资源简介

教育科学出版社 高中信息技术 必修1 数据与计算
《3.2 数据与结构（第一课时）》
教学设计
【教学目标】
知识与技能
(1)认识不同的数据类型，以及它们的特点。
(2)熟悉队列结构的概念和特点。
过程与方法
(1)能够使用python语言对队列进行操作。
(2)能够比较不同数据结构的特点，并会选用合适的数据结构组织数据来解决简单问题。
情感态度价值观
(1)增强对信息技术的求知欲，养成积极地学习和使用信息、参与信息的态度。
(2)通过完成活动,学生理解并掌握计算机语言处理问题的思维方式，感受编程的价值从而运用到实际生活中。
【教学重难点】
教学重点：
理解线性数据结构的数据间关系。
教学难点：
理解复合数据类型；
学会根据问题的需要选择合适的数据结构对问题抽象组织，进而解决问题。
【教学方法】
情景导入法、项目教学法、微课教学法、实践体验法、自主探究法。
【授课时间】
1课时
【教学过程】
导入新课
通过观看视频来了解“约瑟夫问题”，提出问题：
1.为什么约瑟夫和他的朋友，最后能活下来呢
2.约瑟夫和他的朋友，一开始要站在什么位置才能逃避死亡
学习目标
【项目主题】网络购物
【项目目标】通过项目活动，认识相关数据的组织方法，了解数据之间的关系，理解几种典型的数据结构，为利用数据、实现数据的价值做准备。
队列：熟悉队列的概念和特点，能够使用Python语言对队列进行操作。
【项目任务】探究网购订单处理
活动1 了解订单数据
在当今信息时代，网上购物已成为人们的一种非常重要的购物方式。在网上购物时，在我们提交订单后，网页上就会显示订单数据，请你参照图所示的订单数据填写如下表内容。
订单数据商品名称商品数量商品总价Python对应数据类型
【数据类型】
（一）简单数据类型
1整数（int）：
包括正整数、负整数和0。
2.浮点数（float）：浮点数由整数与小数部分组成。
3.字符串（str）：
（1）字符串就是文本，可以是字母、数字或符号。
（2）字符串两端需加引号（'或”）。
（3）输出时原样显示引号中的内容。
4.布尔型（bool）：
当关系表达式成立时值为True（真），不成立时值为False（假）。
复合数据类型：
列表、字典、元组、集合
列表：StuList=[ 10, 'file', 2.0 ]，混合数据类型。
字典：dictionary={ 'a':1, 'b':2, 'c':3 }，“键：值”对。
元组：StuInfo=( 3.6 , '一班' , 16 )，不能修改。
集合：StuInfo={ '张三' , True ，10 }，无序不重复。
数据类型小练习
1.以下不是简单数据类型的是（ ）
浮点数 B.字符串 C.布尔 D.字典
2.以下是简单数据类型的是（ ）
A.元组 B.集合 C.整数 D.列表
3.以下语句是定义空列表的是（ ）
A.bookset=set() B.q=[ ] C.num=( ) D.dictionary={ }
四、活动2 编制订单数据处理程序
1.问题：商家如何安排发货？
发货原则：先下单，先发货
2.问题：商家对订单进行了哪些操作？
（1）添加订单（顾客下单）
（2）发货
（3）查看未发货订单
（4）退出
3.用列表模拟订单的操作
q=[] #空订单
_________ #001编号下单
_________ #安排001编号订单发货
_________ #查看未发货订单
_________ #返回订单长度
4.尝试补全代码
实践练习
练习1：列表的基本操作。
练习2：将“订单数据处理程序”补全代码并运行、测试功能。
【数据结构、线性结构、队列】
动画演示添加订单与商家发货的过程，理解订单数据间的关系，引出以下数据结构的知识：
1.数据结构是存在特定关系的数据元素的集合。
主要有集合结构、线性结构、树结构和图结构四种类型。
线性结构如下图
2.线性数据结构特点：
（1）首元素无前趋元素、尾元素无后继元素；
（2）中间元素既有前趋元素，又有后继元素；
（3）数据元素之间是一对一的关系。
特殊线性结构—队列：动画演示入队出队过程，特点：先进先出。
在Python中，队列一般用列表(list)实现。
列表的使用者只需要知道列表上有哪些可用的操作，而不需要知道这些操作是如何进行的。
q=[ ] #定义空列表q
q.append(x) #元素x入队
q.pop(0) #返回队首元素，队首元素出队(删除）
len(q) #返回队列q的长度(元素个数)
q[i] #返回列表q中索引(index)为i的元素。
正编号(从左到右编号依次为0,1,2,…)
负编号(从右到左编号依次为-1,-2,-3,…)
五、约瑟夫问题
1.过程模拟 学以致用
请五位同学到台上站成一个队列，教师充当计算机角色发号施令。
2.问题解决：请同学们根据约瑟夫问题的解题过程，将程序的空白处填写完整，求得最后结果。
解题过程详细描述 转化成代码
1.所有人，即41人全部进入队列。 2.第一个人出队，然后入队。 3.第二个人出队，然后入队。 4.第三个人出队，不再入队。 重复2--4步，直到队列中只剩下两个人为止。 ls=[ ] #建立一个空列表用于模拟队列 for i in range(1,42): #使用循环将1-41加入队列 ls.append(i) while len(ls)>2: #只要队列长度大于2，就不停重复。 for i in range(2): #循环两次模拟前两个人的出队、入队。 c=___________ #弹出队首元素，并赋值给c进行记录。 _____________ #把c添加回队尾 t=ls.pop(0) #第三个人只出队，不再入队。 print( t ，“很遗憾，您被淘汰了！”) print(ls，“恭喜你们，成为为幸运儿！”) #将队列打印出来，查看剩下的两个元素。
3.实践练习
将“约瑟夫问题”程序补全代码并运行。
课堂练习
1.请找出下列关于列表的描述正确的是（ ）
A. 列表中的元素是无序的
B. 列表元素从1开始建立索引
C. append( )会在列表尾部添加新元素
D. 使用pop(0)删除0号元素后，列表不再有索引号为0的元素
2.以下现实生活中哪些问题可以利用队列来解决（ ）
A. 解决地图最短线路选择问题 B. Windows操作系统的文件系统结构
C. 打印机打印任务流程问题 D. 实现浏览器后退、前进按钮的功能
注：学生在问卷星网页上答题，并以简答题的形式进行总结收获。
课堂小结
知识梳理
（1）数据类型
（2）列表的基本操作
（3）线性数据结构
（4）什么是队列
（5）队列的应用
2.收获提升
零散孤立的数据是很难被有效利用的！
根据所要解决的问题的不同，依据数据关系建立合适的结构。
采用这些结构将数据组织起来，才能有利于操作和管理，进而更高校地解决实际问题。
学会在生活中根据实际问题，建立合适的数据结构，进而运用所学的知识解决问题。
八、课后作业
1. 改进订单数据处理程序，实现当用户输入“2”表示“发货”时，还要输出发货的单号，以便工作人员及时处理。
2. 对比以下“订单数据处理程序”的两种不同运行界面，感受图形用户界面美观友好、操作方便灵活，从而激发兴趣，预习《3.3 数据与系统》。

展开更多......

收起↑