甘教版信息技术七年级下册 第三章 第三节 认识数据结构 教学设计

信息科技第3课认识数据结构教学设计

课题认识数据结构单元第三单元学科信息科技年级七年级

教材介绍了抽象生活中的数据，数据的逻辑结构，数据结构表格设计。学习完本课，学生可

教材以举例说明生活中抽象的数据，知道数据的逻辑结构，可以设计数据结构表格。教材给出了

分析丰富的示例，学生学习起来比较容易。教材知识结构清晰，学生自主探究任务数量合适，符

合初中生的认知特点。

1.认识抽象生活中的数据；

学习

2.了解数据的逻辑结构：

目标

3.学会设计数据结构表格。

重点本课重点是让学生设计数据结构表格，在自己设计表格的过程中加深对数据结构的认识。

难点难点是数据结构表格设计的思路。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课教师：你知道什么是数据结构吗？学生：积极思通过提问，导入

教师：数据结构是计算机存储、组织数据的方式，考数据结构是本课学习内容。

也可以将其看成有着特定关系的数据元素的集合。什么？并尝试

通常情况下，合理的数据结构可以带来更高的运行回答。

或者存储效率。

教师：人类主要依赖视觉和听觉获取数据。声、光学生：了解认

信号是人的感官所能识别和接受的信号，但这种信识数据结构的

号往往是模糊的、不精确的。计算机的特点是精准，意义。

高速，但计算机是采用二进制语言运行的机器，只

会执行预定的指令。我们要做的就是把复杂的现实

世界转换为抽象的数据，再将数据转换为计算机语

言，从而充分利用计算机来为人类服务。

讲授新课一、抽象问题中的数据通过示例让学生

教师：随着计算机应用领域的扩大，非数值计算问学生：了解计认识现实生活中

题显得越来越重要。据统计，当今处理非数值计算算机应用领域抽象问题所蕴含

问题占用了计算机90%以上的时间。这类数据无法非数值计算的的数据。

用数学方法进行简单描述，因此，我们必须学会寻重要性。

找实际问题的主要特征和属性，并将其进行数学抽

象。

自主探索

教师：介绍如下案例。学生：细致分

某校每个年级有12个班，分为三个层次：创新班、析案例情况。

特长班和普通班。日常学生管理项目主要有跑操管在同学之间讨

理、早读检查、眼保健操检查、课堂表现评价、升论的基础上，

旗仪式检查、安全教育检查、日常卫生检查、班级寻找问题的主

节能检查和常规考勤等，每天都有大量的数据产要特征和属

生。收集、分析这些数据给学校管理工作带来了巨性，将其进行

大的压力。数学抽象，提

教师：针对这一案例，请同学们相互讨论一下，寻出解决办法。

找问题的主要特征和属性，将其进行数学抽象，提

出解决办法。

教师：在上述案例中，学校的日常管理项目多，记学生：听取教

录的数据多，管理低效。通过分析，我们可以理清师的案例分析

问题的主要特征和属性，如表3-3-1所示。和案例中问题

表3-3-1案例中问题的主要特征及属性的主要特征及

属性。

主要特征属性

管理项目班级管理、跑操管理、早读检查、

多、数据眼保健操检查、课堂表现评价、升

多、分析数旗仪式检查、安全教育检查、日常

据难度大卫生检查、班级节能检查、常规考

勤管理等

表3-3-2抽象问题中的数据

解决的办法需抽取的数据

成立学生自主管理委学生自主管理委员会

员会人数、项目权重

设计学生自主管理示跑操分、早读分、眼保

范班评比办法，利用计健操分、课堂表现分、

算机进行数据处理升旗仪式分、安全检查

分、卫生检查分、节能

检查分、考勤分等

教师：根据问题的主要特征和属性，通过抽象问题学生：对比自

中的数据，我们可以提出如表3-3-2所示的解决办己的解决办法

法：一是成立学生自主管理委员会；二是制定自主和教师提出的

管理示范班评比办法：三是采用计算机进行数据处解决办法，完

理。善自己的解决

方案。

让学生通过简单

二、分析数据关系学生：认知数的例子认识数据

教师：在现实世界中，数据之间存在复杂的关系。据之间的基本之间的基本关

最基本的关系有三种，即线性关系、层次关系和网关系类别。系。

状关系。

1.线性关系。学生：思考生

教师：线性关系比较简单，每个数据有一个直接前活中有哪些线

驱和一个直接后继（第一个数据仅有后继，最后一个性关系。

数据仅有前驱）。例如每个年级12个班就是一个

简单的线性问题，如图3-3-1所示。

2.层次关系。学生：思考生

教师：层次关系上的每个数据有且仅有一个前驱活中有哪些层

（根除外）。有任意多个后继。这些数据间具有的次关系。

一对多的关系称为层次关系。具有层次关系的数据

看起来像一棵倒立的树，因此我们在数据结构中将

