数据与数据结构《 数组与链表》高中大单元整体教学设计2024.docx

注意：该文档为word正版可修改，请勿下载pdf盗版

高中信息技术选择性必修1数据与数据结构《第二章数组与链表》大单元整体教学设计

一、内容分析与整合

（一）教学内容分析

《第二章数组与链表》是高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》中的重要内容。数组和链表是两种基本的数据结构，它们在计算机科学和信息技术领域具有广泛的应用。本章节的教学目标是帮助学生理解数组和链表的概念、特性以及基本操作，并能够运用这两种数据结构解决实际问题。

数组是一种线性数据结构，它在内存中的存储方式为顺序存储，适用于数据规模可预估且在处理过程中数据规模保持稳定的问题。数组的每个元素通过下标进行访问，具有访问速度快、内存连续等特点。数组在插入和删除元素时操作较为复杂，可能导致大量数据的移动。

链表则是一种动态数据结构，它通过指针将节点链接在一起，适用于数据规模不确定或初始时确定但在处理过程中由于频繁增删数据导致数据规模不稳定的问题。链表具有存储空间利用率高、插入和删除操作灵活等特点，但访问特定元素时需要从头节点开始遍历，因此访问速度相对较慢。

（二）单元内容分析

本单元包含两个主要部分：数组和链表。数组部分介绍了数组的概念、特性、基本操作以及实际应用；链表部分则介绍了链表的概念、特性、基本操作以及典型应用。

数组部分

概念与特性：介绍数组的定义、数组的存储结构、数组的类型（一维数组、二维数组等）、数组的特性（元素类型相同、通过下标访问、存储空间固定等）。

基本操作：包括数组的创建、数组元素的访问、数组元素的插入与删除、数组的应用实例（如车牌摇号系统、五子棋游戏等）。

实际应用：通过实例分析，让学生理解数组在实际问题中的应用，掌握利用数组解决问题的方法和步骤。

链表部分

概念与特性：介绍链表的概念、链表的存储结构、链表的类型（单向链表、双向链表、循环链表等）、链表的特性（节点结构相同、通过指针链接、存储空间不固定等）。

基本操作：包括链表的创建、链表节点的访问、链表节点的插入与删除、链表的应用实例（如约瑟夫问题、微课平台推荐功能设计等）。

典型应用：通过具体案例，让学生理解链表在解决复杂问题中的优势，掌握利用链表解决问题的方法和步骤。

（三）单元内容整合

本单元将数组和链表这两种基本数据结构进行整合教学，通过对比学习，帮助学生理解它们各自的优缺点以及适用场景。在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过丰富的实例和项目活动，提高学生的实践能力和解决问题的能力。

具体来说，本单元的教学将围绕以下几个核心问题展开：

数组和链表分别适用于哪些场景？

如何根据问题的特点选择合适的数据结构？

如何利用数组和链表解决实际问题？

通过解决这些问题，学生将能够深入理解数组和链表的概念、特性以及基本操作，并能够灵活运用这两种数据结构解决实际问题。

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

能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息

在学习数组和链表的过程中，学生需要理解这两种数据结构的基本概念和特性，并能够根据问题的需要选择合适的数据结构。这要求学生具备敏锐的信息意识，能够主动分析问题的特点，从而选择恰当的数据结构来解决问题。

敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断

在学习数组和链表的应用实例时，学生需要分析实例中数据的特点和结构，判断哪种数据结构更适合用于解决该问题。这要求学生具备对信息变化的敏锐感知能力，能够准确分析数据中所承载的信息，并作出合理的判断。

对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考

在设计基于数组和链表的解决方案时，学生需要考虑数据结构的选择对算法效率、存储空间利用率等方面的影响。这要求学生具备对信息可能产生的影响进行预期分析的能力，以便为解决问题提供有效的参考。

（二）计算思维

在信息活动中，能够采用计算机科学领域的思想方法界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据

在学习数组和链表的过程中，学生需要将实际问题抽象为计算机科学领域的问题，界定问题的边界和条件，建立相应的结构模型，并合理组织数据。这要求学生具备计算思维的能力，能够运用计算机科学领域的思想方法来解决问题。

通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案

在设计基于数组和链表的算法时，学生需要判断、分析与综合各种信息资源，包括问题的特点、数据结构的特性以及算法的效率等。通过综合运用这些信息资源，学生能够形成合理的算法来解决问题。

总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中

在学习数组和链表的应用实例时，学生需要总结利用这两种数据结构解决问题的过程与方法，并将其迁移到与之相关的其他问题解决中。