2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）数据与数据结构-说课稿-6.1-实时查询系统中数据的组织

2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）数据与数据结构-说课稿-6.1-实时查询系统中数据的组织一、课程基本信息

1.课程名称：数据与数据结构

2.教学年级和班级：高中信息技术选择性必修1，高一（1）班

3.授课时间：2023年10月26日，第2节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标

培养学生信息意识，通过实时查询系统中数据的组织学习，使学生能够理解数据结构对数据处理效率的影响，提升算法思维。同时，培养学生的问题解决能力，通过实际操作和案例分析，让学生学会运用数据结构解决实际问题，增强技术应用能力。三、教学难点与重点

1.教学重点

-理解实时查询系统中数据的组织方式，包括顺序存储结构和链式存储结构的特点和应用场景。

-掌握顺序查找和链式查找的基本算法，能够分析其时间复杂度和空间复杂度。

-通过实例分析，理解数据结构对查询效率的影响。

2.教学难点

-理解链式存储结构的抽象概念，包括节点、指针和链表的基本操作。

-掌握链表插入和删除操作的具体实现，包括头插法、尾插法、中间插入和删除节点。

-分析链表查找算法的效率，理解其在不同情况下的性能差异。

-理解数据结构的选择如何影响实时查询系统的性能，包括数据量大小、查询频率等因素。

-将理论知识与实际应用相结合，设计并实现一个简单的实时查询系统，解决实际查询问题。四、教学资源

-软硬件资源：计算机实验室，装有编程软件（如VisualStudio、PyCharm等），学生每人一台计算机。

-课程平台：学校信息化教学平台，用于发布教学资料和在线作业。

-信息化资源：在线数据结构教学视频、链表操作演示动画、实时查询系统案例代码。

-教学手段：多媒体教学课件、实物模型（如链表结构模型）、白板或电子白板。五、教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过提问“大家在使用搜索引擎时，是如何快速找到所需信息的？”来引入话题，激发学生的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾“数据结构”概念，以及之前学习过的基本数据结构，如数组、栈和队列。

2.新课呈现（约25分钟）

-讲解新知：

-详细讲解顺序存储结构和链式存储结构的特点，以及它们在实时查询系统中的应用。

-介绍顺序查找和链式查找的基本算法，包括查找的过程、时间复杂度和空间复杂度。

-举例说明：

-通过实际案例，如图书馆图书查询系统，展示顺序存储结构和链式存储结构在查找效率上的差异。

-示范链表的创建、插入和删除操作，让学生直观理解链式存储结构的操作。

-互动探究：

-引导学生讨论不同数据结构在查询效率上的优劣，鼓励提出改进方案。

-分组让学生尝试使用编程语言实现简单的查找算法，并比较其性能。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：

-学生根据所学知识，设计一个简单的实时查询系统，如学生信息查询系统。

-完成系统中的数据结构设计，实现查询功能。

-教师指导：

-教师巡视指导，帮助学生解决在实践过程中遇到的问题。

-针对共性问题，集中讲解和示范。

4.课堂总结（约5分钟）

-总结本节课所学内容，强调数据结构在实时查询系统中的重要性。

-提出思考题，如“如何在实际应用中选择合适的数据结构？”引发学生思考。

5.作业布置（约5分钟）

-布置课后练习题，包括理论题和实际操作题。

-要求学生思考如何优化实时查询系统的数据结构，提高查询效率。

6.课后拓展（约10分钟）

-鼓励学生查阅资料，了解更多数据结构和算法知识。

-布置一个小型项目，让学生设计并实现一个更复杂的实时查询系统。

7.教学反思（约5分钟）

-教师对课堂情况进行反思，包括教学效果、学生学习情况等。

-根据反思结果，调整教学策略，以提高教学质量。六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

-《数据结构与算法分析：C语言描述》（MarkAllenWeiss著）：这本书详细介绍了数据结构和算法的概念，适合学生进一步学习。

-《算法导论》（ThomasH.Cormen,CharlesE.Leiserson,RonaldL.Rivest,CliffordStein著）：作为算法领域的经典教材，这本书提供了丰富的数据结构和算法案例，适合有一定基础的学生阅读。

-《计算机科学中的算法分析》（RobertSedgewick,KevinWayne著）：这本书涵盖了多种数据结构和算法，并提供了大量的实例和练习题，有助于学生深入理解。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

-探究不同数据结构在实时查询系统中的性能表现，如二叉搜索树、哈希表等，比较它们的优缺点。

-研究数据结构在数据库管理系统中的应用，了解索引和查询优化的原理。

-学习如何使用数据结构设计高效的排序算法，如快速排序、归并排序等。

-分析实时查询系统中数据结构的选择对系统性能的影响，如数据量大小、查询频率等。

-尝试将数据结构应用于实际问题，如设计一个图书管理系统、在线商店的商品搜索系统等。

-通过编程实践，实现不同数据结构的操作，如链表的插入、删除、查找等。

-参与在线课程或工作坊，学习更多高级数据结构和算法知识。

-加入学术论坛或社区，与其他学生和专家交流学习心得，拓宽视野。七、内容逻辑关系

①数据与数据结构的基本概念

-数据的定义和类型

-数据结构的定义和分类

-常见数据结构的特点和适用场景

②顺序存储结构

-顺序存储结构的定义和实现

-顺序查找算法的原理和实现

-顺序存储结构的优缺点

③链式存储结构

-链式存储结构的定义和实现

-链式查找算法的原理和实现

-链式存储结构的