其称为树形结构。例如：学生自主管理委员会、三

个年级、36个班级、自管小组和组员间就构成了层

级关系，如图3-3-2所不。

3.网状关系。学生：思考生

教师：数据间的关系是多对多的，每个数据既有多活中有哪些网

个前驱，也有多个后继。例如：学生自主管理委员状关系。

会管理年级部，年级部管理各班，各班管理小组，

小组成员又兼任学生自主管理委员会委员，年级部

干部也同时兼任班级干部等，彼此之间构成一张复

杂的网状关系。通过建立数据结

三、建立数据结构构，将具体问题

教师：数据结构具体指相互之间存在一种或多种特数据化，便于后

定关系的数据元素的集合。学生：了解数期使用计算机处

教师：数据元素之间的关系包括：据元素之间的理数据，实现数

1.逻辑关系，即数据的逻辑结构。主要指数据元素逻辑关系。据的价值。

之间的前后关系。主要有以下四种基本结构，如图

3-3-3所示。

(1)集合：数据结构中的元素之间除了“同属一个

集合”的相互关系外，别无其他关系；

(2)线性结构：数据结构中的元素存在一对一的

相互关系；

(3)树形结构：数据结构中的元素存在一对多的

相互关系；

(4)图形结构：数据结构中的元素存在多对多的

相互关系。

扩展：线性结构与非线性结构的特点。学生：了解线让学生从具体的

教师：线性结构特点如下。性结构的特数据结构了解各

线性表：典型的线性结构，如我们经常填写的个人点。自的特点。

信息表。

栈和队列：具有特殊限制的线性表，数据操作只能

在表的一端或者两端进行。

字符串：数据元素仅由一个字符组成，也是特殊的

线性表。

数组：是线性表的推广，它的数据元素就是一个线

性表。

广义表：是线性表的推广，它的数据元素是一个线

性表，但是不同构(即或者是单元素，或者是线性

表)。学生：了解非

教师：非线性结构特点如下。线性结构的特

树：具有多个分支的层次结构。点。

二叉树：具有两个分支的层次结构。

有向图：是一种图结构，边是顶点的有序对。

无向图：是另一种图结构，边是顶点的无序对。学生：了解数

2.物理关系，即数据的存储结构。主要指数据元据元素之间的

素及其关系在计算机存储器中的存储方式。在计算物理关系。

机中，数据元素都以二进制的形式进行存储。数据

的存储方式主要分为顺序存储和链式存储两种。

拓展：学生：了解物通过拓展，进一

如果把数据对象存储到计算机中，一般的要求是：理存储中顺序步认知数据的物

>存储各数据元素的数据。存储和链式存理存储。

>存储数据元素之间的逻辑关系。储的含义。

在计算机内，数据元素用一个结点表示。与逻辑结

构相似，存储结构也有两种基本的存储结构，分别

是：顺序存储结构和链式存储结构。

顺序存储结构：借助元素在存储其中的相对位置来

表示数据元素之间的逻辑关系，通常借助程序设计

语言的数组类型进行描述。

链式存储结构：顺序存储结构要求所有的元素依次

存放在一片连续空间内，而链式存储结构无需占用

一整块存储空间。尽管如此，为了链接各个存储

节点（即表示节点之间的关系），需要给每个节点

附加指针字段，用于存放后续元素的存储地址（参

考：链表）。所以，链式存储结构通常借助于程序

设计语言的指针类型来描述。

教师：数据结构主要指数据的逻辑结构，是由客观

事物本身的逻辑关系确定的，比较容易组织。在前

面的案例分析中，我们主要用到集合、线性结构和

树形结构来设计表格，确定数据之间的关系。图

3-3-4为某校学生自主管理委员会设计的“中学生自

主管理示范班评比表”。通过分析数据表

自主探索学生：小组讨格，让学生分析

教师：以小组为单位，分析图3-3-4所示表格中的论图3-3-4所表格蕴含的数据

数据分别是哪些结构。在小组内交流和讨论。示表格中的数结构。

据。

作业布置1.列举你身边遇到的有关数据应用方面的问题，提学生：按照题通过作业，检测

取问题的主要特征和属性，并做关系分析，在小组目要求完成生学生对本课学习

内分享你的分析心得。活中有关数据内容数据结构的

2.上网搜索相关资料，与同学们讨论为什么数据结应用方面的问理解。

构要设计存储结构。设计的好处是什么？题，做关系分

析。上网收集

数据结构设计

存储结构的原

因。

课堂小结组织学生分小组总结本课学习内容，请每个小组代在小组讨论基学生自己总结学

表说说自己小组总结的结果。教师做最后的补充。础上，推选代习内容是一种学

表总结本课学习方法，每次课

习内容。其他可以梳理出学习

小组作补充总了哪些知识、技

结。能方法和思维方

式，在头脑中形

成本课程的学科

结构。

认识抽象生活中的数州

板书了解数据