2019华师大版 高中信息技术 选择性必修1 数据与数据结构《第一章 引言》大单元整体教学设计2020课标

华师大版高中信息技术选择性必修1数据与数据结构《第一章引言》大单元整体教学设计[2020课标]学校：dxyc2360指导教师：张元方一、内容分析与整合二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、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）》中，选择性必修1《数据与数据结构》是高中信息技术课程的重要组成部分。该模块旨在深化学生对数据及其结构的理解，通过算法与数据结构的学习，培养学生的计算思维和问题解决能力。本次大单元教学设计聚焦于《第一章引言》的教学内容，特别是“项目主题：随时提供有序的报名信息”和“第一节数据”与“第二节数据结构”的内容。“项目主题：随时提供有序的报名信息”通过一个实际的项目情境，引导学生理解数据管理的需求，并思考如何通过程序设计实现有序的数据管理。这一项目不仅要求学生掌握基本的数据处理技能，还要求学生能够运用所学的数据结构知识解决实际问题。“第一节数据”主要介绍了数据的基本概念、数据类型及其在计算机科学中的应用。通过这一节的学习，学生将理解数据的含义、数据的层次观以及数据类型对程序设计的重要性。“第二节数据结构”则进一步探讨了数据结构的概念、意义及其与算法的关系。学生将学习如何根据问题的需求选择合适的数据结构，并理解数据结构对程序运行效率的影响。通过这一节的学习，学生将初步掌握数组、链表等基本数据结构的概念及其操作。（二）单元内容分析本单元的教学内容围绕“数据与数据结构”展开，旨在通过理论讲解与项目实践相结合的方式，深化学生对数据及其结构的理解。具体来说，单元内容包括以下几个方面：数据的基本概念与类型：介绍数据在日常生活中的广泛应用，以及数据类型在程序设计中的重要性。通过实例分析，帮助学生理解数据的层次观和文件扩展名的意义。数据结构的概念与意义：阐述数据结构在计算机科学中的定义、作用及其与算法的关系。通过案例分析，展示不同数据结构在解决实际问题中的优势与局限。基本数据结构的操作：重点讲解数组、链表等基本数据结构的概念、特点及其操作。通过编程实践，让学生掌握这些数据结构的基本用法。项目实践：随时提供有序的报名信息：通过一个具体的项目情境，引导学生综合运用所学的数据和数据结构知识，设计并实现一个能够随时提供有序报名信息的程序。通过项目实践，培养学生的问题解决能力和计算思维。（三）单元内容整合本单元的教学内容在整合上注重理论与实践的结合，以及知识与技能的迁移。具体来说，整合方式如下：理论知识的整合：将“数据的基本概念与类型”和“数据结构的概念与意义”两部分内容整合在一起，形成对数据及其结构的全面认识。通过对比和分析，帮助学生理解数据类型与数据结构之间的关系。实践技能的整合：将“基本数据结构的操作”与“项目实践：随时提供有序的报名信息”相结合，通过项目实践来巩固和深化学生对数据结构操作的理解。通过项目实践中的问题解决过程，培养学生的计算思维和问题解决能力。知识与技能的迁移：引导学生将所学的数据和数据结构知识迁移到其他相关领域的学习中，如算法设计、数据库管理等。通过知识的迁移应用，拓宽学生的视野，提升其综合运用知识的能力。二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解（一）信息意识对信息的敏感度：学生能够敏锐地感知到数据在日常生活中的广泛应用，以及数据类型对数据处理的重要性。在项目实践中，学生能够主动识别报名信息管理的需求，并思考如何通过数据结构来实现有序的数据管理。对信息价值的判断力：学生能够理解数据结构对程序运行效率的影响，认识到选择合适的数据结构对于提高程序性能的重要性。在面对实际问题时，学生能够根据问题的需求选择合适的数据结构，并判断其在实际应用中的价值。信息获取的自觉性：学生能够自觉地寻求并获取与数据和数据结构相关的知识，不断提升自己的信息素养。在项目实践中，学生能够主动查阅资料、学习新技术，以解决项目中遇到的问题。（二）计算思维形式化表达：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，将实际问题形式化为可计算的问题。在项目实践中，学生能够将报名信息管理的需求形式化为具体的数据结构和算法问题。抽象与建模：学生能够从复杂的问题中提取出关键特征，建立结构模型，将问题抽象为数据及其关系的处理。在学习数据结构时，学生能够理解数据结构的抽象意义，并能够将其应用于实际问题的解决中。算法设计与优化：学生能够根据问题的需求设计合适的算法，并通过数据结构的优化来提高算法的效率。在项目实践中，学生能够设计并实现一个高效的报名信息管理系统，通过数据结构的优化来提高系统的性能。系统化解决方案：学生能够综合运用所学的知识和技能，提出系统化的解决方案来解决问题。在项目实践中，学生能够结合数据结构和算法的知识，设计并实现一个完整的报名信息管理系统。（三）数字化学习与创新数字化学习环境的适应：学生能够适应数字化学习环境，利用数字化资源和工具进行学习。在学习过程中，学生能够熟练使用编程软件和开发工具，进行数据结构的实践操作。数字化学习资源的利用：学生能够积极利用数字化学习资源进行自主学习和协作学习。在项目实践中，学生能够利用网络资源查阅相关资料、学习新技术，并与同学进行交流和合作。创新能力的培养：学生能够在数字化学习环境中发挥创新思维，提出新的想法和解决方案。在项目实践中，学生能够结合实际需求和数据结构的特点，提出创新性的报名信息管理方案。数字化成果的展示：学生能够利用数字化工具展示自己的学习成果和项目作品。在项目完成后，学生能够编写项目报告、展示项目成果，并与同学进行分享和交流。（四）信息社会责任信息安全意识：学生能够认识到信息安全的重要性，遵守信息法律法规和伦理道德准则。在项目实践中，学生能够注意保护报名信息的安全性和隐私性，防止信息泄露和滥用。合法合规使用信息技术：学生能够合法合规地使用信息技术工具和资源，不侵犯他人的知识产权和合法权益。在项目实践中，学生能够尊重原创作品和知识产权，不抄袭、不剽窃他人的代码和成果。信息伦理道德：学生能够具备良好的信息伦理道德观念，负责任地使用信息技术。在项目实践中，学生能够关注报名信息管理系统的社会影响和价值导向，确保系统的健康、安全和可持续发展。积极参与信息社会建设：学生能够积极参与信息社会的建设和发展，为构建健康、和谐的信息环境贡献自己的力量。在项目实践中，学生能够将自己的报名信息管理系统应用于实际场景中，为社会提供有价值的服务和支持。三、学情分析学情分析是教学设计的重要环节，它有助于教师了解学生的知识基础、学习特点和学习障碍，从而制定更加有针对性的教学策略。针对华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》第一章《引言》的教学内容，以下是学情分析的详细阐述。（一）已知内容分析信息技术基础：学生已经在必修课程中学习了信息技术的基础知识，包括信息的获取、表示、存储、传输和加工等基本概念。这些基础知识为学生进一步学习数据与数据结构打下了坚实的基础。编程语言基础：学生在必修课程中已经接触并初步掌握了一种程序设计语言（如Python）的基本语法和编程方法。这种编程基础有助于学生理解数据结构在计算机中的实现方式，并能够动手编写简单的程序来操作数据结构。问题解决能力：通过之前的学习，学生已经具备了一定的问题解决能力，能够运用信息技术手段解决实际问题。这种能力在学习数据与数据结构时尤为重要，因为学生需要运用所学知识分析和解决具体的数据处理问题。（二）新知内容分析数据类型与数据结构的概念：学生需要理解数据类型是程序设计语言中的基本概念之一，它帮助程序员在程序设计时更为方便、准确地描述和处理各种数据。学生还需要了解数据结构是关于数据之间关系的描述及其形成与访问的方式，是计算机学科的基础知识。数据结构的种类与特点：学生需要掌握常见的数据结构种类（如数组、链表、栈、队列等）及其特点和应用场景。这有助于学生根据具体问题的需求选择合适的数据结构来解决问题。数据结构与算法的关系：学生需要理解数据结构与算法之间的密切关系，知道数据结构的选择会影响算法的效率。学生还需要了解如何通过合理的数据结构来优化算法的性能。数据结构的编程实现：学生需要掌握如何使用程序设计语言来实现常见的数据结构，并能够编写程序来操作这些数据结构。