第3章数据结构基本类型3.2操作受限的线性表-栈-高中教学同步《信息技术-数据与数据结构》说课稿（人教-中图版2019）

第3章数据结构基本类型3.2操作受限的线性表——栈-高中教学同步《信息技术-数据与数据结构》(说课稿）（人教-中图版2019）课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、设计意图本节课通过讲解操作受限的线性表——栈，旨在帮助学生理解栈这一特殊数据结构的特点、应用及其操作方法。结合高中生的认知水平和课程要求，我将引导学生通过实例分析、动手实践，掌握栈的基本概念、存储结构及基本操作，为后续学习数据结构与算法打下基础。教学内容与《信息技术-数据与数据结构》教材紧密关联，注重实用性，以培养学生的信息素养和解决问题能力。二、核心素养目标本节课的核心素养目标包括：培养学生的问题解决能力，通过栈的数据结构学习，能够运用算法思想解决实际问题；提升学生的逻辑思维能力，使其能够理解并运用栈的操作原则进行有效的数据管理；以及增强学生的信息意识，使其能够识别并运用适当的数据结构来优化信息处理过程。三、学情分析本节课面对的是高中学生，他们在知识层面已经具备了一定的逻辑思维能力和基础编程知识。在此之前，学生已经学习了线性表的基本概念，对数组、链表等数据结构有了一定的理解。然而，在操作受限的线性表如栈的理解和运用上，可能还存在一定的困难。

学生在能力方面，已具备基本的算法设计和问题解决能力，但可能缺乏对复杂数据结构的深入理解和实际应用能力。在素质方面，学生具备一定的自学能力和团队合作精神，但需要进一步引导以提升他们的独立思考和创新能力。

在行为习惯上，学生可能习惯于被动接受知识，需要在本节课中引导他们主动探索和实践。此外，由于高中学习压力大，学生可能存在对信息技术课程重视不足的情况，影响课程学习的积极性和深度。

因此，在教学过程中，需要结合学生的实际情况，采用生动有趣的案例和实际操作，激发学生的学习兴趣，帮助他们更好地理解和掌握栈这一数据结构的概念和应用。四、教学资源准备1.教材：《信息技术-数据与数据结构》人教-中图版2019，确保每位学生都有。

2.辅助材料：收集栈在实际应用中的案例资料，如视频、PPT等，以便直观展示栈的操作过程和应用场景。

3.实验器材：计算机教室，安装有编程环境，供学生动手实践栈的操作。

4.教室布置：将学生分成小组，每组配备一台电脑，便于学生合作讨论和实践。五、教学过程设计一、导入环节（用时5分钟）

1.创设情境：展示生活中常见的栈例子，如自助餐厅的取餐盘、打印店的打印队列等，让学生直观感受栈的存在。

2.提出问题：引导学生思考这些例子中的共同特点，激发学生对栈的兴趣。

3.学生讨论：让学生在小组内分享自己的观察和思考，为学习栈的概念打下基础。

二、讲授新课（用时15分钟）

1.知识讲解：介绍栈的定义、特点、基本操作（push、pop）及操作原则（后进先出）。

2.示例分析：通过具体案例，如栈的初始化、入栈、出栈操作，演示栈的操作过程。

3.动手实践：让学生在编程环境中模拟栈的操作，加深对栈的理解。

三、巩固练习（用时10分钟）

1.练习题目：设计一些栈操作的练习题，让学生独立完成。

2.小组讨论：学生分组讨论练习题的解答，互相检查并纠正错误。

3.点评讲解：针对学生的解答情况，进行点评和讲解，巩固栈的基本概念和操作。

四、师生互动环节（用时10分钟）

1.课堂提问：提问学生关于栈的特点、操作及应用场景的问题，引导学生思考。

2.学生展示：邀请学生上台演示栈的操作，展示自己的理解和掌握程度。

3.交流讨论：组织学生进行小组交流，分享对栈的理解和应用心得。

五、课堂总结（用时5分钟）

1.回顾知识点：总结本节课学习的栈的基本概念、操作和应用场景。

2.布置作业：布置相关的栈操作练习题，巩固所学知识。

六、创新环节（用时5分钟）

1.拓展延伸：介绍栈在实际应用中的案例，如递归算法、表达式求值等，激发学生的探索欲望。

2.学生设计：鼓励学生尝试设计一个简单的栈应用，提升学生的实际应用能力和创新能力。

整个教学过程注重师生互动，以学生的实际学情为出发点，紧扣栈这一数据结构的核心知识点，通过讲解、实践、讨论等多种方式，帮助学生理解和掌握栈的概念、操作和应用。同时，通过创新环节的设置，拓展学生的思维空间，培养他们的核心素养。六、知识点梳理1.数据结构概述

-数据、数据元素、数据结构的概念

-数据结构的分类：逻辑结构、存储结构、数据操作

2.线性表的基本概念

-线性表的定义

-线性表的逻辑结构和存储结构

-线性表的基本操作：插入、删除、查找、排序等

3.操作受限的线性表

-操作受限线性表的定义和特点

-栈和队列的概念区分

4.栈的定义与特点

-栈的定义：一种操作受限的线性表，仅允许在一端进行插入和删除操作

-栈的特点：后进先出（LIFO）

-栈的物理存储结构：顺序栈、链栈

5.栈的基本操作

-初始化栈：创建一个空栈

-判断栈空：检查栈是否为空

-入栈（push）：将一个元素插入栈顶

-出栈（pop）：从栈顶删除一个元素

-获取栈顶元素：返回栈顶元素的值，但不删除

6.栈的应用场景

-程序调用的内存分配

-表达式求值

-字符串反转

-汉诺塔问题

-图的深度优先搜索

7.栈的存储结构实现

-顺序栈的存储结构：使用数组实现

-链栈的存储结构：使用链表实现

8.栈操作的算法实现

-顺序栈的初始化、入栈、出栈算法

-链栈的初始化、入栈、出栈算法

9.栈的异常处理

-入栈操作时的栈满处理

-出栈操作时的栈空处理

10.栈的复杂度分析

-时间复杂度：分析栈操作的时间复杂度

-空间复杂度：分析栈操作的空间复杂度七、内容逻辑关系①数据结构与线性表

-重点知识点：数据结构、线性表、逻辑结构、存储结构

-重点词：元素、节点、指针、数组、链表

-重点句：数据结构是研究数据元素之间以及数据元素内部的关系和存储方式的学科。

②栈的定义与操作

-重点知识点：栈的定义、栈的特点、栈的基本操作

-重点词：栈、后进先出、初始化、入栈、出栈

-重点句：栈是一种特殊的线性表，