2019教科版 高中信息技术 选择性必修1 数据与数据结构《第1单元 数据及其结构》大单元整体教学设计2020课标

教科版高中信息技术选择性必修1数据与数据结构《第1单元数据及其结构》大单元整体教学设计[2020课标]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《第1单元数据及其结构》是高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》的起始单元，本单元旨在通过一系列教学活动，使学生理解数据的基本概念、价值以及数据的组织方式和抽象方法。教学内容包括数据的含义与价值、数据的组织结构、数据抽象等核心概念，通过项目活动让学生体验数据的处理过程，培养学生的信息素养和计算思维能力。具体来说，本单元分为三个主要部分：数据及其价值：介绍数据的基本概念，包括数字、数值和数据的区别，以及数据在信息社会中的重要价值。通过案例分析，让学生理解数据在解决实际问题中的作用，并认识大数据的应用及价值。数据的组织结构：讲解数据的组织结构，包括线性结构、树形结构和图状结构，以及数据的两种存储方式——顺序存储和链式存储。通过实例分析，让学生掌握数据组织的重要性，理解数据结构的概念及其在计算机内存中的表示方式。认识数据抽象：介绍抽象的概念，包括过程抽象和数据抽象，以及抽象在数据处理中的应用。通过项目活动，让学生体验数据抽象的过程，理解抽象的优势，并学会使用抽象方法解决实际问题。（二）单元内容分析数据及其价值核心概念：数字、数值、数据、大数据。教学目标：理解数字、数值和数据的基本含义；体会从数据中获取信息及归纳知识的过程；了解大数据的应用及价值。教学内容：通过案例分析，如机场卫星影像分析和大数据案例分析，让学生理解数据的含义和价值，以及数据在解决实际问题中的应用。数据的组织结构核心概念：线性结构、树形结构、图状结构、顺序存储、链式存储。教学目标：认识数据组织的重要性；了解三种数据组织结构，理解数据结构的概念；掌握数据结构的两种存储方式。教学内容：通过实例分析，如图书馆图书数据的组织、学生社团数据的组织、校园参观路线的组织等，让学生掌握数据的组织结构及其在计算机内存中的表示方式。认识数据抽象核心概念：抽象、过程抽象、数据抽象、抽象数据类型。教学目标：理解抽象的概念；了解过程抽象和数据抽象；通过辨析抽象和实现之间的关系，理解抽象的优势，了解抽象数据类型。教学内容：通过项目活动，如电视机抽象建模和程序化电视机，让学生体验数据抽象的过程，理解抽象在数据处理中的应用，并学会使用抽象方法解决实际问题。（三）单元内容整合本单元的内容整合以培养学生的信息素养和计算思维能力为核心，通过三个主要部分的教学活动，逐步实现从理解数据基本概念到掌握数据组织结构和抽象方法的目标。在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过案例分析、项目活动等方式，让学生在解决实际问题的过程中，深入理解数据及其结构的概念和应用。具体来说，单元内容整合体现在以下几个方面：知识结构的整合：从数据的基本概念出发，逐步深入到数据的组织结构和抽象方法，形成完整的知识体系。教学方法的整合：采用案例分析、项目活动、小组讨论等多种教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。评价方式的整合：通过课堂表现、项目作业、单元测试等多种评价方式，全面评估学生的学习成果，确保教学目标的实现。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“数据及其价值”部分，通过机场卫星影像分析和大数据案例分析，引导学生理解数据的含义和价值，培养学生从数据中获取信息的意识。在“数据的组织结构”部分，通过实例分析，如图书馆图书数据的组织，让学生体验数据处理的过程，学会如何有效地组织和管理数据。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“数据及其价值”部分，通过分析大数据案例，如全球变化、咸海变迁等，引导学生关注信息的变化，学会分析数据并作出合理判断。在“认识数据抽象”部分，通过电视机抽象建模项目活动，让学生体验数据抽象的过程，学会从复杂的信息中提取有用的数据并进行处理。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整个单元的教学过程中，通过案例分析、项目活动等方式，引导学生关注信息可能产生的影响，学会利用数据进行预测和决策。（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“认识数据抽象”部分，通过电视机抽象建模项目活动，引导学生采用计算机科学领域的思想方法界定问题，抽象出电视机的核心功能，并建立结构模型。在“数据的组织结构”部分，通过实例分析，如学生社团数据的组织，引导学生学会如何合理组织数据，建立数据结构模型。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整个单元的教学过程中，通过项目活动、小组讨论等方式，引导学生判断、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“数据及其价值”部分，通过大数据案例分析，引导学生运用算法对数据进行处理和分析，形成解决问题的方案。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“认识数据抽象”部分，通过电视机程序化项目活动，引导学生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。在整个单元的教学过程中，注重培养学生的迁移能力，让学生能够将所学知识和方法应用到实际问题的解决中。（三）数字化学习与创新能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯在整个单元的教学过程中，通过数字化学习资源的提供和使用，引导学生认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境。通过项目活动、小组讨论等方式，培养学生的数字化学习与创新习惯，鼓励学生利用数字化工具和资源进行自主学习和协作学习。掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造在“认识数据抽象”部分，通过电视机程序化项目活动，引导学生掌握数字化学习系统和工具的操作技能，用于开展自主学习和协同工作。在整个单元的教学过程中，鼓励学生利用数字化学习资源和工具进行创新创造，如设计数据处理算法、开发简单的信息系统等。根据学习任务的复杂程度和个体学习需求的特点，合理运用数字化环境，主动参与协作学习与协同创作在整个单元的教学过程中，根据学习任务的复杂程度和个体学习需求的特点，合理运用数字化环境，组织学生进行协作学习与协同创作。通过小组讨论、项目合作等方式，培养学生的团队协作能力和创新能力，让学生在协作学习与协同创作的过程中共同成长。（四）信息社会责任具有一定的信息安全意识与能力，遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则在整个单元的教学过程中，注重培养学生的信息安全意识，引导学生了解信息法律法规和道德伦理准则。通过案例分析、项目活动等方式，让学生认识到信息安全的重要性，学会如何保护个人和他人的信息安全。在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全在“数据及其价值”部分，通过大数据案例分析，引导学生关注个人和公共信息安全，学会如何维护信息活动中的合法权益。在整个单元的教学过程中，注重培养学生的公共规范意识，让学生在现实空间和虚拟空间中都能遵守公共规范，维护信息安全。关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力在整个单元的教学过程中，引导学生关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，培养学生的社会责任感和可持续发展意识。-对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，鼓励学生保持积极学习的态度，进行理性判断和负责行动，为信息技术的发展贡献自己的力量。