这有助于学生将理论知识应用于实践，提高编程能力和问题解决能力。（三）学生学习能力分析逻辑思维能力：学习数据与数据结构需要学生具备较强的逻辑思维能力，能够理解和分析数据之间的逻辑关系，并能够根据这些关系来设计和实现数据结构。抽象思维能力：学生需要能够将实际问题抽象为数据问题，并能够运用数据结构和算法来解决这些问题。这种抽象思维能力对于学习数据与数据结构至关重要。动手实践能力：学习数据与数据结构需要学生具备较强的动手实践能力，能够编写程序来实现和操作数据结构。这种实践能力有助于学生将理论知识应用于实践，提高学习效果。自主学习能力：由于数据与数据结构的内容较为抽象和复杂，学生需要具备较强的自主学习能力，能够主动查阅资料、思考问题和解决问题。这种自主学习能力有助于学生深入理解数据与数据结构的本质和应用。（四）学习障碍突破策略强化基础知识复习：针对部分学生信息技术基础薄弱的问题，教师可以在教学前组织学生进行基础知识复习，特别是程序设计语言和信息技术基础知识的复习。这有助于学生更好地理解和掌握新知内容。采用案例教学法：通过引入实际案例，如报名信息管理系统、图书管理系统等，让学生在实际情境中学习和理解数据类型与数据结构的概念和应用。这有助于学生将抽象的理论知识与具体的问题相结合，提高学习效果。加强动手实践环节：针对部分学生动手实践能力不足的问题，教师可以增加动手实践环节的时间和比例，让学生亲自动手编写程序来实现和操作数据结构。教师还可以组织学生进行小组讨论和合作编程，以提高学生的协作能力和实践能力。引导学生自主思考：针对部分学生自主学习能力不足的问题，教师可以引导学生自主思考问题和解决问题，鼓励学生提出自己的见解和解决方案。教师还可以组织学生进行课堂讨论和辩论，以激发学生的思维活力和创新能力。利用多媒体教学资源：针对部分学生对抽象概念理解困难的问题，教师可以利用多媒体教学资源（如动画、视频、课件等）来辅助讲解和演示。这有助于学生更加直观地理解和掌握数据与数据结构的概念和应用。建立学习反馈机制：通过建立学习反馈机制，及时了解学生的学习情况和问题，并针对性地提供指导和帮助。这有助于学生及时解决学习中的困惑和难题，提高学习效果和学习积极性。针对华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》第一章《引言》的教学内容，学情分析是教师制定教学策略的重要依据。通过深入了解学生的已知内容、新知内容、学习能力和学习障碍等方面的信息，教师可以制定更加有针对性的教学方案，帮助学生更好地理解和掌握数据与数据结构的知识和技能。四、大主题或大概念设计本大单元的主题为“数据与数据结构的探索与应用”，旨在通过探索数据的基本概念和数据结构的核心思想，引导学生理解数据在现代信息技术中的重要性，并学会如何合理组织和管理数据，以解决实际问题。围绕这一主题，我们将从数据的概念、数据类型、数据结构的选择与应用等多个方面展开教学，帮助学生建立起对数据和数据结构的全面认知，并培养其在实际问题中的应用能力。五、大单元目标叙写（一）信息意识对数据的敏感度：学生能够敏锐地感知到数据的存在及其在不同情境下的价值，能够主动寻找和收集与问题解决相关的数据。数据价值的判断力：学生能够分析数据中所承载的信息，判断数据的准确性和可靠性，以及数据对问题解决的重要程度。数据保护意识：学生能够认识到数据保护的重要性，了解数据泄露可能带来的风险，并采取相应的措施保护数据的安全。（二）计算思维问题抽象能力：学生能够将复杂问题抽象为可处理的数据模型，提取问题的基本特征，并用形式化的方法表述问题。数据结构选择能力：学生能够根据问题的需求，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。算法设计能力：学生能够设计合理的算法来解决数据问题，通过判断、分析与综合各种信息资源，形成解决问题的方案。（三）数字化学习与创新数字化工具应用能力：学生能够熟练掌握并使用各种数字化工具来处理和分析数据，提高学习效率。自主学习能力：学生能够利用数字化资源进行自主学习，通过网络等渠道获取和甄别学习资源，解决学习中的问题。创新能力：学生能够基于数据和数据结构的知识，创造性地解决问题，提出新的想法和解决方案。（四）信息社会责任信息安全意识：学生能够认识到信息安全的重要性，遵守信息法律法规，不传播非法信息，保护个人隐私和公共信息安全。伦理道德观念：学生能够在信息活动中保持良好的伦理道德观念，尊重他人的知识产权和合法权益。社会贡献意识：学生能够认识到信息技术对社会发展的推动作用，积极利用所学知识和技能为社会做出贡献。六、大单元教学重点数据的基本概念与数据类型：重点讲解数据的内涵和外延，以及数据类型在程序设计中的重要性，帮助学生理解不同类型数据的特点和应用场景。数据结构的选择与应用：详细介绍数组、链表、栈、队列等常见数据结构的概念、特点和操作方法，引导学生根据问题的需求选择合适的数据结构，并编程实现。算法与数据结构的结合：通过案例分析，展示算法与数据结构在解决实际问题中的结合应用，帮助学生理解算法与数据结构相辅相成的关系。数据保护与安全：强调数据保护的重要性，讲解数据泄露的风险和防范措施，培养学生的信息安全意识。七、大单元教学难点数据抽象与模型构建：如何将复杂问题抽象为可处理的数据模型，提取问题的基本特征，并用形式化的方法表述问题，是学生需要克服的难点。这要求学生具备较强的逻辑思维能力和抽象能力。数据结构的选择与优化：针对不同的问题，如何选择合适的数据结构来提高数据处理的效率，是学生需要掌握的关键技能。数据结构的选择往往依赖于问题的具体需求和数据的特性，这增加了学习的难度。算法设计与实现：设计合理的算法来解决数据问题，需要学生具备较强的编程能力和问题解决能力。算法的优化也是一个复杂的过程，需要学生不断调试和改进算法，以达到最优的效果。信息安全与伦理道德：在信息活动中保持信息安全和伦理道德观念，要求学生具备较高的自律性和责任感。由于信息技术的快速发展和信息环境的复杂性，学生往往难以全面理解和把握信息安全和伦理道德的要求。为了克服这些教学难点，我们将采取以下措施：创设情境教学：通过创设贴近学生生活的情境，引导学生发现问题、分析问题和解决问题，从而培养学生的数据抽象和模型构建能力。案例分析与实践操作：通过丰富的案例分析，展示不同数据结构在解决实际问题中的应用，帮助学生理解数据结构的选择与优化。通过实践操作，让学生亲自编程实现数据结构，加深理解。分组合作与讨论：鼓励学生分组合作，共同设计算法和数据结构，通过讨论和交流，促进思维的碰撞和灵感的激发，提高学生的算法设计与实现能力。加强信息安全与伦理道德教育：通过专题讲座、案例分析等方式，加强学生的信息安全和伦理道德教育，引导学生树立正确的信息观和伦理观。将信息安全和伦理道德要求融入日常教学中，让学生在潜移默化中形成良好的信息安全意识和伦理道德观念。八、大单元整体教学思路教学目标设定根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》第一章《引言》的教学内容，本大单元的教学目标设定涵盖以下四个方面：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。（一）信息意识目标描述：学生能够针对特定的信息需求，自觉、主动地获取相关报名数据，并能根据数据来源的可靠性、内容的准确性对报名信息进行合理判断。学生能够敏锐地感知报名数据的变化，对数据的内涵进行深度分析，理解数据在信息社会中的价值，并能预期报名数据可能产生的影响。学生能够遵守信息法律法规，尊重和保护报名数据中的个人隐私，同时在信息活动中展现出对信息安全的重视。具体表现：在项目实践中，学生能够根据任务需求，主动收集报名数据，如学号、姓名、性别等，确保数据的准确性和完整性。学生能够分析报名数据的变化趋势，如报名人数的增减，识别数据背后的信息，为决策提供依据。在处理报名数据时，学生能够严格遵守信息法律法规，确保个人隐私不被泄露，同时采取有效的信息安全措施保护报名数据。（二）计算思维目标描述：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对报名问题进行抽象化处理，建立结构模型，合理组织报名数据。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，设计并实现解决问题的算法，如数据排序、查找等，以提高报名数据处理的效率。