1.2 数据的组织教学设计-2024-2025学年浙教版（2019）高中信息技术选修一

教学设计 课程基本信息 学科 信息技术 年级 高二 学期 春季 课题 1.2 数据的组织 教学目标 1. 初步理解数据结构的概念和常见的数据结构。 2. 观察日常生活中的数据计算采用的组织方式，了解常见数据结构的特征及其适用面，初步形成对数据进行规划的意识。 3. 体验不同数据结构在组织、存储和处理数据时的作用，认识到数据结构在计算机解决问题过程中的必要性及其影响力。 教学重难点 教学重点： 1. 初步理解数据结构的概念和了解常用的数据结构。 2. 了解常见数据结构的特征及其适用面，初步形成对数据进行规划的意识。 教学难点： 1. 体验不同数据结构在组织、存储和处理数据时的作用，认识到数据结构在计算机解决问题过程中的必要性及其影响力 。 2. 结合实际问题分析数据结构在算法与设计中的作用和意义，同时能初步养成根据显示问题中的数据特点逐步抽象数据结构与设计算法的意识和能力。 教学过程 1、 情境导入 导入：PPT展示“书架上的书”图片，教师分析对书架的两种操作。（放书：修改操作；找书：查询操作） 教师提问：要往书架上放一本书，你会怎么放？要在书架上找一本书，你又怎么找？——分析两种方法的利弊 问题描述：若有一个多层书架，在书架上放置多个学科的教辅资料，需要频繁的放书找书，你会怎么规划设计？——针对学生给的方案给予评价，基于前两种方法归纳总结新方案。 【设计意图1】用生活中常见的情境，吸引学生参与课堂，通过实例，感知不同数据的组织形式对数据的操作产生的影响，引出数据结构这个概念，并提出没有最好的数据结构，只有最适合的数据结构。 2、 知识新授 1.数据结构的概念 图书馆新到一批图书，管理员要将图书的基本信息录入进计算机中，思考如下几个问题：问题1.图书的基本信息包含哪些？ ——理解数据元素、数据项两个概念 问题2：存储在计算机中的数据分别有哪些数据类型？ ——理解数据类型的概念，掌握数据类型的分类（基本数据类型和结构数据类型）问题3：图书数据按先后顺序录入计算机，如何组织这些图书数据？ 第一种：录入先后顺序就是图书存储位置的先后顺序。 ——理解数组数据结构的概念及特征 第二种：按类别顺序将图书数据组织起来,每本书只需知晓后面图书。 ——理解链表数据结构的概念及特征，了解常见的链表形式 总结：什么是数据结构？ ——根据实例，对比数组、链表，分析数据结构包含的三部分 思考：下列数据在组织处理时，选用数组还是链表更合适？ ——强化区分“数组”和“链表”这两种数据结构及其应用规律 【设计意图2】基于实例，设计多个问题，层层递进，让学生将数据元素、数据项、数据类型、数据结构等抽象概念在具体问题的实际解决过程中内化。先提出“数组”和“链表”这两种数据结构，再总结数据结构的概念，通过两种数据结构的对比，有利于对数据结构概念的理解。 2.常见的数据结构 洗碗问题：体现了怎样的数据组织？（PPT展示两种脏碗清洗过程中数据的组织形式） ——引出“队列”和“栈”这两种数据结构 （1）数据结构——队列 PPT展示排队现象（图片），呈现“队列”数据结构的概念。 具体事例：银行排队叫号取号（配合队列动画演示） （2） 数据结构——栈 PPT展示弹匣装子弹和弹匣出子弹过程（动图），呈现“栈”数据结构的概念。 实例：用户浏览网页过程（视频及栈动画演示） 教师总结：数组、链表、队列和栈，这四种数据结构的共同特点：除首尾数据元素外，中间任何一个数据元素的前面和后面都只有一个数据元素与它相邻。这类数据结构都是线性表。 思考：要对常见动物进行分类，数据要怎么组织呢？ ——引出非线性的数据结构：树 （3） 数据结构——树 PPT呈现“树”数据结构的概念，展示用树结构组织数据的图 思考：列举生活和信息系统中用树组织数据的例子。 ——介绍计算机系统中的应用实例 【设计意图3】为了使学生能够立足最邻近发展区获得新的发展，在介绍各个常见的数据结构时，按照“生活现象（具体事例）→现象中的规律（抽象规律）→思维迁移（将规律应用到实际问题中）”的结构展开。如：由于“队列”和“栈”的数据结构特点，基于同一个生活情境去分析。教师在教学中，也结合教材中的事例，介绍它们在计算机系统中的应用事例，引导学生去回忆、体验，既能培养学生的信息意识和计算思维，又能提升学生对学习数据结构的兴趣。 3.数据结构的作用 PPT课件呈现 瑞士计算机科学家沃斯：算法+数据结构=程序 ——提出“对于同一问题，依据不同的数据结构设计算法，算法的处理效率，程序 的实现效率不同。” 项目：趣味运动会， （1） 阅读题目并思考需要收集的数据有哪些？数据之间存在怎样的关系？ ——明确收集的数据，根据数据间的逻辑关系，引出用数组来组织数据 （2） 基于数组将如何设计本题算法？ ——分别用一维数组和二维数组设计的简单方案 （3） 一维数组和二维数组在程序实现效率上的差异对比分析 ——体会数据结构在用计算机解决问题的过程中的必要性 【设计意图4】趣味运动会详细呈现了如何根据现实数据之间的逻辑关系一步步抽象、设计数据结构的思维过程，引导学生在实例剖析中感受数据结构在数据处理中的必要性和算法优化中的作用。 3、 课堂小结 1.数据结构 2.常见的数据结构及其特征 3.数据结构的作用 【设计意图5】对本节课内容进行总结归纳，再次强调重难点。 4、 学习评价 课后在学习任务单上，对自己和同伴的表现进行评价，并思考后续完善的方向。（5=优秀，4=超出一般水平，3=满意，2=有待改进，1=不太理想） 【设计意图6】通过评价表，了解自己在本堂课中对知识的掌握程度，及时查漏补缺。 5、 课后作业（见作业练习导学案） 分层练习，层层递进。 【设计意图7】第一：巩固本节课所学知识；第二：对课上部分事例的拓展延伸，继续深入思考。 学科网（北京）股份有限公司 $$