资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 信息技术 年级 高一年级 学期 秋季
课题 数据结构（第二章第一节）
教科书 书 名：信息技术选择性必修1——数据与数据结构 出版社：人民教育出版社/中国地图出版社 出版日期：2020年6月
教学目标
1.掌握数据结构的基本概念及术语。 2.掌握逻辑结构的四种基本类型及特点。 3.能够运用生活中的实例构造数据结构并画出定义示意图。（信息意识、计算思维） 4.能够将数据关系抽象，用数据结构表达数据的逻辑有关系，并评判其合理性。（信息意识、数字化学习与创新） 5.感受数据结构中所蕴含的变与不变的思想，分析数据结构对问题解决所产生的重要影响，自觉遵守相应的伦理道德及法律法规。（信息社会责任）
教学内容
教学重点： 1.理解数据结构的基本概念。 2.能够运用生活中的实例构造数据结构。
教学难点：
1.掌握逻辑结构的基本类型及特点。 2.能够用数据结构表达数据的逻辑关系。
教学对象分析
通过前面内容的学习，高中学生对数据以及数据的价值有了一定的初步了解，学生具有强烈的求知欲，具备项目学习能力。能够运用生活中的实例说明不同的关系所产生的不同结果。数据结构作为一个抽象概念，有必要细讲、精讲，为后面数据类型的学习做好铺垫。
教学方法
1.项目教学法：使用的项目尽量贴近学生的日常生活，提高学生的兴趣与参与度，体现学科的核心素养：计算思维。 2.分组教学法：培训学生团队意识，提高学生与他人交流、协作的能力。 3.问题教学法：解决问题是学生最直接，最主要的学习驱动力，激发兴趣，促进有意义学习。
教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
体验探索 来看这张图片，这是在家比较熟悉的田忌赛马的典故。 这个小故事蕴含着大智慧。第一次赛马，对等出场，田忌输了，第二次赛马改换出场顺序，田忌反败为胜。 下面，我们用数据结构来分析这个故事。 思考：把马看成是“数据”，把出场顺序看成数据之间的“关系”，那么，关系是否影响最后的结果？ 结论：（结论显而易见）相同数据，不同关系，会得到不同的“数据结构”，所以说：不同的“数据结构”，对问题解决会产生重要影响。 通过田忌赛马的典故，明确：相同数据，不同关系，可得到不同的数据结构，而不同的数据结构对问题的解决会产生重要影响。
深度研习1 讲述：古代人已经在用数据结构的思维解决问题了，随着计算机科学技术的不断发展，计算机处理的数据越来越复杂，并且这些数据之间是有一定内在联系的，此时，定义数据及数据之间的关系就十分重要。 思考：如何定义数据之间的关系呢？ 由于数据由数值发展到表格、图形、图象等，因此，定义数据与数据之间的关系十分重要。
思考活动：奇妙的文字组合 “内方外圆”是一个成语，改变“方”、“圆”两个字的位置，成语含义相同吗？ 思考：在这个文字组合中，数据是什么？关系是什么？ 数据与数据之间的关系是由位置来确定的。 【学习任务一】
小组讨论：说出因文字位置改变而影响语义的成语有哪些？ 通过“奇妙的文字组合”，加深对“关系”的理解，明确数据结构在解决问题过程中的重要作用。
深度研习2 从举例中，我们可以直观认识到，数据位置可以改变数据的关系，进而形成不同的数据结构。在计算机中，数据关系又是如何定义的？ 1.新知学习：与数据结构相关的基本概念及术语。正面我们就来学习数据结构的基本概念和术语。 数据结构为我们的学习和生活提供了很多方 便。新生入学，由于疫情的原因，不能集中在学校查看自己的分班情况， 思考：那么，如何在家中用手机或是电脑来查看这些信息呢？ [演示]手机查询。 思考：为什么输入姓名与身份证号，就可以知道自己的分班情况？访问的数据库是什么样的？我们来看看他的庐山真面目。 这是“分班查询表”中的一部分，输入李元哲的姓名、身份证号之后，就能看到：与之相关联的数据：班级、班主任等数据。数据之间存在某种关系，这些关系构成了数据结构。 数据结构有4个核心概念，同学们把书翻到20、21页，自学这四个基本概念。 接下来，我们一起来理解这四个概念，见[课件]，知道了数据结构的概念，我们再来看它的示意图。 数据结构的定义示意图如下： (
数据结构
数据对象
数据元素的有限集
数据关系
数据对象上关系的有限集
) 数据结构由数据对象和数据关系组成，数据对象上的关系指：属于同一对象的数据元素之间的关系。用来表示数据元素a与b之间是前驱与后继关系， 问题：与 是同一种关系吗？ 结论：很显然，这是两种不同的数据关系。 思考：用“读”、“书”、“好”三个字构建不同的数据结构。 结论：数据对象相同，数据关系不同，可以得到不同的数据结构。 通过“易查分”系统，感受数据结构的重要作用，利用学生基本信息表解释数据结构的基本概念及数据结构的定义。
迁移应用 实践活动：构造数据结构 1.用“内”、“方”、“外”、“圆”四个字构造至少两种以上不同的数据结构。 通过“构造数据结构”，加深学生对概念的理念。
自主学习 根据不同的研究视角，数据结构分不逻辑结构和存储结构。本节只讲逻辑结构。 1.逻辑结构的定义是什么？ 2.逻辑结构分几种基本类型？其特点分别是什么？ 学生带着2个问题学习，通过自主学习、思考，理解逻辑结构的相关概念
深度研习3 1.思考与实践 见教科书表2.1.2“学生会部分成员基本信息表”，探究它们和数据类型的对应关系并填入表A中。 表A “学生会成员基本信息表”中的数据结构 逻辑结构文字简述图例集合结构线性结构树形结构图状结构
以小组为单位对思考与实践成果进行展示交流。 问题：用一句话概括不同类型的特点。 无关系→集合结构 一对一关系→线性结构 一对多关系→树形结构 多对多关系→图状结构 2.展示与交流 利用思维导图等工具对自学知识进行梳理与总结，完成思考与实践任务，以小组为单位对成果进行展示交流。
总结提升 1. 将本节的知识脉络用恰当的数据结构类型表示出来，使用的是哪一类？ 2.无论是古代，还是现代，我们都能找到数据结构应用的例子，数据相同，关系不同，产生的结果也不同，数据结构对我们的学生、生活有着非常重要的作用。我们在解决问题的过程中要注重选择最优化的数据结构。 通过总结，加深学生对知识的掌握。完成课后作业是对本节内容的巩固提升。
作业与练习 练习：分析生活中的“烧水泡茶”问题 作业：完成教科书第28页的项目实施。 巩固新知
微课教学反思
本节课从田忌赛马与数据结构讲起，向学生讲述了古人运用数据结构思维来解决问题的智慧。借助思考活动中奇妙的文字组合与利用手机查看分班情况来让学生亲身体验学习、生活中的数据结构。在教师的引导下，学生在自主学习中，掌握了数据结构的核心概念，会用图形表示法画出逻辑结构的四种示意图，并能表述出每一种基本结构的特点。多数学生可以自主完成“学习任务清单”。在掌握数据结构的概念、特点等内容的基础上，能对简单的数据问题进行分析，选择恰当的逻辑结构。在问题解决中对数据的逻辑结构特点形成初步的认识，对学生形成学科核心素养具有一定的帮助。

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