学生能够总结利用计算机解决问题的过程与方法，并将其迁移到类似问题的解决中，如其他活动报名信息的管理。具体表现：在项目实践中，学生能够抽象出报名数据的基本特征，如数据项、数据类型等，并建立相应的数据模型。学生能够设计并实现报名数据的排序算法，如快速排序、归并排序等，以提高数据查询的效率。学生能够将报名数据处理的方法迁移到其他类似问题的解决中，如考试成绩排序、图书借阅记录管理等。（三）数字化学习与创新目标描述：学生能够适应数字化学习环境，利用数字化工具和资源有效管理报名数据，创造性地解决问题。学生能够掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，如数据库管理系统、数据分析工具等，用于报名数据的处理与分析。学生能够在数字化学习环境中开展自主学习、协同工作，分享创新成果，如设计并实现报名数据管理系统。具体表现：在项目实践中，学生能够利用数据库管理系统（如MySQL、SQLServer等）存储和管理报名数据，提高数据处理的效率和准确性。学生能够使用数据分析工具（如Excel、Python等）对报名数据进行统计分析，挖掘数据背后的价值。学生能够在数字化学习环境中与同伴协同工作，共同设计并实现报名数据管理系统，分享创新成果，提高团队协作能力。（四）信息社会责任目标描述：学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，确保报名数据的安全与合法使用。学生能够关注信息技术发展所带来的社会问题，如数据泄露、隐私侵犯等，并具备相应的防范意识和应对策略。学生能够积极维护信息社会的健康环境，对于报名数据中的不良信息行为能够自觉抵制，并采取有效措施予以纠正。具体表现：在项目实践中，学生能够严格遵守信息法律法规，确保报名数据的合法使用，不泄露个人隐私。学生能够关注报名数据处理过程中的安全问题，如数据备份、恢复等，并采取有效的安全措施确保数据安全。学生能够自觉抵制报名数据中的不良信息行为，如虚假报名、恶意篡改等，并采取有效措施予以纠正，维护信息社会的健康环境。大单元整体教学思路一、教学内容分析本章《引言》作为《数据与数据结构》的开篇，旨在引导学生从整体上了解数据与数据结构的概念及其在计算机科学中的重要性。通过项目主题“随时提供有序的报名信息”，学生将在实际情境中体验数据处理的过程，理解数据类型与数据结构的关系，为后续章节的学习奠定基础。二、学情分析学生已经具备了一定的信息技术基础知识，如计算机硬件与软件、操作系统与网络等。对于数据与数据结构这一专业领域的知识尚不熟悉。在教学过程中需要注重理论与实践的结合，通过具体的项目实践帮助学生加深对知识的理解与掌握。三、教学重难点分析教学重点：数据类型的理解与应用。数据结构的概念及其在计算机科学中的作用。报名数据处理的实际操作与体验。教学难点：如何将抽象的数据与数据结构概念转化为具体的项目实践。如何引导学生运用计算思维解决实际问题。如何培养学生的信息意识和社会责任感。四、教学策略与方法情境教学法：通过创设报名信息管理的实际情境，激发学生的学习兴趣和积极性。项目式学习：以“随时提供有序的报名信息”为项目主题，引导学生通过项目实践掌握知识与技能。合作学习：鼓励学生组成学习小组，共同完成项目任务，培养团队协作能力。案例分析：通过分析典型的数据处理案例，帮助学生理解数据与数据结构的应用价值。探究学习：引导学生自主探究报名数据处理的方法与技巧，培养学生的创新意识和实践能力。五、教学流程设计第一阶段：引入与情境创设（1课时）教学内容：介绍本章的学习目标和项目主题“随时提供有序的报名信息”，创设报名信息管理的实际情境。教学活动：通过展示报名信息管理的实际需求，引导学生思考如何有效地收集、整理和分析报名数据。教学目标：激发学生的学习兴趣和积极性，明确学习目标与任务。第二阶段：数据类型与数据结构的学习（2课时）教学内容：详细讲解数据类型的概念及其在计算机科学中的应用，介绍数据结构的基本概念及其在计算机科学中的作用。教学活动：通过案例分析、小组讨论等方式，帮助学生理解数据类型与数据结构的关系及其在实际问题中的应用。教学目标：使学生掌握数据类型与数据结构的基本概念和应用方法，为后续的项目实践奠定基础。第三阶段：项目实践与数据分析（3课时）教学内容：引导学生根据项目主题“随时提供有序的报名信息”，设计并实现报名数据管理系统，对报名数据进行收集、整理和分析。教学活动：学生分组进行项目实践，包括需求分析、系统设计、数据库构建、数据录入与分析等环节。教师提供必要的指导和支持。教学目标：通过项目实践，使学生掌握报名数据处理的基本流程和方法，培养学生的计算思维和实践能力。第四阶段：成果展示与反思总结（1课时）教学内容：各小组展示项目成果，分享实践经验与心得体会。教师进行总结点评，指出存在的问题与不足，提出改进建议。教学活动：小组展示、互动交流、教师点评与总结。教学目标：通过成果展示与反思总结，巩固所学知识与技能，培养学生的信息意识和社会责任感。六、学业评价设计评价原则：强调评价对教学的激励、诊断和促进作用。评价应面向全体学生，尊重学生的主体地位，促进学生的全面发展。评价应公平公正，注重过程性评价与总结性评价相结合。评价应科学合理，提高评价的信度和效度。评价方式：过程性评价：通过课堂观察、小组讨论、项目实践等方式，对学生的学习态度、参与程度、合作能力等方面进行评价。总结性评价：通过项目成果展示、测试卷等方式，对学生的知识与技能掌握情况进行评价。评价指标：信息意识：学生是否能够自觉、主动地获取报名数据，并对数据进行合理判断与分析。计算思维：学生是否能够运用计算机科学领域的思想方法解决问题，设计并实现报名数据管理系统。数字化学习与创新：学生是否能够适应数字化学习环境，利用数字化工具和资源进行报名数据处理与分析，展现创新意识与实践能力。信息社会责任：学生是否能够遵守信息法律法规，关注数据安全与隐私保护，积极维护信息社会的健康环境。九、学业评价一、学业评价概述学业评价是高中信息技术课程的重要组成部分，旨在全面、公正地评估学生的学习成效，促进学生信息技术学科核心素养的发展。根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》第一章的教学内容，本次学业评价将围绕信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面展开，以确保评价的全面性、科学性和有效性。二、教学目标与学习目标（一）教学目标信息意识：学生能够认识到数据与信息的重要性，理解数据编码和数据类型的基本概念，以及数据在日常生活和学习中的应用价值。计算思维：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，理解数据结构的概念及其重要性，能够选择合适的数据结构来解决问题，并具备初步的程序设计能力。数字化学习与创新：学生能够适应数字化学习环境，利用数字化工具和资源进行自主学习和协作学习，创造性地解决问题，形成个性化的数字化作品。信息社会责任：学生能够理解信息安全的重要性，遵守信息法律法规和伦理道德准则，具备信息安全意识和防范能力。（二）学习目标信息意识：理解数据与信息的概念及其关系。认识数据编码的基本方式及其在数据传输和存储中的作用。了解数据类型及其在计算机程序中的应用。计算思维：理解数据结构的概念及其在解决问题中的重要性。掌握数组、链表等基本数据结构的特点和操作方法。能够根据问题的需求选择合适的数据结构进行程序设计。数字化学习与创新：能够利用数字化工具进行数据的采集、分析和可视化表达。掌握一种程序设计语言的基本知识，能够编写简单的程序实现特定功能。能够与他人合作，利用数字化工具进行协作学习和创新实践。信息社会责任：了解信息安全的基本概念及其重要性。遵守信息法律法规和伦理道德准则，具备信息安全防范意识。能够识别和抵制不良信息行为，维护健康的信息环境。三、评价目标设定（一）信息意识评价内容：学生对数据与信息概念的理解程度。学生识别和应用数据编码方式的能力。学生对数据类型及其在计算机程序中应用的认识。评价标准：能够准确描述数据与信息的特征及其关系。能够正确理解和应用数据编码方式。能够根据具体情境选择合适的数据类型进行数据处理。评价方法：课堂观察：观察学生在讨论和活动中对数据与信息概念的理解和应用情况。案例分析：通过案例分析题，考察学生对数据编码和数据类型的应用能力。