3.2 数据与结构（第2课时）教学设计-2026-2027学年教科版高中信息技术必修一

该高中信息技术教学设计聚焦树结构（一对多层次关系）与图结构（多对多网状关系）核心知识点，通过快递派送示意图对比已学队列的线性关系，引出非线性结构，构建从简单到复杂的数据结构学习支架。 以“快递配送”真实情境驱动教学，采用类比（家谱、铁路网）与可视化工具（连线图、树形枚举），任务三规划取快递路线中用枚举法展开树形图，培养计算思维与信息意识，帮助学生直观理解抽象概念，为教师提供结构化教学流程与丰富实例资源。

年级 高一 课题 3.2数据与结构 课时 2 教学主题 探究快递配送过程——认识树结构与图结构 教材分析 第二课时对应教材“任务二 探究快递配送过程”，包含三个递进活动：了解快递派送线路（抽象为树结构）、了解物流网络（抽象为图结构）、规划取快递最快路线（图遍历转树形分析）。树和图是两种重要的非线性结构，比队列更为复杂抽象，是数据结构学习的难点和关键内容 学情分析 通过第一课时的学习，学生已掌握数据类型和队列结构的基本概念，对“数据结构是对数据间关系的组织”有了初步认识。但树结构的“一对多”层次关系、图结构的“多对多”网状关系较为抽象，学生容易混淆。本节课需借助大量生活实例和可视化工具，帮助学生建立直观认知。 教学目标 1.信息意识：能从快递派送、物流网络等生活情境中识别数据的组织方式，感知不同数据结构在信息系统中的应用价值。 2.计算思维：理解树结构的层次关系（一对多）和图结构的网状关系（多对多），能根据实际问题需求选择合适的数据结构进行抽象建模。 3.数字化学习与创新：能利用图示工具（思维导图、线路图）表达数据结构关系，通过小组合作完成“规划取快递最快路线”任务。 4.信息社会责任：体会数据结构在现代物流、交通调度、社交网络等领域的重要作用，理解合理组织数据对提高社会运行效率的意义。 教学重点 1.树结构的概念、特点（一对多的层次关系）及典型应用。 2.图结构的概念、特点（多对多的网状关系）及典型应用 教学难点 1.树结构与图结构的区别与联系，能够将实际问题中的关系映射为对应的数据结构。 2.通过“枚举遍历”将图展开为树形结构，辅助寻找最优路径的思路 教学方法与策略 以任务驱动法为主线，辅以项目式学习、类比教学、可视化演示等策略。 · 真实情境：以“快递配送”为核心情境贯穿全课。 · 类比教学：用家谱、行政区划类比树结构，用铁路交通网类比图结构，降低抽象概念的认知难度。 · 图示化工具：利用连线图、思维导图、遍历树将抽象结构可视化。 教学准备 · 教师：快递派送线路图课件、城市物流网络图、数据结构对比表（纸质/电子）、“取快递路线”情境图。 · 学生：预习教材第59-63页，回顾网购收件经历。 教学过程 教学内容 学生活动 设计意图 环节一： 复习导入——从“排队”到“分叉”（约5分钟） 展示一张快递员从派送点出发，将多个快件分别派送给不同收件人的示意图。 提问：“上节课我们学习了队列，队列中的数据关系是一对一的线性关系。请大家观察这张图，快递派送线路还是‘一对一’的关系吗？”引导学生发现“一对多”的新关系。 观察示意图，回顾队列“先进先出”的特点，对比发现快递派送线路中一个派送点对应多个收件人，不是线性关系。 通过对比复习引入新课，制造认知冲突——“还有比队列更复杂的关系吗？”激发探究兴趣。培养信息意识——发现数据关系的多样性。 环节二： 探究树结构——快件派送的“分叉之路”（约15分钟） 1.任务一：连点成树。 展示教材第60页“快件派送线路图”（多个快件从派送点分发到不同收件人），引导学生完成连点成树，观察图形像什么。引出“树结构”概念。 派送点（根节点） / | \ 学生A 学生B 住户A / \ 快件1 快件2 树结构：一对多的层次关系 2. 