浙教版(2019)高中信息技术选修1——数据结构与算法教学教学设计.docx

浙教版(2019)高中信息技术选修1——数据结构与算法教学教学设计

科目

授课时间节次

--年—月—日（星期——）第—节

指导教师

授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称）

浙教版(2019)高中信息技术选修1——数据结构与算法教学教学设计

教学内容

本节课选自浙教版（2019）高中信息技术选修1第二章“数据结构与算法”。教学内容主要包括以下几部分：

1.数据结构的基本概念：了解数据结构的概念、作用及分类，掌握线性结构与非线性结构的特点。

2.算法的基本概念：理解算法的定义、特性及评价标准，掌握时间复杂度和空间复杂度的概念。

3.线性表：学习线性表的定义、特点和基本操作，掌握顺序存储和链式存储的实现方法。

4.栈与队列：了解栈和队列的定义、特点及应用，掌握栈和队列的基本操作及其实现。

5.串：学习串的定义、模式和串匹配算法，掌握KMP算法的基本思想。

6.树与二叉树：了解树的概念、性质及二叉树的基本形态，掌握二叉树的遍历方法。

7.常用算法：学习排序、查找等常用算法，掌握冒泡排序、选择排序、二分查找等算法的实现。

本节课将结合教材内容，注重实用性，引导学生通过实例分析、算法设计等环节，深入理解数据结构与算法的基本概念和实际应用。

核心素养目标

本节课围绕学科核心素养目标，培养学生以下能力：

1.信息意识：通过学习数据结构与算法，使学生能够理解信息系统的基本原理，认识到数据在解决问题中的价值，提高信息处理和数据分析的能力。

2.计算思维：引导学生运用计算机科学的基本概念和思维方式，分析、解决实际问题，培养逻辑思维和算法设计能力。

3.技术创新与探究：鼓励学生探索数据结构与算法的创新应用，激发学生独立思考和勇于实践的精神，提高技术创新能力。

4.问题解决：培养学生运用所学知识，针对实际问题的需求，设计合理的数据结构和算法，提高问题解决能力。

5.团队协作：通过小组讨论、合作完成任务，培养学生沟通协调、共同解决问题的团队协作能力。

教学难点与重点

1.教学重点

（1）数据结构的基本概念：线性结构与非线性结构的特点及其应用。

-举例：线性表、栈、队列、字符串等线性结构；树、图等非线性结构。

（2）算法的基本概念：时间复杂度和空间复杂度，以及算法评价标准。

-举例：冒泡排序、二分查找等算法的时间复杂度和空间复杂度分析。

（3）线性表、栈、队列、树与二叉树等数据结构的存储结构和操作方法。

-举例：顺序存储和链式存储的实现；二叉树的遍历方法。

（4）排序、查找等常用算法的实现及优化。

-举例：冒泡排序、选择排序、插入排序；二分查找、顺序查找。

2.教学难点

（1）数据结构的选择与设计：如何根据实际问题选择合适的数据结构，以及如何设计数据结构。

-难点解释：需要学生对不同数据结构的特点及其适用场景有深入理解，以便在实际问题中做出合理选择。

（2）算法的时间复杂度和空间复杂度分析：如何分析算法的效率。

-难点解释：时间复杂度和空间复杂度分析涉及数学推导，学生需要掌握相关概念和计算方法。

（3）树与二叉树的概念及遍历方法：理解树与二叉树的结构及其遍历算法。

-难点解释：树与二叉树的结构较为复杂，遍历方法容易混淆，需要学生通过实例和练习加深理解。

（4）算法实现及优化：掌握算法的基本实现，并能针对特定问题进行优化。

-难点解释：算法优化需要学生对算法本质有深刻理解，能够从多个角度进行思考和改进。

在教学过程中，教师应针对以上重点和难点内容，通过案例分析、算法演示、练习巩固等教学方法，帮助学生深入理解数据结构与算法的核心知识，突破难点，提高实际应用能力。

教学资源准备

1.教材：

-确保每位学生都有浙教版（2019）高中信息技术选修1教材第二章“数据结构与算法”部分的学习资料。

-准备教材中提到的相关概念、算法和案例的纸质资料，方便学生随时查阅。

2.辅助材料：

-准备数据结构（如线性表、树、图等）和算法（如冒泡排序、二分查找等）的图片、图表、动画等多媒体资源，帮助学生直观理解抽象概念。

-收集现实生活中的数据结构应用案例，如社交网络、搜索引擎等，以视频或图片形式展示，提高学生的学习兴趣。

-设计与教学内容相关的练习题和案例分析，以便学生在课堂上进行巩固和拓展。

3.实验器材：

-准备计算机及相关软件（如编程环境、绘图工具等），方便学生动手实践和验证算法。

-如果条件允许，可准备白板、卡片、磁性贴等教具，用于课堂上的互动和讨论。

4.教室布置：

-根据教学需要，将教室分为讲解区、讨论区、实验操作区等。

-讲解区：配备投影仪、白板等，方便教师讲解和演示。

-讨论区：将学生分组，每组配备一张桌子、若干椅子，便于学生进行小组讨论。

-实验操作区：计算机及相关软件，供学生动