自我反思：鼓励学生撰写学习日志，反思自己在信息意识方面的成长和不足。（二）计算思维评价内容：学生对数据结构概念的理解程度。学生掌握基本数据结构（如数组、链表）的特点和操作方法的能力。学生根据问题需求选择合适数据结构进行程序设计的能力。评价标准：能够准确描述数据结构的概念及其重要性。能够熟练掌握基本数据结构的操作方法。能够根据问题的需求设计合理的数据结构，并编写相应的程序实现。评价方法：项目实践：通过项目实践活动，考察学生设计数据结构并编写程序的能力。编程测试：设计编程测试题，考察学生对数据结构的掌握程度和程序设计能力。同伴评价：鼓励学生相互评价项目作品，从计算思维的角度提出改进建议。（三）数字化学习与创新评价内容：学生利用数字化工具进行数据采集、分析和可视化表达的能力。学生掌握程序设计语言基本知识并编写简单程序的能力。学生与他人合作进行数字化学习和创新实践的能力。评价标准：能够熟练利用数字化工具进行数据采集、分析和可视化表达。能够编写简单的程序实现特定功能，并具备良好的调试能力。能够积极参与团队协作，利用数字化工具进行创新和创造。评价方法：作品展示：展示学生利用数字化工具创作的作品，评价其创新性和实用性。编程竞赛：组织编程竞赛活动，考察学生的程序设计能力和创新思维。小组报告：鼓励学生撰写小组报告，总结数字化学习和创新实践的过程和成果。（四）信息社会责任评价内容：学生对信息安全基本概念及其重要性的理解。学生遵守信息法律法规和伦理道德准则的情况。学生识别和抵制不良信息行为的能力。评价标准：能够准确描述信息安全的基本概念及其重要性。在日常学习和生活中自觉遵守信息法律法规和伦理道德准则。能够识别和抵制不良信息行为，积极维护健康的信息环境。评价方法：问卷调查：通过问卷调查了解学生对信息法律法规和伦理道德准则的认知情况。案例分析：通过案例分析题，考察学生识别和抵制不良信息行为的能力。角色扮演：组织角色扮演活动，模拟信息安全事件的处理过程，评价学生的信息安全意识和防范能力。四、学业评价实施建议多样化评价方式相结合：结合课堂观察、案例分析、自我反思、项目实践、编程测试、同伴评价、作品展示、编程竞赛、小组报告、问卷调查和角色扮演等多种评价方式，全面评估学生的学业成就。注重过程性评价与总结性评价相结合：在学业评价过程中，既要关注学生的学习过程和学习态度，通过课堂观察、自我反思、同伴评价等方式进行过程性评价；也要关注学生的学习成果和学习成效，通过案例分析、编程测试、作品展示、编程竞赛等方式进行总结性评价。强化评价的激励和导向作用：在学业评价过程中，注重发挥评价的激励和导向作用，通过鼓励性语言、奖励机制等方式激发学生的学习积极性和主动性；通过评价结果反馈和指导，帮助学生明确自己的不足和努力方向，促进学生信息技术学科核心素养的全面发展。注重评价的公平公正性：在学业评价过程中，确保评价的公平公正性，通过明确评价标准和评价方法、公开评价过程和评价结果等方式，增强评价的透明度和公信力；注重保护学生的隐私和尊严，避免给学生带来不必要的压力和负担。通过以上学业评价的实施，旨在全面、公正地评估学生的学习成效，促进学生信息技术学科核心素养的发展，为学生的终身学习和未来发展奠定坚实的基础。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路本次大单元的教学设计以《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，选取华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》的第一章《引言》作为教学内容。本单元旨在通过项目主题“随时提供有序的报名信息”，使学生深入理解数据与数据结构的概念、意义及其在实际应用中的重要性。具体实施思路如下：情境导入：通过项目主题创设实际情境，激发学生兴趣，引出数据与数据结构的学习内容。理论学习：详细讲解数据与数据结构的基本概念、类型及意义，为后续实践打下理论基础。实践操作：通过设计报名系统的实践活动，让学生在实践中体会数据结构的运用，提高解决问题的能力。评价反馈：采用多元化评价方式，及时反馈学生学习情况，调整教学策略，确保教学目标达成。总结提升：对整个单元的学习内容进行总结，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。二、教学目标设定（一）信息意识学生能够认识到数据在信息社会中的重要价值，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。学生能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，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。（二）计算思维学生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。学生能够通过判断、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，并迁移到与之相关的其他问题解决中。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能。学生能够利用数字化学习资源与工具，创造性地解决问题，形成创新作品，提高学习质量。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范。学生能够有效维护信息活动中个人的合法权益，积极维护他人合法权益和公共信息安全，关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。三、教学结构图大单元实施思路及教学结构图|||情境导入理论学习||激发兴趣数据与数据结构概念||引出主题数据类型与数据结构意义||||实践操作评价反馈||设计报名系统多元化评价||体会数据结构运用反馈调整教学策略||||总结提升信息意识||提升核心素养计算思维||数字化学习与创新信息社会责任四、具体教学实施步骤第一步：情境导入（1课时）教学内容：通过项目主题“随时提供有序的报名信息”创设实际情境，激发学生兴趣。引出数据与数据结构的学习内容。教学活动：情境描述：设想同学们要参加一个活动，报名点需要随时提供有序的报名信息。工作人员如何高效、准确地记录和管理这些信息？讨论交流：引导学生讨论传统报名方式（如纸质记录）的弊端，如信息易丢失、查询困难等。引出主题：提出使用计算机程序来管理报名信息，引出数据与数据结构的学习内容。教学评价：观察学生参与度，记录学生讨论中的亮点和疑惑。通过提问方式检查学生对项目主题的理解程度。第二步：理论学习（2课时）教学内容：数据与数据结构的基本概念、类型及意义。教学活动：数据概念讲解：定义数据，介绍数据的宽泛性和层次观。通过实例说明数据在日常生活、计算机编程中的应用。数据类型讲解：介绍数据类型在程序设计中的重要性。通过Python等编程语言示例，讲解数值型、逻辑型、字符型等基本数据类型。数据结构概念讲解：定义数据结构，介绍数据结构在程序中的作用。通过实例说明数据结构的选择对程序效率的影响。数据结构类型讲解：介绍数组、链表、栈、队列等基本数据结构的概念和特点。通过代码示例展示各种数据结构的应用。教学评价：通过课堂练习检查学生对数据与数据结构基本概念的掌握情况。通过小组讨论方式，让学生分享对数据类型和数据结构的理解。第三步：实践操作（4课时）教学内容：设计报名系统，实践数据结构的运用。教学活动：需求分析：引导学生分析报名系统的需求，如报名者信息录入、查询、排序等功能。系统设计：设计报名系统的整体架构，选择合适的数据结构来存储报名者信息。分配小组任务，每个小组负责一个功能模块的设计和实现。编码实现：指导学生使用Python等编程语言实现报名系统。在实现过程中，强调数据结构的运用和算法的选择。系统测试：对报名系统进行测试，检查各个功能模块是否正常工作。优化系统性能，提高数据处理的效率。教学评价：通过代码审查检查学生的编程质量和数据结构的运用情况。通过系统演示方式，让学生展示自己负责的功能模块，并接受其他同学的提问和评价。第四步：评价反馈（1课时）教学内容：采用多元化评价方式，及时反馈学生学习情况。教学活动：小组互评：各小组对其他小组的作品进行评价，指出优点和不足。教师评价：教师对各小组的作品进行总结性评价，提出改进建议。