类比讲解：用“家谱”“学校组织架构图”举例说明树结构的层次关系，引导学生说出更多生活实例。介绍根节点、父节点、子节点、子树等基本术语。 术语： ● 根节点：最顶层的节点（派送点） ● 父节点/子节点:上下层节点之间的关系 ● 子树：根节点下的分支结构 3.拓展：二叉树。 简要介绍二叉树的概念（每个节点最多有两个子树），说明二叉树在计算机科学中的重要地位，但不做深入推导。 在学案上完成连线，观察图形呈树状分支结构。阅读教材第60页，了解树结构的定义：由一个根节点和若干子树组成，数据元素之间是“一对多”的关系。 跟随教师讲解，在树结构示意图中标注根节点、子树、父节点与子节点。小组交流生活中的树结构实例（如：图书目录、行政区域划分）。 了解二叉树的基本特征，观察二叉树的示意图。 通过动手连线形成直观感知，从感性认识上升为概念理解。培养计算思维——抽象数据特征，建立树结构模型。 用熟悉的实例降低概念理解难度，实现“以例释理”。培养数字化学习与创新能力——用图示工具表达结构关系。 为后续学习埋下伏笔，保持知识的连贯 环节三： 探究图结构——物流网络的“四通八达”（约12分钟） 1. 任务二：连线成网。 展示“城市间物流网络图” 引导学生完成连线。提问：“这个图与树结构有什么不同？” 引导学生发现节点之间可以多向连接——“多对多”关系。 2.类比讲解：用“全国铁路交通网”“社交网络好友关系”说明图结构的广泛应用。介绍顶点、边、有向图、无向图等基本术语。 在学案上完成城市间物流网络连线，观察图形呈网状结构。阅读教材第61-62页，了解图结构的定义：由顶点和边构成，数据元素之间是“多对多”的关系。 跟随教师讲解，在图结构示意图中标注顶点和边。思考生活中的图结构实例（如：地铁线路图、互联网）。 通过“树→图”的递进，让学生感受数据关系从简单到复杂的演变。培养计算思维——辨别不同数据结构的适用场景。 通过丰富的生活实例，让学生感受图结构的普遍性。培养信息意识——感知数据结构在信息系统中的价值。 环节四： 综合应用——规划取快递最快路线（约10分钟） 任务三：帮小明规划路线。 1.展示情境：小明家附近有三个快递门店（A、B、C），需分别取三个包裹，各门店之间的距离如图3.2.10所示。 请学生帮他找出从家出发、取完所有包裹后回家的最短路线。 2. 巡视指导，引导学生用枚举法列出所有方案，并用树形图表示决策分支。展示优秀方案，总结“遍历图→展开成树→寻找最优”的解题思路。 小组合作，枚举所有可能的取件顺序（排列组合），计算每条路线的总距离，找出最短路线。将路线选择过程用“树形枚举”表示出来，体会“把图展开成树”的遍历思路。 展示小组方案，互评最优路线。记录“图转树”的分析方法。 将树和图的知识综合应用于实际问题解决，实现知识迁移。培养计算思维与信息社会责任感——体会数据结构对优化决策的意义 培养合作交流能力，总结解题方法。义。 环节五： 总结拓展——三种数据结构大比拼（约3分钟） 1.课堂小结：引导学生完成“三种数据结构对比表”从“数据节点之间关系”和“生活应用举例”两个维度进行对比总结。 结构类型 数据节点关系 生活应用举例 队列（线性） 一对一 排队、银行叫号 树结构 一对多 家谱、快递派送 图结构 多对多 铁路交通网、社交网络 2.布置课后拓展：列举生活中更多可用树或图结构描述的场景。 填写对比表， 展示交流。记录课后拓展任务。 构建知识体系，巩固辨析能力。培养信息意识——形成用数据结构眼光观察生活世界的习惯。 板 书 设 计 3.2 数据与结构（第2课时） 探究快递配送过程——认识树结构与图结构 一、树结构（Tree） 一对多 层次关系 二、图结构（Graph） 多对多 网状关系 三、三种数据结构对比 学科网（北京）股份有限公司 $