高二信息技术秋季开学第一课（浙教版2019选择性必修1）

堆栈青春 队列理想 浙教版高中信息技术开学第一课 数据与数据结构（选择性必修1） 2026年春季开学第一课 目录 01 宏观思想层面 02 核心素养 03 章节分析 04 目标与期望 05 工具推荐 06 跨学科联系 04 教学实施特点 08 课堂要求 2 宏观思想层面 PART 01 课程定位与政策背景 《数据与数据结构》作为高中信息技术选考教材，被纳入浙江省“新课程·新教材”改革体系。 2021年省级研训活动明确该课程需从“素养、知识、情境”三维度设计教学，避免纯理论灌输，突出实践应用。 01 02 03 学科核心素养导向 政策强调以计算思维培养为核心，通过数据结构学习提升学生问题解决能力，呼应《浙江省教育信息化“十四五”发展规划》中“信息技术与教育教学深度融合”的目标。 课程定位与政策背景 课程实施依托浙江省“教育魔方”工程（2021年启动），该工程构建教育大数据仓，推动数据在省、市、县、校四级互通，为数据结构教学提供真实应用场景。2024年《浙江省数字教育高质量发展行动计划》进一步要求“数字技术深入教育教学全环节”，强化课程的技术赋能定位。 教育数字化战略支撑 政策演进与未来方向 2013-2015 基础设施普及（“班班通”） 2021-2023 数据融通（“教育魔方”） 2024-2027 AI赋能（生成式技术进课堂） 阶段性重点 政策演进与未来方向 需解决城乡实践条件差异（如乡村校机房算力不足），政策已倾斜资源建设；同时防范技术异化，强调“数据结构服务于问题解决”的本质。 挑战与应对 需解决城乡实践条件差异（如乡村校机房算力不足），政策已倾斜资源建设；同时防范技术异化，强调“数据结构服务于问题解决”的本质。 课程在浙江数字化战略中的角色 《数据与数据结构》不仅是技术课程，更是浙江省构建“以学习者为中心”的数字教育生态的关键载体。其政策设计凸显三层逻辑：素养目标（计算思维）→ 技术支撑（教育魔方）→ 社会延伸（全民数字学习），未来将进一步融合AI、大数据分析等新技术，推动课程向“精准化教学”迭代。 核心素养 PART 02 核心素养 通过现实案例（如车牌摇号系统、图书查询系统）引导学生感知数据价值，主动识别关键信息并选择合适的数据结构（如数组、链表）进行组织。 01 信息意识培养 强调问题抽象与建模能力，例如将“在线购物系统结算”转化为数据结构设计任务，要求学生分析数据需求、选择存储模型（数组/哈希表），并设计算法优化效率。 02 计算思维渗透 在数据组织教学中融入隐私保护（如用户角色数据管理）、数据安全风险分析等内容，强化信息社会责任。 03 伦理与安全意识 章节分析 PART 03 教材分析 信息技术 《数据与数据结构》 选修一 普通高中教科书 浙江教育出版社·杭州 六章 十六节内容 2.1 数组 2.2 链表 第二章 数组与链表 1.1 数据 1.2 数据的组织 第一章 数据与数据的组织 5.1 数据结构与算法效率 5.2 迭代与递归 5.3 数据排序 5.4 数据查找 第五章 数据结构与算法 3.1 字符串 3.2 队列 3.3  栈 第三章 字符串、队列和栈 6.1 实时查询系统中数据的组织 6.2 POI数据的组织与应用 第六章 大数据时代数据的组织 4.1 树与二叉树 4.2 二叉树的基本操作 4.3 抽象数据类型 第四章 树 章节分析 第一章 在数字化时代，数据给日常生活、企业经营、社会管理等方面带来了越来越深刻的影响。例如，导航软件可以根据路况数据规划合理的行车线路；高空气象数据通过超级计算机的计算，可以使气象预报更为准确；企业可以根据销售数据来完善生产计划。进入大数据时代，人们更是通过计算从数据内部挖掘出有用的信息，从而加快社会发展速度。 用计算机处理数据时，需要根据事物之间的关系确定合理的数据结构，并借助数据结构来组织数据、设计算法。数据结构的设计在一定程度上决定了问题求解算法的效率。 第二章 计算机中数据的存储模式分为顺序存储和非顺序存储，所有数据结构的存储也可以分为这两类，而作为常用数据结构中的数组与链表，就是这两种存储模式的典型代表，其他的数据结构都是在这两种数据结构的基础上构建的。 第三章 在文档中寻找某个关键词时，查找功能可以快速定位到该关键词所在的位置；去银行办理业务时，取号系统可以按照客户到达时间的先后顺序，合理地安排办事次序；单击浏览器的“返回”按钮，可以按访问顺序依次回访网页。这些功能的实现过程中分别用到了字符串、队列、栈等基本数据结构。 第四章 在计算机世界中，围绕某个任务可能存在多个数据元素，这些数据元素之间会形成一定的数据结构。如果这些数据元素构成了一个有序数据元素的集合，那么称为线性结构；如果这些数据元素中的一个节点元素有多个直接前驱或多个直接后继，那么称为非线性结构。常见的非线性数据结构有树、图等。 第五章 在计算机领域，算法实质上是针对所处理问题的需要，在数据的逻辑结构和存储结构的基础上施加的一种运算规则。对问题中数据的不同组织方式，解决问题的不同策略将导致不同的算法。因此，数据结构是算法实现的基础，算法总是要依赖于某种数据结构来实现。在解决问题时，要根据问题的需要，分析数据的特征及各数据之间的关系，选择合适的逻辑结构和存储结构，进而设计出更为高效的算法。 第六章 进入大数据时代，数据的量和计算量越来越大，数据的非结构化程度越来越高，基于传统数据结构的数据组织和存储方式已不能满足数据业务的实际需要。