反馈调整：根据评价结果，调整后续教学策略，确保教学目标达成。教学评价：记录学生的评价表现，作为平时成绩的一部分。通过反馈调整教学策略，确保每个学生都能从评价中受益。第五步：总结提升（1课时）教学内容：对整个单元的学习内容进行总结，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。教学活动：知识总结：回顾数据与数据结构的基本概念、类型及意义。总结报名系统的设计过程和实现方法。经验分享：邀请学生分享在项目实施过程中的经验和收获。讨论数据结构与算法在实际应用中的重要性。未来展望：引导学生思考数据结构与算法在其他领域的应用前景。鼓励学生继续探索信息技术领域的新知识、新技术。教学评价：通过提问方式检查学生对单元学习内容的掌握情况。通过学生的分享和讨论，评价学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任的提升情况。通过以上五个步骤的实施，学生将能够深入理解数据与数据结构的概念、意义及其在实际应用中的重要性，同时提升信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任等核心素养。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》第一章《引言》的教学内容，本教学设计的大情境、大任务创设旨在达成以下教学目标：（一）信息意识学生能够敏锐地识别到信息与数据在日常生活中的重要价值，理解数据在信息社会中的基础性作用。学生能够根据解决问题的需要，主动收集、整理并分析数据，具备从数据中提取有用信息的能力。学生能够预测和分析信息变化对问题解决的影响，为决策提供数据支持。（二）计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对实际问题进行抽象和建模，定义问题的关键特征和边界条件。学生能够合理选择数据结构和算法，有效组织和管理数据，解决复杂问题。学生能够总结利用计算机解决问题的过程与方法，并将其迁移到相关问题的解决中。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，利用数字化工具和资源开展自主学习和协作学习。学生能够创造性地运用数字化工具和资源，解决实际问题，形成创新性的数字化作品。学生能够评估和优化数字化学习过程和资源，提高学习效率和创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，维护信息安全和隐私。学生能够积极参与信息社会活动，关注信息技术发展带来的社会影响，具备信息安全意识和防范能力。学生能够批判性地审视信息技术应用中的问题，提出合理的解决方案，促进信息技术健康发展。二、大情境创设情境背景：设想某高中即将举办一场校园科技节，吸引了众多学生报名参与。为了确保活动的顺利进行，学校需要随时提供有序的报名信息，以便快速响应各种查询需求，如报名人数统计、报名者信息检索等。传统的纸质报名方式存在信息易丢失、查询困难等问题，无法满足高效管理的需求。学校决定采用计算机程序来管理报名信息，提高信息处理效率。情境描述：作为信息技术课程的学生，你们被选中参与这个报名系统的开发工作。你们将负责设计并实现一个能够随时提供有序报名信息的系统。该系统需要能够接收学生的报名信息（如学号、姓名、性别等），并存储在一个合适的数据结构中。系统还需要支持各种查询操作，如按学号排序并打印当前报名者名单等。在这个过程中，你们将深入理解数据与数据结构的概念、意义及其在实际应用中的重要性。三、大任务创设任务一：需求分析与系统设计活动目标：理解报名系统的功能需求，明确系统需要支持的操作。设计报名系统的整体架构，选择合适的数据结构和算法来存储和处理报名信息。活动内容：需求分析：讨论报名系统的功能需求，如报名信息录入、查询、排序等。分析系统需要处理的数据类型和数据量，预测可能的查询需求。系统设计：设计报名系统的整体架构，包括前端界面设计、后端数据处理等。选择合适的数据结构来存储报名信息，考虑数据的存取效率和查询性能。设计系统的算法流程，明确数据处理和查询的步骤。小组汇报：各小组展示系统设计方案，包括数据结构和算法的选择理由。教师和同学对设计方案进行点评和讨论，提出改进建议。任务二：数据结构与算法实现活动目标：掌握常见数据结构（如数组、链表、栈、队列等）的实现方法。理解算法与数据结构的关系，能够选择合适的算法来解决问题。活动内容：数据结构实现：根据系统设计方案，使用Python等编程语言实现选定的数据结构。编写代码来创建、插入、删除和查询数据结构中的元素。算法实现：实现报名信息的录入功能，确保数据能够正确存储到数据结构中。实现报名信息的查询功能，支持按学号排序并打印当前报名者名单等操作。优化算法和数据结构，提高系统的查询效率和响应速度。代码审查：小组间进行代码审查，检查数据结构和算法的实现是否正确。提出改进意见，帮助同学优化代码和算法。任务三：系统测试与优化活动目标：掌握系统测试的基本方法，能够发现并修复程序中的错误。优化系统性能，提高数据处理和查询的效率。活动内容：系统测试：设计测试用例，覆盖系统的各个功能模块。执行测试用例，记录测试结果，发现并记录程序中的错误。修复程序中的错误，重新执行测试用例，确保系统能够正确运行。性能优化：分析系统性能瓶颈，提出优化方案。优化数据结构和算法，提高系统的查询效率和响应速度。测试优化后的系统性能，比较优化前后的效果。总结报告：编写系统测试和优化总结报告，包括测试用例设计、测试结果分析、错误修复记录、性能优化方案及效果等。在班级中分享总结报告，交流系统测试和优化的经验和教训。任务四：系统展示与评价活动目标：培养学生的表达能力和团队合作精神。通过评价反馈，帮助学生认识自己的不足，明确改进方向。活动内容：系统展示：各小组展示开发的报名系统，演示系统的各项功能。解释系统设计思路、数据结构和算法的选择理由以及系统测试和优化过程。评价反馈：教师和同学对系统进行评价，指出系统的优点和不足。提出改进建议，帮助小组进一步完善系统。总结反思：小组内部进行总结反思，讨论系统开发过程中的收获和教训。制定后续改进计划，明确下一步的学习目标。四、总结与展望通过本次大情境、大任务的创设与实施，学生将深入理解数据与数据结构的概念、意义及其在实际应用中的重要性。学生还将提升信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任等核心素养。在未来的学习中，学生将能够运用所学知识解决更多实际问题，为信息技术的发展贡献自己的力量。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：数据与数据结构——随时提供有序的报名信息课时设计：情境导入（1课时）通过项目主题“随时提供有序的报名信息”创设实际情境，激发学生兴趣，引出数据与数据结构的学习内容。理论学习（2课时）讲解数据与数据结构的基本概念、类型及意义，为后续实践打下理论基础。实践操作（4课时）设计报名系统的实践活动，让学生在实践中体会数据结构的运用，提高解决问题的能力。评价反馈（1课时）采用多元化评价方式，及时反馈学生学习情况，调整教学策略，确保教学目标达成。总结提升（1课时）对整个单元的学习内容进行总结，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。（二）学习目标教学目标设定：信息意识学生能够认识到数据在信息社会中的重要价值，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。学生能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，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。计算思维学生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。学生能够通过判断、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，并迁移到与之相关的其他问题解决中。数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能。