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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
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8 C: f" T0 t I& L, a- L7 C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。8 A( |* E& N5 x4 ]9 m! E) z) z
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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。
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% P8 [7 ~' a2 J l. G$ V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。- j$ r9 e% M' I1 R, v: @2 D: U
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[内容要求]
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1.1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。1 w( R" z) H) t1 c/ d, x' w
. a, \5 n0 i. ~) N9 C8 v2 Y1.3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。" @1 t. W2 D g5 b
8 M/ @/ t+ f# y* E1.4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。) |+ a* `# a. M) C# D( [
- Q: g3 F# P }: |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。
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: ]" o. r" L( }6 s# u- p1.6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。
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1.7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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[教学提示]
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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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6 l+ D1 a4 o, B% ?! T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。% d9 Z+ ~" q+ U5 y% M; `$ R8 W. a
" ~/ w: F' n5 k" w' B: ~ H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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0 A. Y$ ]- ] u' q& @; t 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。
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% ]6 U/ V- ~3 _, K7 M4 v[学业要求]# ~$ @1 N+ P* ^: @
( c- j' }, W' o) F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)。 |