三、学情分析（一）已知内容分析高中学生在进入选择性必修1《数据与数据结构》课程之前，已经在必修课程《数据与计算》模块中初步了解了数据的基本概念、数据处理的基本方法，以及算法与程序设计的基础知识。通过这些课程的学习，学生已经掌握了一些基础的计算机操作技能，如文件的创建与管理、基本的文本编辑等。学生也具备了一定的逻辑思维能力和问题解决能力，能够理解和分析简单的逻辑结构，如顺序结构和选择结构。在数学知识方面，高中学生已经完成了初中数学和高中数学必修部分的学习，掌握了基本的数学运算、代数表达式、几何图形和概率统计等知识。这些知识为理解数据结构中的数组、链表、树形结构等提供了必要的数学基础。在信息技术应用方面，学生已经具备了使用搜索引擎获取信息、使用电子邮件进行沟通交流、利用社交媒体分享生活点滴等能力。这些应用经验使得学生对信息技术的价值和应用场景有了初步的认识，也为后续学习数据及其价值、数据的组织结构等内容奠定了基础。（二）新知内容分析本单元《数据及其结构》的教学内容包括1.1数据及其价值、1.2数据的组织结构、1.3认识数据抽象三个部分。这三个部分的内容相互关联，逐步深入，旨在帮助学生全面理解数据的概念、价值、组织方式和抽象方法。数据及其价值：本部分内容主要引导学生理解数据的基本含义、特征及其在现实生活中的广泛应用。通过案例分析，如机场卫星影像分析、大数据案例分析等，让学生体会数据背后蕴含的信息和价值，认识到数据在现代社会中的重要性和作用。数据的组织结构：本部分内容重点介绍数据的三种基本组织结构——线性结构、树形结构和图状结构，并详细阐述这些结构的特点、应用场景及存储方式。通过具体的生活实例，如图书馆图书数据的组织、学生社团的组织结构等，帮助学生理解不同数据组织结构的优势和局限性。认识数据抽象：本部分内容主要讲解抽象的概念及其在数据处理中的应用。通过电视机的抽象建模项目，让学生理解抽象是如何帮助我们忽略事物的物理细节，专注于逻辑功能和整体特性的。通过程序化电视机的任务，让学生体验数据抽象在程序设计中的重要作用。（三）学生学习能力分析高中学生在学习能力方面已经具备了一定的自主性和探究性。他们能够独立进行信息检索、资料查阅和问题解决，也能够与他人合作完成学习任务。在信息技术课程的学习中，学生通常表现出较高的学习兴趣和积极性，愿意尝试新的技术工具和方法。由于学生的知识背景、学习习惯和思维能力存在差异，他们在学习过程中可能会遇到不同的困难和挑战。例如，一些学生可能对数学概念和逻辑推理感到吃力，导致在理解数据结构和算法时遇到困难；另一些学生则可能对抽象概念的理解不够深入，难以把握数据抽象的本质和意义。为了应对这些挑战，教师需要根据学生的实际情况和学习需求，采取针对性的教学策略和方法，帮助学生克服学习障碍，提高学习效果。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习《数据及其结构》单元中可能遇到的学习障碍，教师可以采取以下策略进行突破：强化基础知识教学：对于数学基础薄弱的学生，教师应加强数学基础知识的复习和巩固，特别是与数据结构相关的数学概念，如集合、函数、图论等。通过例题讲解和练习训练，帮助学生掌握基本的数学运算和逻辑推理方法，为后续学习数据结构打下基础。采用直观教学手段：利用多媒体教学资源，如动画、视频、图表等，将抽象的数据结构和算法过程直观化、形象化，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。通过实物演示和动手操作，让学生亲身体验数据结构的构建和算法的实现过程，加深对抽象概念的理解。加强实践环节设计：设计丰富多样的实践活动，如编程练习、项目设计、案例分析等，让学生在实践中运用所学知识，提高解决问题的能力。鼓励学生参与课外科技活动和创新竞赛，通过实际项目的开发和实施，锻炼自己的创新思维和实践能力。实施分层教学：根据学生的学习能力和兴趣特长，实施分层教学，为不同层次的学生提供合适的学习内容和难度。对于学有余力的学生，可以提供拓展性的学习资源和挑战性的学习任务，激发他们的学习潜力和创造力；对于学习困难的学生，则给予更多的关注和辅导，帮助他们逐步掌握基础知识和技能。注重思维训练：加强学生的逻辑思维能力训练，通过逻辑推理、问题分析等教学活动，培养学生的抽象思维和批判性思维。引导学生学会从不同角度审视问题，寻找多种解决方案，并比较不同方案的优劣性，培养他们的创新意识和问题解决能力。加强师生互动与合作：建立良好的师生互动关系，鼓励学生积极提问和表达观点，及时解答学生的疑惑和问题。组织学生开展小组合作学习，通过共同讨论、协作完成任务等方式，促进学生之间的交流与合作，培养他们的团队协作能力和沟通能力。通过以上策略的实施，可以有效突破学生在学习《数据及其结构》单元中遇到的学习障碍，提高他们的学习兴趣和效果，为后续的信息技术课程学习打下坚实的基础。四、大主题或大概念设计本大单元的大主题或大概念设计为“探索数据的奥秘：理解数据价值，掌握数据结构，提升数据抽象能力”。围绕这一主题，通过三个子课题的学习活动，即“数据及其价值”、“数据的组织结构”和“认识数据抽象”，引导学生深入理解数据的概念、特征及其在社会生活中的广泛应用，掌握数据的组织方式和存储结构，并通过数据抽象提升解决复杂问题的能力。五、大单元目标叙写（一）信息意识敏感度提升：学生能够敏锐地感知到信息社会中数据的无处不在，理解数据在日常生活、学习和社会决策中的重要作用。价值判断：学生能够判断不同数据源的可靠性、内容的准确性以及数据使用的目的性，从而做出合理的决策。信息获取与共享：学生能够主动寻求合适的方式获取所需数据，并愿意在团队合作中共享数据资源，实现信息的最大化利用。（二）计算思维问题界定与抽象：学生能够运用计算思维界定问题，从复杂情境中抽象出数据特征，并用形式化的方法表述问题。数据结构选择：学生能够根据问题的需要，选择合适的数据结构（如线性结构、树形结构、图状结构）来组织数据，提高数据处理的效率。算法设计与实现：学生能够设计简单的算法来解决数据问题，并利用程序设计语言实现算法，体验算法在数据处理中的价值。（三）数字化学习与创新数字化工具应用：学生能够熟练掌握数字化学习工具和资源，如数据库管理系统、数据分析软件等，进行自主学习和协作学习。问题解决与创新：学生能够运用数字化工具创造性地解决问题，形成创新性的作品或解决方案，提高数字化学习与创新能力。学习资源管理与分享：学生能够有效地管理个人学习资源，并在网络学习空间中分享学习成果，促进知识的交流与共享。（四）信息社会责任信息安全与隐私保护：学生能够认识到信息安全的重要性，遵守信息法律法规，采取适当的技术手段保护个人及他人的信息安全和隐私。伦理道德规范：学生能够在信息活动中遵循信息社会的伦理道德规范，尊重知识产权，抵制不良信息行为。社会影响力认识：学生能够理解信息技术发展对社会进步和个人生活的影响，积极为信息社会的健康发展贡献力量。六、大单元教学重点数据价值的深入理解：通过案例分析、项目活动等方式，帮助学生深刻理解数据在信息社会中的重要价值，认识到数据不仅是信息加工的原料，更是决策的重要依据。数据结构的灵活应用：引导学生掌握线性结构、树形结构、图状结构等基本数据结构的概念和特点，学会根据问题的需要选择合适的数据结构来组织数据，提高数据处理的效率。数据抽象能力的提升：通过电视机抽象建模等项目活动，培养学生的抽象思维能力，学会从复杂问题中抽象出数据特征，用形式化的方法表述问题，为解决问题提供清晰的思路。七、大单元教学难点数据价值的全面认识：如何让学生全面认识到数据在信息社会中的广泛应用和巨大价值，理解数据不仅是科学计算的基础，更是社会决策的重要依据，这是本单元教学的一个难点。数据结构的灵活选择与应用：如何引导学生根据问题的需要灵活选择合适的数据结构来组织数据，避免生搬硬套，提高数据处理的效率，这是本单元教学的另一个难点。数据抽象能力的培养：数据抽象是计算思维的重要组成部分，如何培养学生的抽象思维能力，让他们学会从复杂问题中抽象出数据特征，用形式化的方法表述问题，并迁移到其他相关问题的解决过程中，这是本单元教学的最大难点。为了克服这些教学难点，教师可以采取以下策略：多样化教学手段：结合案例分析、项目活动、小组讨论等多种教学手段，创设真实的问题情境，激发学生的学习兴趣和积极性。分层次教学：根据学生的认知水平和学习基础，分层次设计教学任务和活动，让每个学生都能在原有基础上得到提高。强化实践环节：通过上机操作、项目实践等方式，让学生亲身体验数据结构的选择与应用过程，加深对知识的理解和掌握。注重思维引导：在教学过程中注重引导学生思考问题的本质和解决方法，培养他们的抽象思维能力和问题解决能力。