学生能够利用数字化学习资源与工具，创造性地解决问题，形成创新作品，提高学习质量。信息社会责任学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范。学生能够有效维护信息活动中个人的合法权益，积极维护他人合法权益和公共信息安全，关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。（三）评价任务情境导入环节评价观察学生参与度，记录学生讨论中的亮点和疑惑。通过提问方式检查学生对项目主题的理解程度。理论学习环节评价通过课堂练习检查学生对数据与数据结构基本概念的掌握情况。通过小组讨论方式，让学生分享对数据类型和数据结构的理解。实践操作环节评价通过代码审查检查学生的编程质量和数据结构的运用情况。通过系统演示方式，让学生展示自己负责的功能模块，并接受其他同学的提问和评价。评价反馈环节评价记录学生的评价表现，作为平时成绩的一部分。通过反馈调整教学策略，确保每个学生都能从评价中受益。总结提升环节评价通过提问方式检查学生对单元学习内容的掌握情况。通过学生的分享和讨论，评价学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任的提升情况。（四）学习过程1.情境导入（1课时）教学内容：通过项目主题“随时提供有序的报名信息”创设实际情境，激发学生兴趣。引出数据与数据结构的学习内容。教学活动：情境描述：设想同学们要参加一个活动，报名点需要随时提供有序的报名信息。工作人员如何高效、准确地记录和管理这些信息？讨论交流：引导学生讨论传统报名方式（如纸质记录）的弊端，如信息易丢失、查询困难等。引出主题：提出使用计算机程序来管理报名信息，引出数据与数据结构的学习内容。教学评价：观察学生参与度，记录学生讨论中的亮点和疑惑。通过提问方式检查学生对项目主题的理解程度。2.理论学习（2课时）教学内容：数据与数据结构的基本概念、类型及意义。教学活动：数据概念讲解：定义数据，介绍数据的宽泛性和层次观。通过实例说明数据在日常生活、计算机编程中的应用。数据类型讲解：介绍数据类型在程序设计中的重要性。通过Python等编程语言示例，讲解数值型、逻辑型、字符型等基本数据类型。数据结构概念讲解：定义数据结构，介绍数据结构在程序中的作用。通过实例说明数据结构的选择对程序效率的影响。数据结构类型讲解：介绍数组、链表、栈、队列等基本数据结构的概念和特点。通过代码示例展示各种数据结构的应用。教学评价：通过课堂练习检查学生对数据与数据结构基本概念的掌握情况。通过小组讨论方式，让学生分享对数据类型和数据结构的理解。3.实践操作（4课时）教学内容：设计报名系统，实践数据结构的运用。教学活动：需求分析：引导学生分析报名系统的需求，如报名者信息录入、查询、排序等功能。系统设计：设计报名系统的整体架构，选择合适的数据结构来存储报名者信息。分配小组任务，每个小组负责一个功能模块的设计和实现。编码实现：指导学生使用Python等编程语言实现报名系统。在实现过程中，强调数据结构的运用和算法的选择。系统测试：对报名系统进行测试，检查各个功能模块是否正常工作。优化系统性能，提高数据处理的效率。教学评价：通过代码审查检查学生的编程质量和数据结构的运用情况。通过系统演示方式，让学生展示自己负责的功能模块，并接受其他同学的提问和评价。4.评价反馈（1课时）教学内容：采用多元化评价方式，及时反馈学生学习情况。教学活动：小组互评：各小组对其他小组的作品进行评价，指出优点和不足。教师评价：教师对各小组的作品进行总结性评价，提出改进建议。反馈调整：根据评价结果，调整后续教学策略，确保教学目标达成。教学评价：记录学生的评价表现，作为平时成绩的一部分。通过反馈调整教学策略，确保每个学生都能从评价中受益。5.总结提升（1课时）教学内容：对整个单元的学习内容进行总结，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。教学活动：知识总结：回顾数据与数据结构的基本概念、类型及意义。总结报名系统的设计过程和实现方法。经验分享：邀请学生分享在项目实施过程中的经验和收获。讨论数据结构与算法在实际应用中的重要性。未来展望：引导学生思考数据结构与算法在其他领域的应用前景。鼓励学生继续探索信息技术领域的新知识、新技术。教学评价：通过提问方式检查学生对单元学习内容的掌握情况。通过学生的分享和讨论，评价学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任的提升情况。（五）作业与检测作业设计：课后思考：请学生思考在日常生活中，还有哪些场景可以应用数据结构和算法来提高效率？并简要描述应用场景和实现思路。编程练习：设计一个简单的学生信息管理系统，要求能够录入、查询、修改和删除学生信息，使用合适的数据结构来存储学生信息，并编写相应的程序代码。检测方式：课堂小测验：在理论学习结束后，进行一次小测验，检查学生对数据与数据结构基本概念的掌握情况。项目报告：学生需提交报名系统的项目报告，包括需求分析、系统设计、编码实现、系统测试等部分，以检验学生的实践操作能力。小组讨论：在总结提升环节，组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，通过同伴评价和教师评价来检验学生的学习成果。（六）学后反思学生反思：请学生回顾整个单元的学习过程，思考自己在哪些方面有所收获，在哪些方面还存在不足，并提出改进建议。学生可以反思自己在学习过程中的学习态度、学习方法以及团队合作情况，思考如何更好地适应数字化学习环境，提高数字化学习与创新能力。教师反思：教师需对整个单元的教学过程进行反思，总结教学经验，分析教学效果，思考如何进一步优化教学策略和方法。教师可以关注学生在课堂上的表现，了解学生的学习需求和困惑，以便在后续教学中更好地满足学生的学习需求，提高教学质量。教师还需关注教学评价的实施情况，思考如何更好地发挥评价的激励、诊断和促进作用，促进学生的学习和发展。十三、学科实践与跨学科学习设计一、引言《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出，信息技术课程应培养学生的核心素养，包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。学科实践与跨学科学习是落实这些核心素养的重要途径。本节课以华师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》第一章《引言》的教学内容为基础，设计了一系列实践活动和跨学科学习方案，旨在通过实际操作和跨学科探索，全面提升学生的信息技术核心素养。二、教学目标设定（一）信息意识目标描述：学生能够意识到数据在信息社会中的重要价值，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。学生能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，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。具体表现：在项目实践中，学生能够识别报名信息的数据价值，理解数据类型和数据结构对信息处理的重要性。学生能够主动收集、整理和分析报名信息，利用数据结构优化信息处理流程，提高信息处理的效率和准确性。（二）计算思维目标描述：学生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。学生能够通过判断、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，并迁移到与之相关的其他问题解决中。具体表现：学生能够设计合适的数据结构来存储和管理报名信息，如数组、链表等，理解数据结构对算法效率的影响。学生能够运用算法思想，如排序算法，解决报名信息的有序展示问题，并能够通过编程实现算法。（三）数字化学习与创新目标描述：学生能够适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能。学生能够利用数字化学习资源与工具，创造性地解决问题，形成创新作品，提高学习质量。具体表现：学生能够利用编程工具（如Python）设计和实现报名系统，体验数字化学习的乐趣和优势。