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-5.4-数据查找

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-5.4-数据查找课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容为《2023-2024学年高中信息技术选择性必修1（浙教版2019）》中第5.4节“数据查找”。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课将引导学生回顾并应用之前学习的排序算法知识，进一步掌握数据查找的方法和技巧。通过实际案例，让学生学会运用二分查找法等高效查找方法，提高数据处理的效率。二、核心素养目标1.培养学生运用算法思维解决问题的能力，通过数据查找算法的学习，提升逻辑推理和抽象思维能力。

2.增强学生信息意识，学会从实际情境中提取信息，运用数据查找方法高效处理信息。

3.强化学生的计算思维，通过编程实践，提高学生设计、分析和解决问题的能力。三、重点难点及解决办法重点：

1.二分查找算法的原理和实现过程。

2.掌握不同类型数据查找方法的适用场景。

难点：

1.理解二分查找算法的适用条件和局限性。

2.编程实现二分查找算法，并能有效处理边界情况。

解决办法与突破策略：

1.通过实例讲解和动画演示，帮助学生理解二分查找算法的原理。

2.设计练习题，让学生在不同数据集上实践二分查找，强化对算法的理解。

3.引导学生分析算法的时间复杂度，理解其适用场景。

4.提供编程框架，让学生在框架内实现二分查找，逐步突破编程难点。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解数据查找的基本概念和二分查找算法的原理。

2.讨论法：引导学生分组讨论不同数据查找方法的优缺点，提高学生分析问题的能力。

3.实验法：通过编程实践，让学生动手实现二分查找，加深对算法的理解。

教学手段：

1.多媒体课件：展示算法步骤和流程图，帮助学生直观理解算法原理。

2.互动软件：利用教学软件进行算法模拟和演示，增强学生的互动体验。

3.网络资源：提供在线练习平台，让学生课后巩固所学知识，提高自主学习能力。五、教学过程一、导入新课

（教师）同学们，大家好！今天我们要学习的是数据查找这一节。在信息时代，数据无处不在，如何快速、准确地找到所需数据是我们需要掌握的一项重要技能。那么，今天我们就来探究一下数据查找的奥秘。

二、新课讲授

1.数据查找的基本概念

（教师）同学们，我们先来回顾一下什么是数据。数据是信息的表现形式，它可以是我们看到的、听到的、触到的等等。而数据查找，就是从大量数据中找到我们需要的那部分数据的过程。

2.数据查找的方法

（教师）接下来，我们来了解一下数据查找的方法。常用的数据查找方法有顺序查找、二分查找等。今天，我们将重点学习二分查找算法。

3.二分查找算法的原理

（教师）二分查找算法是一种高效的查找方法，它的原理是将查找区间分成两半，然后根据目标值与中间值的大小关系，缩小查找范围。具体步骤如下：

a.将待查找的序列排序。

b.设定查找的起始位置low和结束位置high。

c.计算中间位置mid=(low+high)/2。

d.比较目标值与中间值：

-如果目标值等于中间值，则查找成功。

-如果目标值小于中间值，则调整查找范围，即high=mid-1。

-如果目标值大于中间值，则调整查找范围，即low=mid+1。

e.重复步骤c和d，直到找到目标值或low大于high。

4.二分查找算法的实现

（教师）下面，我们通过一个实例来演示二分查找算法的具体实现过程。

（学生）老师，我们能否用Python语言来实现这个算法呢？

（教师）当然可以。下面，我将给大家展示如何用Python编写一个简单的二分查找算法程序。

5.二分查找算法的优缺点

（教师）二分查找算法的优点是查找速度快，时间复杂度为O(logn)。但它的缺点是只能应用于有序数据，且在数据量较大时，排序过程会消耗较多时间。

三、课堂练习

1.完成课本上的例题，巩固所学知识。

2.编写一个简单的二分查找算法程序，并尝试对不同的数据进行查找。

四、课堂总结

（教师）同学们，今天我们学习了数据查找这一节，重点讲解了二分查找算法的原理和实现。希望大家通过课堂练习，能够熟练掌握二分查找算法，并在实际应用中灵活运用。

五、课后作业

1.完成课本上的课后习题。

2.尝试将二分查找算法应用于实际场景，如文件查找、数据库查询等。

六、课堂反思

（教师）今天的教学过程中，我发现同学们对二分查找算法的理解比较困难。在今后的教学中，我将更加注重算法原理的讲解，并结合实例帮助学生理解。同时，我也将鼓励同学们积极参与课堂讨论，提高他们的学习兴趣和主动性。六、知识点梳理一、数据与数据结构的基本概念