通过以上教学策略的实施，可以帮助学生克服学习难点，全面提升他们的信息素养和计算思维能力。八、大单元整体教学思路在高中信息技术选择性必修1《数据与数据结构》的第一单元《数据及其结构》中，我们将通过三个主要部分——数据及其价值、数据的组织结构和认识数据抽象，来展开教学。本单元的教学目标是全面培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。以下是大单元整体教学思路的详细阐述。（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，结合本单元的教学内容，我们将教学目标设定为以下四个方面：信息意识学生能够认识到数据在信息社会中的重要价值，理解数据与信息的关系，具备从数据中获取信息和归纳知识的能力。学生能够敏锐感知信息的变化，分析数据中所承载的信息，对信息来源的可靠性、内容的准确性进行合理判断。学生能够在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。计算思维学生能够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，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，并能够将计算思维迁移到相关问题的解决中。学生能够理解和掌握数据结构的基本概念和操作方法，如数组、链表、线性表等，并能利用这些数据结构解决实际问题。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资源和工具，创造性地解决问题，形成创新作品，提升自主学习和协同工作的能力。学生能够通过项目学习和实践活动，体验数字化学习与创新的过程，提升解决实际问题的能力。信息社会责任学生能够具备一定的信息安全意识与能力，遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。学生能够在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，有效维护信息活动中个人的合法权益和公共信息安全。学生能够关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，对信息技术创新产生的新观念和新事物保持积极学习的态度，并具备理性判断和负责行动的能力。（二）教学内容与方法1.数据及其价值教学内容：介绍数据的基本概念、数据的类别和特征，通过案例分析数据在社会各领域的应用和价值。教学方法：案例分析：通过“机场卫星影像分析”和“大数据案例分析”等任务，让学生理解数据的重要性及其在社会生活中的应用。项目活动：组织学生开展项目活动，如分析全球变暖与二氧化碳浓度的关系，探讨咸海水面减少的原因等，培养学生从数据中获取信息和归纳知识的能力。讨论与交流：引导学生讨论数据在日常生活中的应用，增强他们对数据价值的认识。2.数据的组织结构教学内容：介绍数据的三种基本组织结构——线性结构、树形结构和图状结构，以及数据的存储方式。教学方法：实例分析：通过分析图书馆图书数据、学生社团数据和校园参观路线数据等实例，让学生理解不同数据组织结构的特点和应用场景。动手实践：组织学生进行动手实践，如设计图书数据的存储方式、绘制学生社团组织结构图等，加深他们对数据组织结构的理解。小组讨论：通过小组讨论的形式，让学生探讨不同数据组织结构的优缺点，培养他们的批判性思维和合作能力。3.认识数据抽象教学内容：介绍抽象的概念，通过电视机的抽象建模让学生理解数据抽象的过程和优势。教学方法：概念讲解：首先讲解抽象的概念及其在计算机科学中的重要性，引导学生理解抽象是一种抛弃局部物理细节、从整体逻辑角度来看待事物的方式。抽象建模：以电视机为例，引导学生进行抽象建模，将电视机的物理实现细节抽象为逻辑功能接口，理解数据抽象的过程。编程实践：通过编程实践，让学生编写电视机功能接口的实现代码，体验数据抽象的优势和灵活性。（三）学业评价学业评价是教学过程中的重要环节，我们将采用多元化的评价方式，全面、公正地评价学生的学习成果。过程性评价：通过观察学生在课堂上的表现、参与项目活动的积极性和合作精神等方面进行评价。作品评价：对学生完成的项目作品、实践报告和编程代码等进行评价，考察他们的创新能力和实践操作能力。测试评价：通过单元测试、期中考试和期末考试等形式，评价学生对知识点的掌握情况和解决问题的能力。自我评价与同伴评价：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，培养他们的自我反思能力和合作精神。（四）教学实施步骤导入新课：通过实际生活中的数据应用案例，引导学生认识数据的重要性，激发他们的学习兴趣。新知讲授：按照教学内容的顺序，逐步讲授数据的基本概念、数据的组织结构、数据抽象等知识点。实践操作：组织学生进行动手实践，如设计数据存储结构、进行抽象建模和编程实践等，加深他们对知识点的理解。项目活动：开展项目活动，如“大数据案例分析”、“校园数据组织结构设计”等，让学生将所学知识应用于实际问题的解决中。总结提升：通过课堂讨论、作品展示和测试评价等方式，总结学生的学习成果，提升他们的信息素养和综合能力。（五）教学资源与环境教学资源：利用教材、教学课件、网络资源和实际案例等教学资源，为学生提供丰富的学习材料和实践机会。教学环境：配备计算机教室、实验室等教学设施，为学生提供良好的学习环境和实践条件。技术支持：利用信息技术手段，如在线学习平台、编程工具等，支持学生的自主学习和协作学习。（六）教学反思与改进在教学过程中，我们将不断进行教学反思，总结经验教训，及时调整教学策略和方法。鼓励学生提出反馈意见，以便我们更好地了解他们的学习需求和困难，进一步改进教学工作。通过本单元的教学，我们期望能够全面培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为他们未来的学习和生活打下坚实的基础。九、学业评价学业评价是检验学生学习成效、衡量教学目标达成度的重要手段。本单元《数据与数据结构》的学业评价设计，将紧密围绕《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，从信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个维度出发，确保评价内容的全面性、公正性和有效性。一、评价原则全面性：学业评价应涵盖信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心素养的各个方面，确保评价内容的全面性。公正性：评价过程应公平、公正，尊重每个学生的个体差异，采用多元化的评价方式，避免单一评价的局限性。有效性：评价设计应具有针对性和实效性，能够真实反映学生的学习成效和核心素养的发展水平。二、教学目标通过本单元的学习，学生应达到以下教学目标：信息意识：学生能够认识到数据在信息社会中的重要价值，能够自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理数据，具备对数据信息的敏感度和判断力。计算思维：学生能够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、合理组织数据，并能够通过判断、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。数字化学习与创新：学生能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。信息社会责任：学生具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，积极维护信息活动中个人的合法权益和公共信息安全。三、学习目标信息意识：理解数字、数值和数据的基本含义，体会从数据中获取信息及归纳知识的过程。了解大数据的应用及价值，认识到数据作为新的原材料、生产资料和基础设施的价值与意义。计算思维：理解数据结构的概念及其在解决问题过程中的重要作用。掌握数组、链表、字符串、队列、栈等基本数据结构的概念，并能编程实现其相关操作。理解抽象数据类型对数据处理的重要性，能够针对限定条件的实际问题进行数据抽象，运用数据结构合理组织、存储数据，选择合适的算法（如排序、查找、迭代、递归等）编程实现、解决问题。数字化学习与创新：掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习。