擴展

思考提問如何實現n個數據降序輸出？

設計目的：調試程序實現優化，舉一反三將升序變為降序。

4總結

本文以冒泡排序算法的教學設計為例，采用啟發式、任務驅動式以及演示法等教學法，形象生動的向學生展示冒泡排序的基本思想和算法設計。通過啟發式教學，激發學生學習熱情，提高學生發現問題和解決問題的能力。因此采用這種教學方法有效提高了教學效果。

參考文獻

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[2] 程妮，C語言中冒泡排序算法的教學設計與分析[J].現代計算機（專業版），2016（10）.

[3] 宋美英，.基于C語言的冒泡排序算法探討[J].現代計算機（專業版），2011（29）.