学生能够在报名系统的设计和实现过程中，发挥创新思维，提出新的功能和优化方案，提升系统的实用性和用户体验。（四）信息社会责任目标描述：学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范。学生能够有效维护信息活动中个人的合法权益，积极维护他人合法权益和公共信息安全，关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。具体表现：学生在项目实践中，能够注意保护报名信息的隐私和安全，不泄露他人信息，遵守信息安全的相关法律法规。学生能够讨论和反思信息技术在报名系统中的应用可能带来的社会问题，如数据滥用、隐私泄露等，提出合理的解决方案。三、学习目标设定（一）信息意识学生能够理解数据在信息社会中的重要性，并学会根据实际需求选择合适的数据获取和处理方式。学生能够分析报名信息中的数据特征，预测数据变化对报名结果的影响。（二）计算思维学生能够运用计算机科学的思想方法，将报名信息抽象为数据结构，设计合理的算法解决问题。学生能够通过编程实现算法，优化报名信息的存储和展示方式，提高程序的运行效率。（三）数字化学习与创新学生能够利用数字化学习工具（如Python编程环境）设计和实现报名系统，体验数字化学习的便捷和创新性。学生能够在报名系统的设计和实现过程中，发挥创新思维，提出新的功能或优化方案，提升系统的实用性和用户体验。（四）信息社会责任学生能够遵守信息安全的相关法律法规，保护报名信息的隐私和安全。学生能够讨论和反思信息技术在报名系统中的应用可能带来的社会问题，提出合理的解决方案，增强信息社会责任感。四、作业目标设定（一）信息意识完成报名信息的收集和整理工作，分析数据特征，预测报名趋势。撰写一篇关于数据在信息社会中的重要性的小论文，结合实际案例进行阐述。（二）计算思维设计并实现一个简单的报名系统数据结构，如数组或链表，用于存储和管理报名信息。编写一个排序算法（如冒泡排序或选择排序），对报名信息进行有序展示，并分析算法的时间复杂度和空间复杂度。（三）数字化学习与创新利用Python编程环境实现报名系统的基本功能，如信息录入、查询和展示。在报名系统中增加新的功能模块，如数据备份、恢复或用户权限管理，并撰写相关文档说明创新点。（四）信息社会责任撰写一篇关于信息安全在报名系统中的应用的小论文，分析可能存在的信息安全风险及防范措施。讨论信息技术在报名系统中的应用可能带来的社会问题，如数据滥用、隐私泄露等，并提出合理的解决方案。五、学科实践与跨学科学习设计方案（一）学科实践活动设计1.报名信息收集与整理活动描述：学生分组进行报名信息的收集工作，包括学号、姓名、性别等信息。学生利用Excel等电子表格工具对报名信息进行整理和分类，分析数据特征，预测报名趋势。学习目标：培养学生的信息意识，学会根据实际需求选择合适的数据获取和处理方式。提升学生的数据分析和预测能力，为后续的数据结构设计打下基础。2.数据结构设计与实践活动描述：学生根据报名信息的特点，设计合适的数据结构（如数组、链表）来存储和管理报名信息。学生利用Python编程环境实现数据结构，并进行测试和调试，确保数据结构的正确性和高效性。学习目标：培养学生的计算思维，学会运用计算机科学的思想方法设计数据结构。提升学生的编程实践能力，通过编程实现数据结构，加深对数据结构的理解。3.报名系统开发与优化活动描述：学生利用Python编程环境开发一个简单的报名系统，实现信息录入、查询和展示等功能。学生在报名系统中增加新的功能模块，如数据备份、恢复或用户权限管理，并进行优化和调试。学习目标：培养学生的数字化学习与创新能力，学会利用数字化学习工具进行项目开发。提升学生的创新思维和问题解决能力，通过增加和优化功能模块，提升报名系统的实用性和用户体验。4.信息安全与伦理讨论活动描述：学生分组讨论报名系统中的信息安全问题，如数据泄露、隐私保护等。学生撰写一篇关于信息安全在报名系统中的应用的小论文，分析可能存在的信息安全风险及防范措施。学习目标：培养学生的信息社会责任，学会遵守信息安全的相关法律法规。提升学生的伦理道德意识，关注信息技术应用可能带来的社会问题，并提出合理的解决方案。（二）跨学科学习设计1.数学与信息技术的融合活动描述：学生结合数学中的排序算法（如快速排序、归并排序）对报名信息进行有序展示。学生分析不同排序算法的时间复杂度和空间复杂度，选择最优算法进行实现。学习目标：培养学生的跨学科学习能力，将数学知识应用于信息技术实践中。提升学生的算法设计和分析能力，通过选择最优算法提高程序的运行效率。2.语文与信息技术的融合活动描述：学生结合语文中的文本处理能力对报名信息进行格式化处理和展示。学生利用Python编程环境实现文本处理功能，如去除重复信息、提取关键字等。学习目标：培养学生的跨学科学习能力，将语文能力应用于信息技术实践中。提升学生的文本处理能力和编程实践能力，通过文本处理功能提升报名系统的实用性和用户体验。3.社会学与信息技术的融合活动描述：学生结合社会学中的社会网络分析方法对报名信息进行社会网络分析。学生利用Python编程环境实现社会网络分析功能，如计算报名者之间的社交距离、发现社群结构等。学习目标：培养学生的跨学科学习能力，将社会学知识应用于信息技术实践中。提升学生的社会网络分析能力和编程实践能力，通过社会网络分析功能发现报名者之间的社交关系和社群结构。六、总结本节课通过学科实践与跨学科学习设计，旨在全面提升学生的信息技术核心素养。通过报名信息收集与整理、数据结构设计与实践、报名系统开发与优化等活动，培养学生的信息意识、计算思维和数字化学习与创新能力；通过信息安全与伦理讨论以及跨学科学习设计，增强学生的信息社会责任和跨学科学习能力。通过这些实践活动和跨学科学习方案，学生将能够在实践中深化对信息技术的理解和应用，为未来的学习和生活打下坚实的基础。十四、大单元作业设计一、教学目标本单元的教学目标是基于《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，旨在通过“随时提供有序的报名信息”这一项目主题，帮助学生深入理解数据与数据结构的概念、意义及其在实际应用中的重要性。通过项目实施，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任等核心素养。二、作业目标设定（一）信息意识目标描述：学生能够认识到数据在信息社会中的重要价值，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。学生能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，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。具体作业目标：分析日常生活中的数据应用场景，讨论数据在其中所起的作用。针对给定的实际问题，提出利用数据解决问题的方法和策略，并阐述其合理性和有效性。（二）计算思维目标描述：学生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。学生能够通过判断、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，并迁移到与之相关的其他问题解决中。具体作业目标：针对报名系统的需求，设计合理的数据结构来存储报名者信息，并解释设计理由。设计并实现一个简单的算法，用于对报名者信息进行排序，确保其有序性。（三）数字化学习与创新目标描述：学生能够适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能。学生能够利用数字化学习资源与工具，创造性地解决问题，形成创新作品，提高学习质量。具体作业目标：利用Python等编程语言实现报名系统，并在系统中融入创新元素，如数据可视化或用户交互优化。反思并总结数字化学习过程中的经验和收获，提出改进数字化学习方法和工具的建议。（四）信息社会责任目标描述：学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范。学生能够有效维护信息活动中个人的合法权益，积极维护他人合法权益和公共信息安全，关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。