能够构建简单的信息系统，积极利用各种信息系统促进学习与发展。在解决问题过程中，能够创造性地运用数字化资源和工具，形成创新性的解决方案。信息社会责任：在信息系统应用过程中，能预判可能存在的信息泄露等安全风险，掌握信息系统安全防范的常用技术方法。认识信息系统在社会应用中的优势及局限性，能够自觉遵守相关法律法规与伦理道德规范。四、评价目标设定信息意识：评价内容：学生对数据信息的敏感度、对数据价值的判断力、对大数据应用的认识等。评价方式：通过观察学生在课堂讨论中对数据信息的关注程度、在案例分析中对数据价值的判断准确性、在作业中体现的对大数据应用的理解深度等进行评价。评价标准：学生能够准确识别数据中的关键信息，对数据价值有清晰的认识，能够结合生活实例分析大数据的应用及其影响。计算思维：评价内容：学生对数据结构概念的理解、对基本数据结构的掌握程度、对算法设计与实现的能力等。评价方式：通过编程作业、项目实践、课堂测试等方式，考察学生对数据结构的运用、算法的设计与实现能力。评价标准：学生能够正确理解和运用数据结构，能够针对具体问题设计合理的算法并编程实现，程序运行稳定且效率高。数字化学习与创新：评价内容：学生适应数字化学习环境的能力、运用数字化工具开展学习的能力、在解决问题过程中的创新能力等。评价方式：通过观察学生在数字化学习环境中的表现、在作业和项目中使用数字化工具的情况、在创新实践活动中的表现等进行评价。评价标准：学生能够迅速适应数字化学习环境，熟练运用各种数字化工具开展学习，在解决问题过程中能够提出创新性的解决方案并付诸实践。信息社会责任：评价内容：学生的信息安全意识、对信息法律法规的遵守情况、在信息系统应用中的道德伦理表现等。评价方式：通过案例分析、课堂讨论、角色扮演等方式，考察学生对信息安全的认识、对信息法律法规的遵守程度以及在信息系统应用中的道德伦理表现。评价标准：学生具备较强的信息安全意识，能够自觉遵守信息法律法规和道德伦理规范，在信息系统应用中能够积极维护个人合法权益和公共信息安全。五、具体评价活动设计信息意识评价活动：活动名称：数据背后的秘密——案例分析活动描述：选取生活中的大数据应用案例，如电商平台的商品推荐系统、社交媒体的个性化推送等，让学生分析这些数据背后的价值及其对个人生活的影响。评价方式：小组讨论+个人报告评价标准：学生能否准确识别案例中的关键数据信息，对数据价值有深入的理解，能否结合个人经历分析大数据应用对个人生活的影响。计算思维评价活动：活动名称：数据结构编程挑战活动描述：设计一系列基于数据结构编程的挑战任务，如使用链表实现学生信息管理系统、利用栈解决括号匹配问题等，要求学生独立完成编程任务。评价方式：编程作业+代码审查评价标准：学生能否正确理解和运用数据结构，编程实现是否合理、高效，代码是否规范、易读。数字化学习与创新评价活动：活动名称：数字化学习工具创意应用活动描述：鼓励学生探索并创意应用各种数字化学习工具，如使用思维导图软件整理学习笔记、利用在线协作平台开展小组学习等，并分享自己的应用经验和成果。评价方式：作品展示+经验分享评价标准：学生能否熟练运用数字化学习工具提高学习效率，作品是否具有创新性和实用性，经验分享是否清晰、有价值。信息社会责任评价活动：活动名称：信息安全与伦理辩论赛活动描述：围绕信息安全、信息伦理等主题，组织学生进行辩论赛，如“个人隐私与大数据应用的边界”、“网络谣言的传播与责任”等辩题，让学生充分表达自己的观点并展开辩论。评价方式：辩论表现+观众投票评价标准：学生能否清晰、有力地表达自己的观点，能否运用信息法律法规和道德伦理规范进行辩论，观众投票结果作为参考依据。通过以上评价活动的设计和实施，可以全面、公正、有效地评价学生在本单元学习中的核心素养发展情况，为后续的教学改进和学生个性化发展提供依据。这些评价活动也有助于激发学生的学习兴趣和积极性，促进其全面发展。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路在《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对选择性必修1《数据与数据结构》的《第1单元数据及其结构》的教学内容，本大单元的实施思路旨在通过一系列分层次、递进式的教学活动，引导学生深入理解数据及其价值、掌握数据的组织结构和认识数据抽象的重要性，进而全面提升学生的信息素养。具体实施思路如下：情境导入，激发兴趣：通过贴近学生生活的实例和案例，引入数据及其价值的概念，激发学生的学习兴趣和探究欲望。分层学习，逐步深入：将教学内容分为“数据及其价值”、“数据的组织结构”和“认识数据抽象”三个层次，逐层深入，逐步提升学生的认知水平。实践操作，巩固知识：结合项目学习和实践活动，让学生在动手操作中巩固所学知识，提升解决实际问题的能力。评价反馈，促进发展：通过多元化的评价方式，及时反馈学生的学习情况，调整教学策略，促进学生的全面发展。总结反思，提升素养：通过单元学习总结和反思，帮助学生梳理所学知识，形成系统的知识体系，提升信息素养。二、教学目标设定（一）信息意识学生能够意识到数据在信息社会中的重要性和价值，能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求数据资源。学生能够敏锐地感知数据的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对数据的来源、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断。学生能够在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享数据资源，实现数据的更大价值。（二）计算思维学生能够在信息活动中，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、分析与综合各种数据资源，运用合理的算法形成解决问题的方案。学生能够总结利用数据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。（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进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，提升学习效率和质量。学生能够运用数字化工具和资源解决实际问题，创造性地设计出具有创新性的数字化作品。（四）信息社会责任学生能够具有一定的信息安全意识与能力，遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。学生能够在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全。学生能够关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。三、教学结构图数据及其结构|+++||数据及其价值数据的组织结构认识数据抽象|||+++++++++||||||数据案例数据价值线性结构树形结构图状结构抽象概念抽象应用||||||卫星影像大数据案例图书馆数据社团数据校园路线电视机抽象程序化电视机四、具体教学实施步骤1.数据及其价值1.1情境导入活动设计：展示卫星影像图，引导学生观察并识别其中的地物，如机场、城镇、农田、道路等。教学目标：激发学生的学习兴趣，初步认识数据的实际应用价值。1.2数据案例分析任务一：机场卫星影像分析活动1：在卫星影像上找到并标示出各种地物，测量跑道长度和宽度，推测飞机型号。活动2：观察卫星影像的色彩和形状，分析地貌特征，统计不同颜色区域的面积和分布。教学目标：通过案例分析，理解数据的基本含义及其在解决实际问题中的应用。任务二：大数据案例分析活动1：分析二氧化碳排放与全球变暖的数据关系，探讨人类活动对气候变化的影响。活动2：观察咸海和亚马孙地区森林变迁的卫星影像，分析环境变化的原因。活动3：分析“黄金周”北京旅游微博签到数据，探讨游客的行为模式和旅游体验。教学目标：通过大数据分析，理解数据在揭示全球变化和社会现象中的重要作用。1.3数据的价值和意义活动设计：讨论数据的价值和意义，引导学生认识数据作为新原材料、生产资料和基础设施的价值。教学目标：培养学生的信息意识，理解数据在信息社会中的重要性和价值。2.数据的组织结构2.1线性结构活动设计：探究图书馆图书数据的组织方式，理解线性结构的概念和特点。教学目标：掌握线性结构的基本概念和实现方法，能够用线性结构组织简单数据。