第3章数据结构基本类型3.4元素受限的线性表——字符串-高中教学同步《信息技术-数据与数据结构》(教学设计）（人教-中图版2019）.docx

第3章数据结构基本类型3.4元素受限的线性表——字符串-高中教学同步《信息技术-数据与数据结构》(教学设计）（人教-中图版2019）

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、设计思路

本节课以《信息技术-数据与数据结构》第三章“数据结构基本类型3.4元素受限的线性表——字符串”为主题，通过实例讲解字符串的基本概念、存储结构及操作方法。课程设计注重理论与实践相结合，引导学生掌握字符串的创建、插入、删除、查找等基本操作，并培养学生运用字符串解决实际问题的能力。

二、核心素养目标分析

培养学生信息意识，理解字符串作为数据结构的基本类型，掌握其存储和操作方法，提升算法思维和问题解决能力。培养学生数据观念，认识到数据结构在信息处理中的重要性。同时，锻炼学生的计算思维，通过编程实践提升逻辑推理和抽象建模能力。

三、重点难点及解决办法

重点：

1.字符串的存储结构：重点理解字符串的两种常见存储方式（顺序存储和链式存储）及其优缺点。

2.字符串的基本操作：重点掌握字符串的插入、删除、查找等基本操作。

难点：

1.字符串的插入和删除操作：难点在于如何在不破坏字符串结构的前提下进行操作。

2.字符串的查找算法：难点在于设计高效的查找算法，如KMP算法。

解决办法：

1.通过实例演示和代码分析，帮助学生理解字符串的存储结构。

2.设计逐步引导的练习题，让学生在操作过程中掌握插入和删除的技巧。

3.结合实际应用，讲解查找算法的设计思路，引导学生进行算法优化。

四、教学资源

-软硬件资源：计算机教室，配备教学用计算机和投影仪。

-课程平台：学校网络教学平台，用于上传教学资料和互动交流。

-信息化资源：字符串存储结构及操作相关的教学视频、动画演示。

-教学手段：PPT课件，用于展示教学内容和关键步骤。

-实践工具：编程软件（如Python、Java等），用于学生编写和调试字符串操作程序。

五、教学过程设计

**用时：45分钟**

**一、导入环节（5分钟**）

1.**情境创设**：展示一系列日常生活中的字符串实例，如姓名、地址、密码等，引导学生思考字符串在信息处理中的重要性。

2.**提出问题**：提问学生如何存储和操作这些字符串，激发学生对字符串数据结构的兴趣。

3.**小组讨论**：分组讨论字符串的特点和常见的操作，每组选代表分享讨论结果。

4.**用时**：5分钟

**二、讲授新课（20分钟**）

1.**字符串的基本概念**：介绍字符串的定义、组成和特点，强调字符串与字符数组的区别。

2.**字符串的存储结构**：讲解顺序存储和链式存储两种常见方式，展示各自的优缺点。

3.**字符串的基本操作**：详细讲解字符串的插入、删除、查找等基本操作，通过代码示例展示操作过程。

4.**算法讲解**：以KMP算法为例，讲解字符串查找的高效算法设计。

5.**用时**：20分钟

**三、巩固练习（10分钟**）

1.**课堂练习**：布置几个简单的字符串操作练习题，让学生在课堂上完成。

2.**分组讨论**：学生分组讨论练习题，互相帮助解决问题。

3.**展示答案**：每组选代表展示解题过程和答案，教师点评并总结。

4.**用时**：10分钟

**四、课堂提问（5分钟**）

1.**提问环节**：教师针对课堂内容提出问题，检查学生对知识的掌握情况。

2.**学生回答**：学生举手回答问题，教师给予及时反馈。

3.**用时**：5分钟

**五、师生互动环节（5分钟**）

1.**案例分析**：提供实际案例，让学生分析如何使用字符串解决实际问题。

2.**小组合作**：学生分组讨论案例，提出解决方案。

3.**展示方案**：每组选代表展示方案，教师点评并总结。

4.**用时**：5分钟

**六、核心素养拓展（5分钟**）

1.**信息意识培养**：引导学生思考字符串在信息处理中的广泛应用，提高信息意识。

2.**数据观念强化**：强调数据结构在信息处理中的重要性，培养学生的数据观念。

3.**计算思维提升**：通过编程实践，锻炼学生的逻辑推理和抽象建模能力。

4.**用时**：5分钟

**七、总结与作业布置（5分钟**）

1.**总结回顾**：教师总结本节课的重点内容，强调字符串操作的重要性。

2.**作业布置**：布置课后练习题，巩固学生对字符串操作的理解。

3.**用时**：5分钟

**总计用时：45分钟**

六、知识点梳理

1.字符串的定义与特点

-字符串是由字符序列组成的线性表。

-字符串可以存储文本信息，如姓名、地址、密码等。

-字符串具有顺序性、可扩展性等特点。

2.字符串的存储结构

-顺序存储结构：使用一维数组存