具体作业目标：分析报名系统实现过程中可能涉及的信息安全问题，并提出相应的防护措施。讨论信息技术在社会发展中的应用及其可能带来的伦理问题，并提出个人的见解和建议。三、具体作业设计作业一：数据分析与应用场景探讨作业内容：学生需选择日常生活中的一个数据应用场景（如超市销售数据分析、图书馆借阅记录分析等），分析数据在其中所起的作用。学生需撰写一篇短文，描述所选应用场景的具体情境，阐述数据在其中的应用方式和价值，并讨论如何利用数据解决实际应用中的问题。作业要求：短文需包含对应用场景的详细描述、数据分析方法的阐述以及问题解决策略的提出。学生需结合实际情况，提出至少两种利用数据解决问题的方法，并比较其优劣。评价标准：信息意识：是否能准确识别数据在应用场景中的价值，提出合理的数据应用策略。计算思维：是否能对问题进行抽象化处理，提出结构化的解决方案。数字化学习与创新：是否能利用数字化工具进行数据分析和问题解决。信息社会责任：是否能关注数据安全与隐私保护问题，提出相应的防护措施。作业二：报名系统数据结构设计作业内容：学生需针对报名系统的需求，设计合理的数据结构来存储报名者信息。报名者信息包括学号、姓名和性别等。学生需撰写一份设计报告，描述所设计的数据结构及其特点，解释选择该数据结构的理由。作业要求：设计报告需包含数据结构的定义、特点、适用场景以及与其他数据结构的比较。学生需结合实际情况，分析所设计数据结构的优缺点，并提出可能的改进方案。评价标准：信息意识：是否能准确理解报名系统的需求，提出合理的数据结构设计方案。计算思维：是否能对数据结构进行抽象化处理，提出结构化的设计方案。数字化学习与创新：是否能利用数字化工具进行数据结构的设计和实现。信息社会责任：是否能关注数据结构的合理性和有效性，确保数据的准确性和完整性。作业三：报名系统算法设计与实现作业内容：学生需设计并实现一个简单的算法，用于对报名者信息进行排序，确保其有序性。排序方式可以是学号排序或姓名排序等。学生需编写Python程序实现该算法，并对程序进行测试和调试，确保其正确性。作业要求：Python程序需包含清晰的注释和说明，便于他人理解和阅读。学生需撰写一份程序实现报告，描述算法的设计思路、实现步骤以及测试结果。评价标准：信息意识：是否能准确理解排序算法的需求，提出合理的算法设计方案。计算思维：是否能对算法进行抽象化处理，提出结构化的设计思路。数字化学习与创新：是否能利用Python等编程语言实现算法，并进行测试和调试。信息社会责任：是否能关注算法的正确性和效率，确保数据的准确性和完整性。作业四：报名系统创新元素融入与反思作业内容：学生需在报名系统中融入创新元素，如数据可视化或用户交互优化等，提高系统的实用性和用户体验。学生需撰写一份反思报告，总结数字化学习过程中的经验和收获，提出改进数字化学习方法和工具的建议。作业要求：反思报告需包含对创新元素的详细描述、实现过程以及效果评估。学生需结合实际情况，提出至少两种改进数字化学习方法和工具的建议，并阐述其合理性和可行性。评价标准：信息意识：是否能准确识别报名系统中的创新需求，提出合理的创新方案。计算思维：是否能对创新方案进行抽象化处理，提出结构化的设计思路。数字化学习与创新：是否能利用数字化工具实现创新方案，并进行效果评估。信息社会责任：是否能关注创新方案的安全性和伦理问题，确保数据的合法性和隐私保护。通过以上作业设计，学生将能够深入理解数据与数据结构的概念、意义及其在实际应用中的重要性，同时提升信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任等核心素养。十五、“教-学-评”一致性课时设计课程基本信息教材版本：华东师大版高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》单元主题：第一章引言课时设计：共5课时，包括情境导入（1课时）、理论学习（2课时）、实践操作（4课时）、评价反馈（1课时）、总结提升（1课时）第一课时：情境导入教学目标（一）信息意识学生能够通过项目主题“随时提供有序的报名信息”认识到数据在信息社会中的重要价值。学生能够激发对数据处理和信息管理的兴趣。（二）计算思维学生能够初步理解问题界定在数据处理中的重要性。（三）数字化学习与创新学生能够初步体验数字化环境在信息处理中的应用。（四）信息社会责任学生能够通过讨论报名信息的管理问题，意识到信息安全和信息伦理的重要性。作业目标完成项目情境讨论记录，思考并记录传统报名方式的弊端及改进方法。教学过程情境描述：设想同学们要参加一个活动，报名点需要随时提供有序的报名信息。工作人员如何高效、准确地记录和管理这些信息？教学活动：教师描述项目情境，引导学生思考。教学评价：观察学生参与度，记录学生讨论中的亮点和疑惑。讨论交流：引导学生讨论传统报名方式（如纸质记录）的弊端，如信息易丢失、查询困难等。教学活动：学生分组讨论，记录讨论结果。教学评价：通过提问方式检查学生对项目主题的理解程度。引出主题：提出使用计算机程序来管理报名信息，引出数据与数据结构的学习内容。教学活动：教师总结讨论结果，引出数据与数据结构的重要性。教学评价：观察学生对新主题的兴趣和反应。课后作业完成项目情境讨论记录，思考并记录传统报名方式的弊端及改进方法。第二课时：理论学习（数据）教学目标（一）信息意识学生能够认识到数据在日常生活和计算机编程中的重要性。学生能够初步理解数据类型的概念及其意义。（二）计算思维学生能够通过实例理解数据类型的引入对程序设计的影响。（三）数字化学习与创新学生能够体验不同类型数据在数字化学习环境中的应用。（四）信息社会责任学生能够意识到数据在信息处理中的伦理和安全问题。作业目标完成数据类型的学习笔记，总结不同数据类型的特点和应用场景。教学过程数据概念讲解教学活动：定义数据，介绍数据的宽泛性和层次观。教学评价：通过提问检查学生对数据概念的理解。数据类型讲解教学活动：介绍数据类型在程序设计中的重要性，通过Python等编程语言示例，讲解数值型、逻辑型、字符型等基本数据类型。教学评价：通过课堂练习检查学生对数据类型基本概念的掌握情况。实例分析教学活动：通过实例说明数据类型在程序设计中的应用，以及不同数据类型对程序效率的影响。教学评价：通过小组讨论方式，让学生分享对数据类型的理解。课后作业完成数据类型的学习笔记，总结不同数据类型的特点和应用场景。第三课时：理论学习（数据结构）教学目标（一）信息意识学生能够认识到数据结构在信息管理中的重要性。学生能够初步理解数据结构的概念及其意义。（二）计算思维学生能够通过实例理解数据结构对程序效率的影响。（三）数字化学习与创新学生能够体验不同数据结构在数字化学习环境中的应用。（四）信息社会责任学生能够意识到数据结构在信息处理中的伦理和安全问题。作业目标完成数据结构的学习笔记，总结不同数据结构的特点和应用场景。教学过程数据结构概念讲解教学活动：定义数据结构，介绍数据结构在程序中的作用。教学评价：通过提问检查学生对数据结构概念的理解。数据结构类型讲解教学活动：介绍数组、链表、栈、队列等基本数据结构的概念和特点，通过代码示例展示各种数据结构的应用。教学评价：通过课堂练习检查学生对数据结构基本概念的掌握情况。实例分析教学活动：通过实例说明数据结构的选择对程序效率的影响，如二叉树与线性结构的比较。教学评价：通过小组讨论方式，让学生分享对数据结构的理解。课后作业完成数据结构的学习笔记，总结不同数据结构的特点和应用场景。第四课时：实践操作（设计报名系统）教学目标（一）信息意识学生能够在实践中体验到数据和信息管理的重要性。学生能够根据解决问题的需要，主动寻求数据结构的解决方案。（二）计算思维学生能够通过项目实践，运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。学生能够通过判断、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。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，利用数字化学习资源与工具进行系统设计。学生能够创造性地解决问题，形成创新作品。（四）信息社会责任学生能够在项目实践中遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。学生能够有效维护信息活动中个人的合法权益，积极维护他人合法权益和公共信息安全。作业目标完