2.2树形结构活动设计：探究学生社团数据的组织方式，理解树形结构的概念和特点。教学目标：掌握树形结构的基本概念和实现方法，能够用树形结构组织具有层次关系的数据。2.3图状结构活动设计：探究校园参观路线的数据组织方式，理解图状结构的概念和特点。教学目标：掌握图状结构的基本概念和实现方法，能够用图状结构组织具有复杂关系的数据。2.4数据的存储方式活动设计：设计图书数据和社团数据的存储方式，理解顺序存储和链式存储的区别。教学目标：掌握数据结构的两种存储方式，能够根据实际需要选择合适的数据存储方式。3.认识数据抽象3.1抽象的概念活动设计：通过“电视机抽象建模”项目，理解抽象的概念及其在数据处理中的应用。教学目标：掌握抽象的基本概念和方法，能够用抽象的方式分析问题和解决问题。3.2过程抽象和数据抽象活动设计：分析电视机的逻辑功能和物理实现，理解过程抽象和数据抽象的区别。教学目标：掌握过程抽象和数据抽象的基本概念和方法，能够用抽象的方式设计数据处理系统。3.3抽象数据类型活动设计：通过“程序化电视机”项目，理解抽象数据类型的概念及其在程序设计中的应用。教学目标：掌握抽象数据类型的基本概念和方法，能够用抽象数据类型设计程序模块。4.单元学习评价评价原则：遵循全面性、公正性和有效性原则，采用多元化的评价方式。评价内容：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。评价方式：包括课堂观察、作业评价、项目评价、同伴评价等多种方式。5.单元学习总结活动设计：组织学生进行单元学习总结，梳理所学知识，分享学习心得。教学目标：帮助学生形成系统的知识体系，提升信息素养，为后续学习奠定坚实基础。通过以上教学实施步骤，旨在全面提升学生的信息素养，培养其信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为学生的终身发展奠定坚实基础。十一、大情境、大任务创设在《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对选择性必修1《数据与数据结构》中的《第1单元数据及其结构》的教学内容，本单元的大情境与大任务创设旨在通过一系列情境化、任务导向的教学活动，引导学生在真实的问题解决过程中，深入理解数据及其价值、掌握数据的组织结构、认识数据抽象的重要性，进而全面提升学生的信息素养。以下是大情境与大任务的详细设计。一、大情境设计：智慧校园的数据探索之旅（一）情境背景随着信息技术的飞速发展，智慧校园已经成为现代教育的重要趋势。智慧校园通过集成物联网、大数据、云计算等先进技术，实现了校园管理、教学、生活等各方面的智能化。在这个充满数据的智慧校园中，每一个学生都是数据的生产者和消费者，他们每天都在与各种各样的数据进行交互。本单元的大情境设计将以“智慧校园的数据探索之旅”为主线，引导学生扮演数据探索者的角色，通过一系列的数据探索任务，深入了解数据在智慧校园中的应用和价值。（二）情境目标信息意识：通过参与智慧校园的数据探索之旅，学生能够意识到数据在智慧校园中的重要作用和价值，学会从数据中提取有用信息，为解决问题提供参考。计算思维：在数据探索的过程中，学生能够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，并运用合理的算法形成解决问题的方案。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数据探索和分析，创造性地解决问题，提升学习效率和质量。信息社会责任：在数据探索的过程中，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，保护个人隐私和信息安全，积极维护公共信息安全。二、大任务设计：智慧校园数据探索任务（一）任务一：智慧校园数据初体验——数据及其价值探索1.任务目标信息意识：通过探索智慧校园中的数据，学生能够认识到数据在智慧校园中的广泛应用和价值。计算思维：学生能够运用简单的数据处理方法，对智慧校园中的数据进行初步分析和解读。2.任务内容情境导入：教师介绍智慧校园的概念和应用场景，展示智慧校园中的一些典型数据，如学生考勤数据、图书馆借阅数据、校园一卡通消费数据等。活动设计：活动1：数据分析初体验。学生分组选择一种智慧校园中的数据（如学生考勤数据），使用Excel等数据处理工具对数据进行整理、排序、筛选等基本操作，观察数据的特点和规律。活动2：数据价值探讨。学生根据活动1中的数据分析结果，探讨这些数据在智慧校园管理中的应用和价值，如如何通过数据分析提高考勤管理的效率、如何根据借阅数据优化图书馆资源配置等。3.成果展示与评价学生以小组为单位，展示数据分析结果和探讨结论，教师和其他小组进行点评和交流。评价重点关注学生对数据价值的认识程度、数据处理方法的掌握情况以及小组合作的能力。（二）任务二：智慧校园数据组织与管理——数据的组织结构探索1.任务目标信息意识：学生能够理解数据的组织结构在智慧校园数据管理中的重要性。计算思维：学生能够掌握线性结构、树形结构、图状结构等基本数据组织结构，并能够运用这些结构对智慧校园中的数据进行组织和管理。2.任务内容情境导入：教师介绍数据组织结构的概念和重要性，以及线性结构、树形结构、图状结构等基本数据组织结构的特点和应用场景。活动设计：活动1：数据结构实践。学生分组选择一种智慧校园中的数据（如学生社团数据），根据数据的特点和需求，设计合适的数据组织结构（如树形结构）来组织和管理这些数据。活动2：数据结构比较。学生比较不同数据组织结构（如线性结构、树形结构、图状结构）在智慧校园数据管理中的应用优缺点，探讨如何根据实际需求选择合适的数据组织结构。3.成果展示与评价学生以小组为单位，展示数据结构设计方案和数据组织结构比较结果，教师和其他小组进行点评和交流。评价重点关注学生对数据组织结构的理解程度、数据结构设计方案的合理性和创新性以及小组合作的能力。（三）任务三：智慧校园数据抽象与建模——认识数据抽象1.任务目标信息意识：学生能够理解数据抽象在智慧校园数据处理中的重要性。计算思维：学生能够掌握数据抽象的基本方法，运用抽象思维对智慧校园中的数据进行建模和分析。数字化学习与创新：学生能够利用数字化工具进行数据抽象和建模实践，创造性地解决智慧校园中的实际问题。2.任务内容情境导入：教师介绍数据抽象的概念和重要性，以及数据抽象在智慧校园数据处理中的应用场景。活动设计：活动1：数据抽象实践。学生分组选择一种智慧校园中的数据（如校园一卡通消费数据），运用数据抽象的方法对数据进行建模和分析，提取出有用的信息和特征。活动2：数据抽象应用。学生根据活动1中的数据抽象结果，设计一种基于数据抽象的智慧校园应用场景（如校园消费行为分析系统），并阐述该应用场景的实现方案和预期效果。3.成果展示与评价学生以小组为单位，展示数据抽象实践结果和数据抽象应用场景设计方案，教师和其他小组进行点评和交流。评价重点关注学生对数据抽象的理解程度、数据抽象实践方法的掌握情况以及数据抽象应用场景设计的合理性和创新性。三、大任务总结与反思在大任务完成后，教师应组织学生进行总结与反思，回顾整个智慧校园数据探索之旅的学习过程，分享学习心得和体会。教师应对学生的学习成果进行评价和反馈，指出学生在信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等方面的进步和不足，并提出针对性的改进建议。教师还可以鼓励学生将所学的知识和技能应用到实际生活中，积极参与智慧校园的建设和管理，为提升校园智能化水平贡献自己的力量。通过以上大情境与大任务的设计与实施，学生能够在真实的问题解决过程中深入理解数据及其价值、掌握数据的组织结构、认识数据抽象的重要性，进而全面提升信息素养和综合能力。这种情境化、任务导向的教学方式也能够激发学生的学习兴趣和积极性，促进学生的主动学习和合作探究。十二、单元学历案（一）单元主题与课时本单元主题为“数据与数据结构”，具体课时设计如下：第1课时：数据及其价值情境导入：通过展示卫星影像图，引导学生观察并识别地物。数据案例分析：分析机场卫星影像和大数据案例，理解数据的基本含义及价值。数据的价值和意义：讨论数据的价值和意义，培养学生的信息意识。第2课时：数据的组织结构（线性结构）探究图书馆图书数据的组织方式，理解线性结构的概念和特点。实践活动：设计图书数据的存储方式，掌握线性结构的实现方法。第3课时：数据的组织结构（树形结构）探究学生社团数据的组织方式，理解树形结构的概念和特点。实践活动：设计社团数据的存储方式，掌握树形结构的实现方法。