資源簡介

教育科學出版社 高中信息技術 必修1 數據與計算
《3.2 數據與結構（第一課時）》
教學設計
【教學目標】
知識與技能
(1)認識不同的數據類型，以及它們的特點。
(2)熟悉隊列結構的概念和特點。
過程與方法
(1)能夠使用python語言對隊列進行操作。
(2)能夠比較不同數據結構的特點，并會選用合適的數據結構組織數據來解決簡單問題。
情感態度價值觀
(1)增強對信息技術的求知欲，養成積極地學習和使用信息、參與信息的態度。
(2)通過完成活動,學生理解并掌握計算機語言處理問題的思維方式，感受編程的價值從而運用到實際生活中。
【教學重難點】
教學重點：
理解線性數據結構的數據間關系。
教學難點：
理解復合數據類型；
學會根據問題的需要選擇合適的數據結構對問題抽象組織，進而解決問題。
【教學方法】
情景導入法、項目教學法、微課教學法、實踐體驗法、自主探究法。
【授課時間】
1課時
【教學過程】
導入新課
通過觀看視頻來了解“約瑟夫問題”，提出問題：
1.為什么約瑟夫和他的朋友，最后能活下來呢
2.約瑟夫和他的朋友，一開始要站在什么位置才能逃避死亡
學習目標
【項目主題】網絡購物
【項目目標】通過項目活動，認識相關數據的組織方法，了解數據之間的關系，理解幾種典型的數據結構，為利用數據、實現數據的價值做準備。
隊列：熟悉隊列的概念和特點，能夠使用Python語言對隊列進行操作。
【項目任務】探究網購訂單處理
活動1 了解訂單數據
在當今信息時代，網上購物已成為人們的一種非常重要的購物方式。在網上購物時，在我們提交訂單后，網頁上就會顯示訂單數據，請你參照圖所示的訂單數據填寫如下表內容。
訂單數據商品名稱商品數量商品總價Python對應數據類型
【數據類型】
（一）簡單數據類型
1整數（int）：
包括正整數、負整數和0。
2.浮點數（float）：浮點數由整數與小數部分組成。
3.字符串（str）：
（1）字符串就是文本，可以是字母、數字或符號。
（2）字符串兩端需加引號（'或”）。
（3）輸出時原樣顯示引號中的內容。
4.布爾型（bool）：
當關系表達式成立時值為True（真），不成立時值為False（假）。
復合數據類型：
列表、字典、元組、集合
列表：StuList=[ 10, 'file', 2.0 ]，混合數據類型。
字典：dictionary={ 'a':1, 'b':2, 'c':3 }，“鍵：值”對。
元組：StuInfo=( 3.6 , '一班' , 16 )，不能修改。
集合：StuInfo={ '張三' , True ，10 }，無序不重復。
數據類型小練習
1.以下不是簡單數據類型的是（ ）
浮點數 B.字符串 C.布爾 D.字典
2.以下是簡單數據類型的是（ ）
A.元組 B.集合 C.整數 D.列表
3.以下語句是定義空列表的是（ ）
A.bookset=set() B.q=[ ] C.num=( ) D.dictionary={ }
四、活動2 編制訂單數據處理程序
1.問題：商家如何安排發貨？
發貨原則：先下單，先發貨
2.問題：商家對訂單進行了哪些操作？
（1）添加訂單（顧客下單）
（2）發貨
（3）查看未發貨訂單
（4）退出
3.用列表模擬訂單的操作
q=[] #空訂單
_________ #001編號下單
_________ #安排001編號訂單發貨
_________ #查看未發貨訂單
_________ #返回訂單長度
4.嘗試補全代碼
實踐練習
練習1：列表的基本操作。
練習2：將“訂單數據處理程序”補全代碼并運行、測試功能。
【數據結構、線性結構、隊列】
動畫演示添加訂單與商家發貨的過程，理解訂單數據間的關系，引出以下數據結構的知識：
1.數據結構是存在特定關系的數據元素的集合。
主要有集合結構、線性結構、樹結構和圖結構四種類型。
線性結構如下圖
2.線性數據結構特點：
（1）首元素無前趨元素、尾元素無后繼元素；
（2）中間元素既有前趨元素，又有后繼元素；
（3）數據元素之間是一對一的關系。
特殊線性結構—隊列：動畫演示入隊出隊過程，特點：先進先出。
在Python中，隊列一般用列表(list)實現。
列表的使用者只需要知道列表上有哪些可用的操作，而不需要知道這些操作是如何進行的。
q=[ ] #定義空列表q
q.append(x) #元素x入隊
q.pop(0) #返回隊首元素，隊首元素出隊(刪除）
len(q) #返回隊列q的長度(元素個數)
q[i] #返回列表q中索引(index)為i的元素。
正編號(從左到右編號依次為0,1,2,…)
負編號(從右到左編號依次為-1,-2,-3,…)
五、約瑟夫問題
1.過程模擬 學以致用
請五位同學到臺上站成一個隊列，教師充當計算機角色發號施令。
2.問題解決：請同學們根據約瑟夫問題的解題過程，將程序的空白處填寫完整，求得最后結果。
解題過程詳細描述 轉化成代碼
1.所有人，即41人全部進入隊列。 2.第一個人出隊，然后入隊。 3.第二個人出隊，然后入隊。 4.第三個人出隊，不再入隊。 重復2--4步，直到隊列中只剩下兩個人為止。 ls=[ ] #建立一個空列表用于模擬隊列 for i in range(1,42): #使用循環將1-41加入隊列 ls.append(i) while len(ls)>2: #只要隊列長度大于2，就不停重復。 for i in range(2): #循環兩次模擬前兩個人的出隊、入隊。 c=___________ #彈出隊首元素，并賦值給c進行記錄。 _____________ #把c添加回隊尾 t=ls.pop(0) #第三個人只出隊，不再入隊。 print( t ，“很遺憾，您被淘汰了！”) print(ls，“恭喜你們，成為為幸運兒！”) #將隊列打印出來，查看剩下的兩個元素。
3.實踐練習
將“約瑟夫問題”程序補全代碼并運行。
課堂練習
1.請找出下列關于列表的描述正確的是（ ）
A. 列表中的元素是無序的
B. 列表元素從1開始建立索引
C. append( )會在列表尾部添加新元素
D. 使用pop(0)刪除0號元素后，列表不再有索引號為0的元素
2.以下現實生活中哪些問題可以利用隊列來解決（ ）
A. 解決地圖最短線路選擇問題 B. Windows操作系統的文件系統結構
C. 打印機打印任務流程問題 D. 實現瀏覽器后退、前進按鈕的功能
注：學生在問卷星網頁上答題，并以簡答題的形式進行總結收獲。
課堂小結
知識梳理
（1）數據類型
（2）列表的基本操作
（3）線性數據結構
（4）什么是隊列
（5）隊列的應用
2.收獲提升
零散孤立的數據是很難被有效利用的！
根據所要解決的問題的不同，依據數據關系建立合適的結構。
采用這些結構將數據組織起來，才能有利于操作和管理，進而更高校地解決實際問題。
學會在生活中根據實際問題，建立合適的數據結構，進而運用所學的知識解決問題。
八、課后作業
1. 改進訂單數據處理程序，實現當用戶輸入“2”表示“發貨”時，還要輸出發貨的單號，以便工作人員及時處理。
2. 對比以下“訂單數據處理程序”的兩種不同運行界面，感受圖形用戶界面美觀友好、操作方便靈活，從而激發興趣，預習《3.3 數據與系統》。

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