因此，需要根据问题特点去改造既有的数据结构，运用新的数据组织方式来设计算法解决问题。如在电商服务平台中，由于商品数量庞大以及各种不同类型数据的出现，仅靠传统的文件组织和数据库等方式已不能满足海量而复杂的数据组织和存储的需求。而在POI数据业务中，也同样需要人们采用新的方法和技术去组织数据、存储数据和处理数据。 教学实施特点 PART 04 教学实施特点 01 02 完整问题解决流程 如“实时查询系统设计”项目中，学生需选择数据结构优化电商平台的商品排序与检索效率。 真实问题驱动 以“地区销售数据合并”任务为例，分步骤展开： 抽象建模 → 数据结构设计 → 算法描述 → 效率对比。 项目化学习设计 生活案例切入：用排队上车解释队列，子弹匣装弹解释栈结构，谍战片“单线联系”类比单向链表。 技术史融合：通过QWERTY键盘布局演变史引出字频统计程序，自然过渡到数据结构必要性。 情境化知识导入 教学实施特点 算法效率批判 抽象能力训练 在“十进制转二进制”算法设计中，引导学生提炼“除二取余”的循环体与终止条件。 对比数组与链表在删除操作中的移动次数（如删除元素3需移动2次 vs. 0次），揭示结构选择对性能的影响。 教学实施特点 计算思维显性培养 目标与期望 PART 05 目标与期望 教材目标 本册教材为选择性必修《数据与数据结构》。通过本册教材的学习，期待同学们能进一步认识到数据在信息社会中的重要作用，在掌握常用数据结构的概念、特点、操作、编程实现方法等内容的基础上，能对简单的数据问题进行分析，选择恰当的数据结构，并能编程实现，在问题解决过程中对数据抽象、数据结构的思想与方法有初步的认识。 目标与期望 2019浙教版选修一教材以数据结构为核心载体，通过问题解决流程标准化（抽象→建模→算法）和真实项目融合，实现了从知识传授到计算思维培养的跃迁。其期望在于： 降低抽象概念门槛 生活化情境 深化工程思维（如数组合并的移动次数分析） 效率对比案例 呼应数字时代伦理需求 社会责任渗透 进阶途径 竞赛名称 主办单位 竞赛面向学段 全国青少年人工智能创新挑战赛 中国少年儿童发展服务中心 小学、初中、高中、中专、职高 全国中小学信息技术创新与实践大赛 城乡统筹发展研究中心、中国人工智能学会 小学、初中、高中、中专、职高 世界机器人大会青少年机器人设计与信息素养大赛 中国电子学会 小学、初中、高中、中专、职高 全国青少年科技教育成果展示大赛 中国下一代教育基金会 小学、初中、高中、中专、职高 全国青少年无人机大赛 中国航空学会 小学、初中、高中、中专、职高 全国青年科普创新实验暨作品大赛 中国科协 初中、高中、中专、职高 宋庆龄少年儿童发明奖 中国宋庆龄基金会、中国发明协会 小学、初中、高中、中专、职高 全国青少年科技创新大赛 中国科协 小学、初中、高中、中专、职高 全国青少年航天创新大赛 中国航天科技国际交流中心 小学、初中、高中、中专、职高 “北斗杯”全国青少年空天科技体验与创新大赛 中国科学院空天信息创新研究院、中国光华科技基金会 小学、初中、高中、中专、职高 蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛 工业和信息化部人才交流中心 小学、初中、高中、中专、职高 全球发明大会中国区 中国友好和平发展基金会 小学、初中、高中、中专、职高 中国“芯”助力中国梦——全国青少年通信科技创新大赛 中国通信工业协会 小学、初中、高中、中专、职高 2023-2024学年面向中小学生的全国性竞赛活动名单 自然科学 素养类 工具推荐 PART 06 工具推荐 Python (IDLE, PyCharm Edu, VSCode), 在线编程平台 (如 头歌、Python123)。 编程环境 VisuAlgo, Data Structure Visualizations (USFCA), Python Tutor, pythontutor.com, Matplotlib, NetworkX (GraphViz), 甚至PPT动画。 可视化 各种排序算法、路径查找算法的动画视频资源（B站等平台丰富）。 算法演示 跨学科联系 PART 07 跨学科联系 数学 集合、函数、递归、图论、离散数学基础、概率（哈希冲突）。 模拟粒子运动（队列/事件驱动）、分子结构（图）、DNA序列（字符串/查找）。 交通规划（图）、资源调度（队列/优先队列）、信息组织（树）、搜索引擎（索引/排序）。 物理/生物 实际问题 课堂要求 PART 08 上课要求 进入机房：对号入座、不带无关用品; 1 4 2 3 5 离开机房：关机（不要关显示器）、整理桌凳和键盘、带走私人物品。 6 严肃机房纪律：安静、有序、卫生; 组长课前完成点名，并告知教师； 爱护机房设施：遇情况及时汇报; 听课：认真、积极参与课堂活动，不做与课程无关的事情; 再次强调 机房不欢迎各种零食和饮料 座位安排 8 9 过 道  24 25  过 道 40 41 7 10 23 26 39 42 6 11 22 27 38 43 5 12 21 28 37 44 4 13 20 29 36 45 3 14 19 30 35 46 2 15 18 31 34 47 1 16 17 32 33 48 讲台 排号 1 分组 2 组长 3 感谢观看 Thank you 汇报人：学科网 $$