第4课时：数据的组织结构（图状结构）探究校园参观路线的数据组织方式，理解图状结构的概念和特点。实践活动：设计校园参观路线的存储方式，掌握图状结构的实现方法。第5课时：认识数据抽象（电视机的抽象）了解用户眼中的电视机和机壳之内的物理实现，理解抽象的概念。实践活动：分析电视机的逻辑功能和物理实现，理解过程抽象和数据抽象的区别。第6课时：认识数据抽象（程序化电视机）收看虚拟的电视机：通过编程实现电视机的逻辑功能接口。数据抽象的应用：理解抽象数据类型及其优势，体验数据抽象在编程中的应用。（二）学习目标本单元的学习目标设定如下：（一）信息意识学生能够意识到数据在信息社会中的重要性和价值，能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求数据资源。学生能够敏锐地感知数据的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对数据的来源、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断。学生能够在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享数据资源，实现数据的更大价值。（二）计算思维学生能够在信息活动中，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、分析与综合各种数据资源，运用合理的算法形成解决问题的方案。学生能够总结利用数据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。（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进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，提升学习效率和质量。学生能够运用数字化工具和资源解决实际问题，创造性地设计出具有创新性的数字化作品。（四）信息社会责任学生能够具有一定的信息安全意识与能力，遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。学生能够在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全。学生能够关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。（三）评价任务课堂观察：观察学生在课堂讨论、实践活动中的参与度、合作情况和解决问题的能力，评价学生的信息意识、计算思维和数字化学习与创新能力。作业评价：评价学生完成的作业，包括数据分析报告、数据结构设计、程序代码等，评估学生对数据及其价值、数据组织结构和数据抽象的理解程度和应用能力。项目评价：评价学生在项目活动中的表现，包括项目设计、实施、成果展示和反思等，评估学生的信息素养、团队协作能力和创新能力。同伴评价：通过同伴互评的方式，评价学生在小组活动中的贡献度、合作态度和沟通能力，促进学生之间的相互学习和成长。（四）学习过程第1课时：数据及其价值情境导入：展示卫星影像图，引导学生观察并识别地物，激发学生的学习兴趣。数据案例分析：分析机场卫星影像，测量跑道长度和宽度，推测飞机型号。分析大数据案例，理解数据在揭示全球变化和社会现象中的重要作用。数据的价值和意义：讨论数据的价值和意义，引导学生认识数据作为新原材料、生产资料和基础设施的价值。第2课时：数据的组织结构（线性结构）探究图书馆图书数据的组织方式：分析图书馆图书数据的排列方式，理解线性结构的概念和特点。实践活动：设计图书数据的存储方式，掌握线性结构的实现方法。学生分组设计图书数据的存储方案，并在课堂上进行展示和讨论。第3课时：数据的组织结构（树形结构）探究学生社团数据的组织方式：分析学生社团数据的层次关系，理解树形结构的概念和特点。实践活动：设计社团数据的存储方式，掌握树形结构的实现方法。学生分组设计社团数据的存储方案，并在课堂上进行展示和讨论。第4课时：数据的组织结构（图状结构）探究校园参观路线的数据组织方式：分析校园参观路线的复杂关系，理解图状结构的概念和特点。实践活动：设计校园参观路线的存储方式，掌握图状结构的实现方法。学生分组设计校园参观路线的存储方案，并在课堂上进行展示和讨论。第5课时：认识数据抽象（电视机的抽象）了解用户眼中的电视机：分析电视机的逻辑功能和操作界面，理解用户眼中的电视机。了解机壳之内的物理实现：探讨电视机的物理实现细节，理解机壳之内的秘密。实践活动：分析电视机的逻辑功能和物理实现，理解过程抽象和数据抽象的区别。学生分组讨论并撰写分析报告。第6课时：认识数据抽象（程序化电视机）收看虚拟的电视机：通过编程实现电视机的逻辑功能接口，体验程序化电视机的过程。数据抽象的应用：理解抽象数据类型及其优势，体验数据抽象在编程中的应用。学生分组编写程序代码，实现电视机的逻辑功能接口，并在课堂上进行展示和讨论。（五）作业与检测作业：完成数据分析报告：针对大数据案例，分析数据的变化趋势和背后的原因，撰写数据分析报告。设计数据结构：根据给定的问题情境，设计合适的数据结构，并绘制数据结构图。编写程序代码：针对电视机抽象建模项目，编写程序代码实现电视机的逻辑功能接口。检测：课堂小测验：针对每课时的学习内容，设计课堂小测验，检测学生对知识点的掌握情况。项目展示与评价：组织学生进行项目展示，通过同伴评价和教师评价的方式，评估学生的项目完成情况和学习成果。（六）学后反思在本单元的学习结束后，学生应进行学后反思，主要内容包括：知识掌握情况：反思自己对数据及其价值、数据组织结构和数据抽象等知识点的掌握情况，是否还存在疑惑或不足之处。学习能力提升：反思自己在信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任等方面的能力提升情况，思考如何将这些能力应用到实际生活和学习中。学习方法和策略：反思自己的学习方法和策略是否有效，是否需要调整和改进，以更好地适应未来的学习需求。团队协作和沟通能力：反思自己在小组活动中的表现，包括团队协作和沟通能力等方面，思考如何提高自己的团队协作能力和沟通能力。通过学后反思，学生可以更好地总结自己的学习经验和成果，明确自己的优点和不足，为未来的学习和发展奠定坚实的基础。教师也可以根据学生的学后反思，了解学生的学习情况和需求，为后续的教学和改进提供参考和依据。十三、学科实践与跨学科学习设计教学目标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素养，具体表现在以下四个方面：信息意识：增强学生对信息的敏感度和价值判断力，能够在解决问题的过程中自觉、主动地寻求和处理信息，具备信息安全意识。计算思维：培养学生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，并通过合理的算法解决问题。数字化学习与创新：帮助学生适应数字化学习环境，掌握数字化学习系统、资源和工具的操作技能，创造性地解决问题，形成创新作品。信息社会责任：引导学生遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，维护个人和他人的合法权益，积极承担信息社会的责任。学习目标信息意识能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的信息资源。敏锐感知信息的变化，分析数据中所承载的信息，判断信息的可靠性、准确性和目的性。在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。计算思维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。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。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。数字化学习与创新能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能。利用数字化学习资源和工具进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。运用数字化工具和资源解决实际问题，创造性地设计出具有创新性的数字化作品。