选择性必修模块1：数据与数据结构

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（二）、选择性必修课程
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模块1：数据与数据结构

在数字化时代，数据对科学发现、技术进步、经济发展以及人们的日常生活有着越来越深刻的影响。理解数据的作用及价值，对学生适应信息社会、学会数字化生存有着十分重要的意义。
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3 v! q9 x2 Q, A1 K数据结构是信息技术学科的核心内容之一，对培养学生信息意识与计算思维、深入理解并掌握信息技术学科知识与实践方法、形成学科核心素养，具有非常重要的作用。本模块是针对数据、数据结构及其应用而设置的选择性必修模块。
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通过本模块的学习，学生能进一步了解数据（包括大数据）的作用，在掌握常用数据结构的概念、特点、操作、编程实现方法等内容的基础上，能对简单的数据问题进行分析，选择恰当的数据结构，并用一种程序设计语言编程实现，在问题解决过程中对数据抽象、数据结构的思想与方法有初步的认识。

本模块包括“数据及其价值”“数据结构”“数据结构应用”三部分内容。
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[内容要求]
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2 Y" I" q# f. z& O7 R8 K1.1通过列举实例，分析数据与社会各领域的关系，理解数字、数值和数据的基本含义。
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1.2通过列举实例，认识到数据作为新的原材料、生产资料和基础设施的价值和意义。
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- p0 N" m1 O' R5 |1.3结合生活实际，理解数据结构的概念，认识数据结构在解决问题过程中的重要作用。

3 A6 g2 `1 ~- {8 d- G: z% b1.4通过案例分析，理解数组、链表等基本数据结构的概念，并能编程实现其相关操作。比较数组、链表的区别，明确上述两种数据结构在存储不同类型数据中的应用。
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1.5通过问题解决，理解包括字符串、队列、栈在内的线性表的概念和基本操作，并编程实现。

1.6通过列举实例，认识到抽象数据类型对数据处理的重要性，理解抽象数据类型的概念，了解二叉树的概念及其基本操作方法。

! q" L& Q" I9 u7 ^( R6 R% k' G1.7通过实现数据的排序和查找，体验迭代和递归的方法，理解算法与数据结构的关系。
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) Q! i' V8 g7 ~: V) p( S[教学提示]

算法与数据结构是问题求解中相辅相成、不可分割的两个方面。在本模块教学中，可以通过设计范例，引导学生理解数据结构、抽象数据类型等基本概念。
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在学习数组、链表以及线性表内容时，可以引导学生参与基于真实问题的项目学习，经历建立数据模型、抽象数据、选择数据结构、算法实现、上机调试、问题解决的全过程。
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! T% K  M* c/ P4 K2 D1 e0 Y例1：当车库单行车道出口受阻时，车辆不能挪动。这时停在单行车道上的车辆，就要采用“后进先出”的方式倒出。通过这样的事例可引入“栈”的概念及特征，然后适当开放项目范围，让学生自己寻找要解决的问题，设计相关的项目主题，开展项目学习。
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  例2：利用二维数组描述围棋棋盘。数组中的每一个元素对应棋盘中的一个位置。设置数据元素值为0，表示该位置没有棋子；设置数据元素值为1，表示该位置为一方棋子；元素值为2，则为另一方棋子。

[学业要求]

7 ?, E5 R2 G/ i9 D学生能够运用生活中的实例描述数据的内涵与外延，能够将有限制条件的、复杂的生活情境中的关系进行抽象，用数据结构表达数据的逻辑关系（信息意识、计算思维）。能够从数据结构的视角审视基于数组、链表的程序，解释程序中数据的组织形式，描述数据的逻辑结构及其操作，评判其中数据结构运用的合理性；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（计算思维、数字化学习与创新）。能够分析数据与社会各领域间的关系，自觉遵守相应的伦理道德和法律法规（信息社会责任）。