3.2 数据与结构教学设计-2024-2025学年教科版（2019）高中信息技术必修一

3.2 数据与结构 学习目标： 1.熟悉队列结构的概念和特点 2.能够使用python语言对队列进行操作 3.了解树、图的基本概念及特点 4.比较不同数据结构的特点 5.会选择合适的数据结构解决问题 核心知识： 重点和难点： 1.培养分析和解决问题的能力，学会选择用合适的数据结构来解决问题。 2.提升概括和总结规律的能力：总结不同数据结构的特点并应用规律解决实际问题。 教学过程： 一、项目情景导入（生活案例分享） 教师活动： 1.生活中，超市大家经常会去，有一家超市结合啤酒与尿布的销售数据分析，思考了超市物品摆放位置（布局）调整。 在课堂上，我们可以从超市物品摆放的实例出发，引出数据结构的一些含义。 首先，讲述超市如何通过分析啤酒与尿布的销售数据，发现两者之间的关联性。这种关联性提示超市管理者，如果将啤酒和尿布摆放在相近的位置，可能会提升这两种商品的销量。 然后，我们可以进一步指出，这种摆放策略实际上是对超市内物品进行了一种结构化的组织，即根据销售数据调整物品布局，以达到优化销售的目的。这里，数据结构的概念就呼之欲出了。数据结构，简单来说，就是组织、管理和存储数据的方式。它不仅仅是数据的集合，更重要的是数据之间的关系和存储方式。 学生活动： 引导学生思考，在编程和计算机科学中，数据结构同样重要。我们需要设计合适的数据结构来高效地存储、检索和处理数据。比如，数组、链表、树、图等都是常见的数据结构，它们各有特点，适用于不同的场景和问题。 通过这样的引导，学生就能从生活中的实例出发，逐步理解数据结构的概念和重要性。 教师活动： 2.信息化社会，我们的购物方式发生了很大的变化，结合图示，分析采用网络购物的方式反馈的订单中，有什么需要我们去挖掘、去注意？ 授课环节 对于图中数据的存放，可以选择使用Python中的列表作为数据结构。列表中的每一个元素还以用另一个列表来表示，此时每一个元素代表了一个订单，如订单号、商品名称、购买数量、单价和总价等。 对于网络购物订单的分析，有以下几点值得我们去挖掘和注意： 一、用户购买行为分析：通过分析用户的购买历史，可以了解用户的购买偏好、购买频率和购买周期，进而为用户提供个性化的推荐服务。 二、商品销售情况分析：统计各类商品的销售数量、销售额和利润率，可以了解哪些商品更受欢迎，哪些商品的库存需要调整，以及哪些商品的营销策略需要优化。 三、订单异常情况分析：检查订单中是否存在异常数据，如单价异常、总价计算错误、购买数量异常等，及时发现并处理这些问题，可以提高用户的购物体验和企业的运营效率。 四、用户反馈分析：收集并分析用户对订单的反馈，如评价、退换货情况等，可以了解用户对商品和服务的满意度，进而改进产品和服务质量。 预设学生回答： 1.根据销售数据反馈，修改物品摆放的位置有利于物品业绩的提升。 2.经过后台的数据分析，把阶段性热销的物品列出集中展示 二、课堂活动 项目活动1：订单发货模拟器 教师活动： 生活场景：假设你是一个网络供应商，刚刚接到一个订单，接下来需要安排给客户发送货物。请学生们思考，在实际操作中，货物发送应该遵循哪些一般规则？通过这个问题，引导学生进入本课的主题——队列。 1.教师结合教学案例，详细解释队列的概念和特点。强调队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，就像超市排队购物一样，先来的顾客先结账。 2.教师展示运行练习文件夹中的3-2 订单(改进).py文件，通过模拟订单发货的过程，让学生直观感受队列在实际生活中的应用。在运行过程中，教师可以适时提问，引导学生思考队列在订单处理中的重要作用。 实践操作 1.教师组织学生进行分组实践，每组学生需要运行3-2 订单(改进).py文件，并尝试修改代码中的某些部分，以观察队列行为的变化。例如，可以改变订单的数量、顺序或处理时间等。 2.在实践过程中，教师巡回指导，及时解答学生的疑问，并鼓励学生相互讨论、分享心得。 学生活动： 在实践结束后，教师组织学生进行总结。请学生回答以下问题： 1.在订单发货的过程中，队列起到了什么作用？ 2.结合生活场景（如超市排队购物），你能总结出队列的哪些特点？ 3.在编写和运行3-2 订单(改进).py文件的过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？ 通过这些问题，引导学生深入理解队列的概念和特点，同时培养他们的实践能力和问题解决能力。 预设课堂活动： 在课堂中找七位同学起立参与游戏，参与者排成一排，从第一个同学（队首）开始报数，报数到4的人坐下，然后从退出人的下一位重新开始报数；重复以上动作，直到只剩下一个人为止。 教师演示程序运行，通过python程序模拟的过程验证学生的判断。 项目活动2：快递是如何到你手上的？ 教师活动： 从上往下的思路培养，结合课堂ppt展示，引导树的形态。 介绍根节点、子树、兄弟节点的三个概念，总结树的特点：一个成语（开枝散叶） 学生活动： 思考快递派送的过程，并验证是否能用树的结构进行解析。 项目活动3：取快递的风波 教师活动： 有三个快递，分别放在了三个驿站，需要徒步去取回，已知从家到各个驿站要花的时间及各个驿站之间要花的时间，结合已有知识经验，进行最短路线方案的制定（根据已有的案例进行补充绘制） 学生活动：学生根据展示的表格数据，绘制线路图，并从中找出最短线路。 教师进行程序模拟，判断最短路线是否一致？ 课堂活动板书设计 项目情景导入 教师活动 学生活动 超市物品摆放位置调整 讲述超市啤酒与尿布销售数据分析，引出数据结构概念 思考编程和计算机科学中数据结构的重要性 网络购物订单分析 分析订单数据存放，选择使用Python列表作为数据结构 理解数据结构的概念和重要性 课堂活动 教师活动 学生活动 订单发货模拟器 解释队列概念和特点，展示3-2 订单(改进).py文件 分组实践，运行代码，观察队列行为变化 快递到手过程 介绍树的形态，根节点、子树、兄弟节点概念 思考快递派送过程，验证树结构解析 取快递的风波 描述快递取回问题，绘制最短路线方案 绘制线路图，找出最短线路 教学反思： 在本次授课中，我尝试通过生活化的案例来引入数据结构的概念，让学生们能够更加直观地理解抽象的数据结构知识。通过超市物品摆放的案例，将数据结构与学生的日常生活联系起来，帮助他们理解数据结构在实际生活中的应用。在课堂上，学生们能够积极参与讨论，并且能够将所学知识与实际问题相结合，这表明他们对数据结构有了初步的理解和兴趣。 尽管学生们能够理解树和图的基本概念，但在将这些概念应用到解决实际问题时，他们显得有些吃力。这说明我需要在今后的教学中加强学生对树和图结构应用能力的培养。 在未来的教学中，我计划引入更多的实际案例，并设计更多与实际问题解决相关的练习，以提高学生对数据结构知识的掌握和应用能力。同时，我也会更加注重学生在课堂上的反馈，及时调整教学策略，确保每个学生都能够跟上课程进度，并充分理解所学内容。 6 学科网（北京）股份有限公司 $$