信息社会责任具备一定的信息安全意识与能力，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，维护个人和他人的合法权益，以及公共信息安全。关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，积极学习新技术，理性判断并负责任地行动。作业目标设定信息意识通过收集和分析实际生活中的数据案例，培养学生对信息的敏感度和价值判断力。完成关于数据价值和社会影响的报告，展示学生如何从数据中获取信息并判断其可靠性。计算思维设计并实现简单的数据结构项目，如线性表、树形结构等，培养学生的抽象能力和算法设计能力。通过编程实践，解决基于数据结构的具体问题，体验计算思维在问题解决中的应用。数字化学习与创新利用数字化学习工具（如编程软件、数据库管理系统等）完成学习任务，提升数字化学习与创新能力。创作具有创新性的数字化作品，如基于数据结构的可视化展示、数据分析报告等，展示学生的创新思维和实践能力。信息社会责任在项目实践中遵守信息法律法规和伦理道德准则，确保数据处理和分析的合法性和伦理性。通过小组讨论和报告，探讨信息技术发展对社会的影响，培养学生的社会责任感和道德观念。学科实践与跨学科学习设计1.跨学科项目：“智慧城市的数据分析与可视化”项目背景随着信息技术的快速发展，智慧城市已经成为城市发展的新趋势。智慧城市通过收集和分析大量数据，优化城市管理和服务，提高居民生活质量。本项目将结合信息技术和地理学科的知识，通过数据分析和可视化展示，探索智慧城市的建设与发展。项目目标信息意识：培养学生从智慧城市的相关数据中获取有价值信息的能力。计算思维：通过数据分析和可视化展示，培养学生的抽象思维和算法设计能力。数字化学习与创新：利用数字化学习工具和资源，完成智慧城市的数据分析和可视化项目。信息社会责任：引导学生关注智慧城市发展对社会的影响，培养学生的社会责任感和道德观念。项目内容数据收集与整理学生将分组收集智慧城市相关的数据，如交通流量、环境质量、公共安全等方面的数据。对收集到的数据进行整理和清洗，确保数据的准确性和可靠性。数据分析利用统计学和数据分析方法，对整理后的数据进行深入分析，挖掘数据背后的信息和规律。通过编写程序实现数据分析和处理，培养学生的计算思维能力。数据可视化展示选择合适的数据可视化工具（如Tableau、ECharts等），将分析结果以图表、地图等形式展示出来。创作具有创新性的可视化作品，展示智慧城市建设的成果和潜在问题。项目报告与展示撰写项目报告，详细阐述数据收集、分析、可视化的过程和结果。通过小组报告和作品展示，分享项目经验和成果，接受教师和同学的点评和建议。项目实施步骤项目启动与分组教师介绍项目背景和目标，明确项目要求和评价标准。学生根据兴趣和特长分组，每组确定一名组长负责协调和组织工作。数据收集与整理组长组织小组成员讨论数据收集的渠道和方法，制定数据收集计划。小组成员分工合作，收集并整理相关数据，确保数据的完整性和准确性。数据分析与可视化小组内部讨论数据分析的方法和工具，选择合适的分析方法和工具进行数据处理。利用编程语言和可视化工具实现数据分析和可视化展示，形成初步的可视化作品。项目报告撰写与修改小组撰写项目报告，详细记录项目实施的过程和结果。教师和小组之间进行多次反馈和修改，完善项目报告和可视化作品。项目展示与评价小组进行项目展示，分享项目经验和成果。教师和同学进行点评和提问，提出改进建议。根据评价标准对项目进行综合评价，评选出优秀项目和作品。2.跨学科主题研讨：“大数据在医疗健康领域的应用与挑战”主题背景大数据技术在医疗健康领域的应用日益广泛，为疾病预防、诊断和治疗提供了有力支持。大数据在医疗健康领域的应用也面临着数据隐私、安全性和伦理道德等方面的挑战。本主题研讨将结合信息技术和生物学科的知识，探讨大数据在医疗健康领域的应用与挑战。研讨目标信息意识：培养学生关注大数据在医疗健康领域的应用趋势和价值。计算思维：通过案例分析，培养学生的抽象思维和问题解决能力。数字化学习与创新：鼓励学生利用数字化学习资源和工具，探索大数据在医疗健康领域的创新应用。信息社会责任：引导学生思考大数据应用中的伦理道德问题，培养学生的社会责任感和道德观念。研讨内容大数据在医疗健康领域的应用案例分析大数据在疾病预防、诊断和治疗中的应用案例，探讨大数据技术的优势和价值。讨论大数据如何帮助医疗机构提高服务质量和效率，改善患者就医体验。大数据在医疗健康领域面临的挑战探讨大数据在医疗健康领域应用中的数据隐私、安全性和伦理道德等问题。分析这些问题产生的原因和影响，提出可能的解决方案和建议。跨学科视角下的大数据应用结合信息技术和生物学科的知识，探讨大数据在医疗健康领域的应用前景和发展方向。鼓励学生提出跨学科的创新想法和解决方案，推动大数据在医疗健康领域的深入应用。研讨实施步骤主题介绍与背景资料收集教师介绍主题背景和研讨目标，提供相关的背景资料和文献。学生分组收集大数据在医疗健康领域的应用案例和挑战方面的资料。小组讨论与案例分析小组内部讨论收集到的资料，分析大数据在医疗健康领域的应用案例和挑战。选择典型案例进行深入分析，探讨大数据技术的优势和价值以及面临的挑战。跨学科视角下的思考与讨论结合信息技术和生物学科的知识，引导学生从跨学科的角度思考大数据在医疗健康领域的应用前景和发展方向。鼓励学生提出跨学科的创新想法和解决方案，促进学科之间的融合与创新。主题报告与展示小组撰写主题报告，总结研讨过程和成果。通过小组报告和展示，分享跨学科视角下的思考和见解，接受教师和同学的点评和建议。总结与反思教师对整个研讨过程进行总结和反思，提炼出有价值的观点和想法。鼓励学生将研讨成果应用到实际学习和生活中，推动大数据在医疗健康领域的深入应用和发展。通过以上学科实践与跨学科学习设计，旨在全面提升学生的信息素养，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为学生的终身发展奠定坚实基础。十四、大单元作业设计教学目标根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》和本单元的教学内容，本单元的教学目标设定如下：信息意识：学生能够意识到数据在信息社会中的重要性和价值，根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求数据资源。学生能够敏锐地感知数据的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对数据的来源、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断。学生能够在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享数据资源，实现数据的更大价值。计算思维：学生能够在信息活动中，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、分析与综合各种数据资源，运用合理的算法形成解决问题的方案。学生能够总结利用数据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。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进行自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，提升学习效率和质量。学生能够运用数字化工具和资源解决实际问题，创造性地设计出具有创新性的数字化作品。信息社会责任：学生能够具有一定的信息安全意识与能力，遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则。学生能够在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全。学生能够关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题，对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。作业目标设定基于上述教学目标，本单元的作业目标设定如下：信息意识：学生能够分析具体案例中的数据，理解数据在信息社会中的重要性和价值。学生能够通过自主查找和整理数据，提升对信息来源和数据准确性的判断能力。学生能够在小组合作中，主动分享自己找到的数据资源，并讨论其应用价值。计算思维：学生能够针对给定的问题，运用计算机科学的思想方法进行数据抽象和结构建模。