数据与数据结构《 数据结构的应用》高中大单元整体教学设计2024.docx

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高中信息技术选择性必修1数据与数据结构《第五章数据结构的应用》大单元整体教学设计

一、内容分析与整合

（一）教学内容分析

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》强调了信息技术教育应围绕核心素养展开，其中包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。在粤教版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》的第五章《数据结构的应用》中，教学内容聚焦于数据结构的基本应用，特别是查找和排序算法的实现及其与迭代、递归的关系。这些内容不仅是计算机科学中的基础，也是培养学生信息素养和计算思维的重要途径。

本章通过“超市促销商品的选择与查询程序设计”项目范例，引导学生理解数据结构在实际问题中的应用，掌握查找和排序算法的基本思想及实现方法。迭代和递归作为算法设计的两种重要策略，在本章中被用来解决具体问题，如计算斐波那契数列、实现快速排序等。通过对比顺序查找与二分查找、冒泡排序与快速排序，学生将进一步理解算法效率的差异及选择合适算法的重要性。

（二）单元内容分析

本章内容可以细分为以下几个部分：

迭代与递归：介绍迭代和递归的基本概念，通过实例演示迭代和递归在算法设计中的应用，如使用迭代法计算阶乘、使用递归法计算斐波那契数列等。

查找：讨论顺序查找和二分查找两种基本的查找算法，分析它们的适用范围和效率差异，并通过实例演示如何实现这两种查找算法。

排序：介绍冒泡排序和快速排序两种基本的排序算法，详细阐述它们的基本思想、步骤和实现方法，并通过实例演示如何进行排序操作。

算法与数据结构的联系与区别：探讨算法与数据结构之间的关系，理解数据结构是算法实现的基础，而算法则是数据处理的手段。明确算法与数据结构在概念上的区别。

（三）单元内容整合

本章内容围绕“数据结构的应用”这一主题展开，通过迭代与递归、查找、排序等具体算法的学习，使学生深入理解数据结构在计算机科学中的重要性。通过项目范例“超市促销商品的选择与查询程序设计”，将理论知识与实际应用相结合，培养学生的实践能力和问题解决能力。

在整合单元内容时，应注重以下几个方面：

理论与实践相结合：在介绍算法和数据结构的基本概念时，通过实例演示和上机操作，使学生能够更好地理解和掌握相关知识。

循序渐进：按照迭代与递归、查找、排序的顺序逐步深入，先易后难，逐步提高学生的算法设计和实现能力。

强化实践：通过项目范例和上机实验，让学生亲自动手实现算法和数据结构的应用，加深对知识的理解和掌握。

培养思维能力：通过讨论和分析不同算法的效率差异和适用范围，培养学生的计算思维和问题解决能力。

二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解

（一）信息意识

敏锐感知信息变化：通过查找和排序算法的学习，学生能够敏锐感知到数据结构和算法对信息处理效率的影响，认识到不同算法在处理相同问题时的差异。

分析数据承载的信息：在分析超市促销商品数据的过程中，学生能够理解数据结构如何组织和管理数据，以及如何通过算法高效地处理和分析这些数据。

预判信息影响：通过对比不同查找和排序算法的效率，学生能够预判不同算法在实际应用中的性能表现，从而选择最合适的算法来解决问题。

共享信息价值：在项目范例中，学生通过实现超市促销商品的选择与查询程序设计，能够将所学知识应用于实际情境中，实现信息的共享和利用。

（二）计算思维

形式化描述问题：在学习迭代与递归、查找和排序算法的过程中，学生能够学会用形式化的方法描述问题，将实际问题抽象为数学模型。

建立结构模型：通过构建数据结构和算法模型，学生能够理解如何利用计算思维将复杂问题分解为更简单的子问题，并设计出有效的解决方案。

合理组织数据：在学习数据结构的过程中，学生能够理解如何根据问题的需求选择合适的数据结构来组织和管理数据，以提高数据处理的效率。

运用算法解决问题：通过实现查找和排序算法，学生能够掌握运用算法解决问题的基本方法，包括迭代、递归等策略，并能够将这些方法迁移到其他问题的解决中。

（三）数字化学习与创新

适应数字化学习环境：在学习过程中，学生能够适应数字化学习环境，利用计算机和网络资源进行自主学习和协作学习。

掌握数字化学习资源与工具：通过项目范例和上机实验，学生能够掌握常见的数字化学习资源和工具的使用方法，如编程软件、数据库管理系统等。

创造性地解决问题：在实现超市促销商品的选择与查询程序设计的过程中，学生能够发挥创造力，设计出新颖的解决方案，并通过编程实现这些方案。

知识分享与创新创造：学生能够将所学知识和技能应用于实际情境中，创造出具有实用价值的作品，并通过分享和交流促进知识的传播和创新。

（四）信息社会责任

遵守信息法律法规：在学习和使用算法和数据结构的过程中，学生能够遵守相关的信息法律