1.数据的定义：数据是信息的具体表现形式，包括数值、文字、图像、声音等。

2.数据的分类：按照性质可分为数值数据、文本数据、图像数据、声音数据等。

3.数据结构：数据在计算机中的组织形式，包括数据的逻辑结构和存储结构。

二、数据排序

1.排序的定义：将一组无序的数据按照一定的规则重新排列成有序的过程。

2.常见排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等。

3.排序算法的性能分析：时间复杂度和空间复杂度。

三、数据查找

1.查找的定义：在数据集合中找到特定数据元素的过程。

2.查找算法的分类：顺序查找、二分查找、散列查找等。

3.二分查找算法的原理：通过不断缩小查找范围，实现快速查找。

4.二分查找算法的实现：利用循环和条件语句实现查找过程。

四、数据结构的应用

1.数组：一种基本的数据结构，用于存储一组有序数据。

2.链表：由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

3.栈：一种后进先出（LIFO）的数据结构。

4.队列：一种先进先出（FIFO）的数据结构。

5.树：一种非线性数据结构，用于表示具有层次关系的数据。

6.图：一种非线性数据结构，用于表示数据之间的复杂关系。

五、数据压缩

1.数据压缩的定义：通过算法将数据以更小的形式存储或传输。

2.常见压缩算法：霍夫曼编码、LZ77、LZ78等。

3.数据压缩的应用：图像、音频、视频文件的压缩存储和传输。

六、算法分析

1.算法的时间复杂度：衡量算法执行时间的性能指标。

2.算法的空间复杂度：衡量算法执行过程中所需存储空间的性能指标。

3.算法分析的方法：大O表示法、实际分析等。

七、数据存储与管理

1.数据存储设备：硬盘、固态硬盘、光盘等。

2.数据库管理系统：用于管理数据的系统软件。

3.数据库模型：关系模型、层次模型、网状模型等。

4.数据库设计：包括数据表设计、关系约束、视图等。

八、信息安全

1.信息安全的概念：保护信息不受到未经授权的访问、修改、泄露和破坏。

2.常见的安全威胁：病毒、木马、黑客攻击等。

3.安全防护措施：加密、防火墙、入侵检测系统等。七、教学反思与总结今天的课结束了，我想和大家一起回顾一下这节课的教学过程，同时也对教学效果进行一下反思和总结。

首先，我觉得在教学方法上，我尝试了多种方式来激发学生的学习兴趣。比如，我通过实例讲解二分查找算法的原理，让学生在实际操作中体会算法的运用。我发现，这种方法比较有效，学生们在动手实践的过程中，对算法的理解更加深刻。但是，我也注意到，有些学生对于编程实现的部分还是感到有些吃力。这可能是因为他们之前没有接触过编程，或者编程基础比较薄弱。所以，在今后的教学中，我可能会增加一些编程基础的教学内容，帮助学生更好地理解和掌握算法。

在策略上，我采用了分组讨论的方式，让学生们互相交流学习心得。这种策略的好处是，学生们在讨论中能够互相启发，共同进步。不过，我也发现，有些小组在讨论时，讨论的方向并不总是那么明确，有时候会偏离主题。因此，在今后的教学中，我需要更加细致地指导学生，确保讨论的方向和深度。

至于管理方面，我尽量保持课堂的秩序，让学生们在一个良好的学习环境中学习。但是，我也遇到了一些挑战，比如有些学生注意力不集中，容易分心。这让我意识到，课堂管理不仅仅是维持纪律，更重要的是要引导学生集中注意力，提高学习效率。

当然，这节课也存在一些问题和不足。比如，对于编程基础薄弱的学生，我在教学过程中可能没有给予足够的关注。此外，课堂讨论的引导和深度还有待提高。针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.在教学过程中，针对不同层次的学生，提供分层教学，确保每个学生都能跟上教学进度。

2.加强课堂讨论的引导，确保讨论的方向和深度，提高学生的参与度和学习效果。

3.对于编程基础薄弱的学生，提前提供编程基础的学习资料，或者安排专门的辅导时间，帮助他们提高编程能力。

4.在课堂管理上，除了维持纪律，还要注重培养学生的自主学习能力和时间管理能力。八、内容逻辑关系①数据查找的基本概念

-数据查找的定义

-数据查找的重要性

-数据查找的应用场景

②数据查找的方法

-顺序查找

-简单顺序查找

-折半查找

-二分查找

-二分查找的原理

-二分查找的步骤

-二分查找的适用