学生能够通过分析和综合各种数据资源，设计合理的算法来解决问题。学生能够总结数据处理过程中的经验和方法，并尝试将其应用到其他类似问题的解决中。数字化学习与创新：学生能够利用数字化学习工具和资源，如电子表格、数据库管理系统等，进行数据处理和分析。学生能够在数字化学习环境中，通过协作学习和知识分享，提升解决问题的能力和创新创造的能力。学生能够设计并实现一个基于数据的数字化作品，展示其学习成果和创新思维。信息社会责任：学生能够在数据收集和处理过程中，遵守信息安全和隐私保护的规范，确保数据的合法使用。学生能够在小组作业中，讨论和遵守信息共享和使用的道德规范，尊重他人的知识产权。学生能够关注数据处理过程中可能产生的环境问题和社会影响，提出负责任的解决方案。作业内容设计作业一：数据背后的秘密——案例分析作业目标：提升学生的信息意识，理解数据的重要性和价值。培养学生的计算思维，通过案例分析进行数据抽象和结构建模。作业内容：任务一：分析机场卫星影像数据要求：学生需要下载并分析提供的机场卫星影像数据，识别出机场范围、跑道、航站楼等地物，并测量跑道长度和宽度。目的：通过实际操作，理解数据在地理信息系统中的应用价值，提升对数据准确性的判断能力。任务二：大数据案例分析要求：学生需要收集并分析关于全球变暖、咸海变迁、亚马孙地区森林退化以及“黄金周”北京旅游体验的大数据案例。目的：通过大数据分析，理解数据在揭示全球变化和社会现象中的重要作用，培养学生的信息意识和计算思维。提交形式：学生需要提交一份案例分析报告，包括数据收集过程、数据分析方法、分析结果及结论。作业二：探秘校园数据——组织结构与应用作业目标：培养学生的计算思维，通过实际操作理解数据的组织结构。提升学生的数字化学习与创新能力，利用数字化工具进行数据处理和分析。作业内容：任务一：探究校园数据的组织结构要求：学生需要探究学校图书馆、学生社团和校园参观路线的数据组织方式，理解线性结构、树形结构和图状结构的概念和特点。目的：通过实际操作，理解不同数据组织结构的特点和应用场景，培养学生的计算思维。任务二：设计校园数据的存储方式要求：学生需要设计图书馆图书数据和社团数据的存储方式，理解顺序存储和链式存储的区别，并选择合适的存储方式。目的：通过设计数据存储方式，提升学生的数字化学习与创新能力，掌握数据存储和管理的基本方法。提交形式：学生需要提交一份数据组织结构和存储方式的设计报告，包括设计思路、设计过程和设计结果。作业三：电视机抽象建模——数据抽象与实现作业目标：培养学生的计算思维，通过电视机抽象建模理解数据抽象的概念和方法。提升学生的数字化学习与创新能力，利用面向对象编程实现电视机功能。作业内容：任务一：电视机的抽象要求：学生需要了解电视机的逻辑功能和物理实现，抽象出电视机的基本功能和接口，并填写电视机基本功能表。目的：通过电视机的抽象，理解数据抽象的概念和方法，培养学生的计算思维。任务二：程序化电视机要求：学生需要利用面向对象编程技术，实现电视机的基本功能，包括开机/关机、切换节目源、切换频道、调节音量等。目的：通过程序化电视机的实现，提升学生的数字化学习与创新能力，掌握面向对象编程的基本方法。提交形式：学生需要提交一份电视机抽象建模和程序化实现的报告，包括抽象过程、程序设计思路和程序运行结果。作业四：数字化作品设计与实现作业目标：提升学生的数字化学习与创新能力，通过设计并实现一个基于数据的数字化作品，展示学习成果和创新思维。培养学生的信息社会责任，关注数据处理过程中可能产生的环境问题和社会影响。作业内容：要求：学生需要选择一个与数据相关的主题，设计并实现一个数字化作品。作品可以是数据分析报告、数据可视化展示、基于数据的游戏或应用程序等。学生需要在作品中展示数据收集、处理、分析和应用的全过程，并关注数据处理过程中可能产生的环境问题和社会影响。目的：通过数字化作品的设计与实现，提升学生的数字化学习与创新能力，培养学生的信息社会责任意识。提交形式：学生需要提交一份数字化作品及其设计报告，包括作品设计思路、数据收集与处理过程、作品实现方法和作品展示效果。作业评价标准信息意识：数据收集的全面性和准确性。对数据重要性和价值的理解程度。信息共享和使用的规范性。计算思维：问题抽象和结构建模的合理性。算法设计的正确性和高效性。数据处理过程中的经验总结和方法迁移能力。数字化学习与创新：数字化学习工具和资源的有效利用。协作学习和知识分享的能力。数字化作品的创新性和实用性。信息社会责任：数据安全和隐私保护的规范性。信息共享和使用的道德规范。对环境问题和社会影响的关注程度及解决方案的合理性。通过以上作业设计，旨在全面提升学生的信息素养，培养其信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为学生的终身发展奠定坚实基础。十五、“教-学-评”一致性课时设计课程基本信息教材版本：2024新人教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1单元数据及其结构课时设计：第1课时：数据及其价值第2课时：数据的组织结构（线性结构）第3课时：数据的组织结构（树形结构）第4课时：数据的组织结构（图状结构）第5课时：认识数据抽象（电视机的抽象）第6课时：认识数据抽象（程序化电视机）第1课时：数据及其价值教学目标（一）信息意识学生能够认识到数据在信息社会中的重要性和价值。学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求数据资源。（二）计算思维学生能够分析数据中所承载的信息，对数据的来源、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断。学生能够体验从数据中获取信息及归纳知识的过程。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，利用数字化工具获取和分析数据。学生能够创造性地利用数据解决问题。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规，尊重和保护个人及他人的隐私。作业目标完成“机场卫星影像分析”任务，识别地物并测量跑道长度和宽度。分析大数据案例，探讨数据在揭示全球变化和社会现象中的重要作用。教学过程情境导入展示卫星影像图，引导学生观察并识别其中的地物。激发学生学习兴趣，初步认识数据的实际应用价值。数据案例分析任务一：机场卫星影像分析活动1：在卫星影像上找到并标示出各种地物，测量跑道长度和宽度。活动2：观察卫星影像的色彩和形状，分析地貌特征，统计不同颜色区域的面积和分布。教学目标：通过案例分析，理解数据的基本含义及其在解决实际问题中的应用。任务二：大数据案例分析活动1：分析二氧化碳排放与全球变暖的数据关系，探讨人类活动对气候变化的影响。活动2：观察咸海和亚马孙地区森林变迁的卫星影像，分析环境变化的原因。活动3：分析“黄金周”北京旅游微博签到数据，探讨游客的行为模式和旅游体验。教学目标：通过大数据分析，理解数据在揭示全球变化和社会现象中的重要作用。数据的价值和意义讨论数据的价值和意义，引导学生认识数据作为新原材料、生产资料和基础设施的价值。学业评价课堂观察：观察学生在案例分析中的参与度和理解程度。作业评价：评价学生完成的机场卫星影像分析和大数据案例分析报告。同伴评价：鼓励学生相互评价数据分析的准确性和深度。第2课时：数据的组织结构（线性结构）教学目标（一）信息意识学生能够认识到数据组织的重要性。学生能够根据解决问题的需要，选择合适的数据组织方式。（二）计算思维学生能够理解线性结构的概念和特点。学生能够用线性结构组织简单数据。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，利用数字化工具进行数据组织。学生能够创造性地应用线性结构解决实际问题。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规，合理使用数据资源。作业目标设计一个线性结构的数据组织方案，用于管理图书馆图书数据。教学过程探究图书馆图书数据的组织方式观察杂乱无章的书堆和排列整齐的图书书架。理解线性结构的概念和特点。线性结构的实践应用活动设计：探究图书馆图书数据的组织方式，理解线性结构的应用。教学目标：掌握线性结构的基本概念和实现方法，能够用线性结构组织简单数据。数据存储方式介绍内存的基本结构和顺序存储方式。设计图书数据的存储方式，理解顺序存储的特点。学业评价课堂观察：观察学生对线性结构概念的理解程度。作业评价