第三课：精准的查找算法
教学内容：
查找算法是我们日常生活中经常使用的一种算法。本课选取了其中最
常用顺序查找法和二分查找法。通过运用所学的两种查找算法解决问
题，学生不仅能强化对这些算法的理解，还能提升自身的逻辑思维能
力。
教学目标：
1.掌握顺序查找法和二分查找法的算法原理。
2.选择合适的算法解决简单问题,
教学重点：
(1)顺序查找法的原理。
(2)二分查找法的原理。
教学难点：
选择合适的算法解决简单问题
教学过程：
一、情境导入
师：同学们，在上课之前我们来玩个游戏吧，猜整数游戏，我们来找
几个个同学，分别来扮演出题人、证明人和竞猜人，有没有同学想主
动参与的？请举手。
生：……
师：好，大家都很积极踊跃的参与，角色已经选好了，接下来我们来
看一下游戏规则，请看大屏幕：出题人从1~100中选择一个整数，
并告诉证明人，而竞猜人则尝试猜出选定的整数。谁能用最少的次数
猜中该数，谁就是赢家。
生：……
师：游戏中猜整数的过程就是查找的过程，查找的次数与查找算法直
接相关。查找算法是在数据中查找特定元素或满足特定条件的算法，
其目标是高效地找到数据中的位置或确认数据是否存在，主要包括顺
序查找法、二分查找法等。
二：顺序查找法
师：猜整数游戏设定了从1~100整数的数据序列，出题人从中随机
选取一个数字作为目标。对于竞猜人而言，为了确保能够排查每一个
可能的数字直至找到正确答案，最直接且直观的策略是从数字1开始
逐一猜测，持续进行直到成功猜中目标整数。我们来看一下这个游戏
的算法，请看大屏幕。
师：接下来请大家根据这个流程图，补全顺序查找法猜整数游戏的程
序，并且调试运行。
师：巡视指导
师：在理想情况下，运用顺序查找法猜整数游戏需要几次可以猜中?
在最差情况下，需要几次可以猜中?
生：……
师：大家的想法很好，除了从开头的数字开始查找之外，顺序查找法
也可以从末尾的数字开始，请同学们修改程序，实现从数字100开始
自动查找的功能。
生：
师：顺序查找法以简单直观和通用性强而著称。但在数据量较大时，
查找效率相对较低。
三、二分查找法
师：在猜整数游戏中，为了确保能够快速猜中整数，竞猜人需要从序
列的-端开始逐个猜测。为了提高该游戏的趣味性，将游戏规则修改
为:每当竞猜人报出一个数字后，证明人会提供反馈，告诉竞猜人所
猜的整数是比目标数高了还是低了。那么，竞猜人又该如何以最少的
次数猜中目标数呢?接下来，请同学们通过小试身手来研究这个问题。
师：在1~100整数范围内，若目标数是59，最快多少次能猜中?
1、竞猜人说出1~100之间的中间整数____。证明人回答“猜小了”
猜数人舍弃所有比中间数小的数字。
2、竞猜人在剩下的数字中继续说出中间整数____。证明人回答“猜
大了”，竞猜人再次舍弃所有比中间数大的数字。
3、继续重复以上步骤,直至找到目标数，总共猜了几次。
生：做题中……
师：由此可以看出，每次猜整数时都会舍弃一半的数据，这种算法被
称为二分查找法。二分查找法，也称折半查找法，是一种在有序数据
集中查找特定元素的算法。它通过不断缩小查找范围来提高效率，在
计算机科学和数学领域都有广泛的应用。
师：同桌两人相互使用二分查找法尝试猜整数游戏，体会二分查找法
的含义。接下来补全人机猜整数游戏的程序。我们从数字1~100范围
内选择一个整数，让计算机来猜。补全下列程序，并调试运行。然后
回答下面这个问题：二分查找法猜整数游戏在理想情况下，最少几次
可以猜中?最差情况下，最多几次可以猜中?
生：编写程序。
师：巡视指导。
师：与顺序查找算法不同，二分查找法要求待查找的数据必须是已经
排序的序列，如1~100的整数序列，就是一个有序序列，因此可以应
用二分查找法进行快速查找。
师：二分查找法因其高效性和出色的稳定性，在多个领域得到广泛应
用。其核心思想就是一分为二。在实际操作中，我们经常利用这一思
想，将复杂的大问题分解成一系列结构相似但规模更小的子问题，这
些子问题相对简单，更易于解决。最终，将这些子问题的解整合起来，
就能得到原问题的解。这种分解与整合的过程不仅降低了问题的复杂
性，也提高了解决问题的效率。
四、查找算法的应用
师：某工厂生产了一批螺母，共计1000个。其中有一个螺母存在质
量超标的情况。由于这批螺母的形状和大小完全一致，工厂需要寻找
一个有效的方法来精准识别出这个质量异常的螺母。组内讨论是否可
以利用一架天平找出质量异常的螺母？我们左边这部