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队列的概念、特性及基本操作教学设计
课程标准
和
教学目标
队列的概念、特性及基本操作
教材内容: 3.2 队列的概念、特性及基本操作。
适应的课程标准:
1.1 通过问题解决,理解线性表(包括字符串、队列、栈)的概念及其基本操作。
教学目标:
●依据解决问题的需要,感知队列的作用。
●通过实际问题,恰当地选择队列结构,并总结队列的概念、特性及基本操作。
指向的核心素养:
信息意识:能够根据解决问题的需要,自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息;在合作解决问题的过程中,愿意与团队成员共享信息,实现信息的更大价值。
计算思维:针对给定的任务进行需求分析,明确需要解决的关键问题;能提取问题的基本特征,进行抽象处理,并用形式化的方法表述问题。
学习环境:有教学控制软件的多媒体机房。
建议课时:1课时
教学活动设计
教学环节
教学过程
设计意图
情境导入(1)
导入1:展示有序排队上车的乘客(附件1),和有序排队接客的出租车排队图(附件2)。
以图片方式,吸引学生参与课堂,感知生活中的队列的使用,引出队列结构。
知识讲解(1)
1.队列的概念。
2. 教师举一些例子,讲解队列的特性。
例1:模拟甲、乙、丙、丁4个人按序入队、出队,以及介绍4个人在队列中的结构关系。
通过实际问题,加深对队列特性的理解,从而实现知识的内化。
自主学习
(1)
先让学生自主学习教材中“队列的基本操作”,然后要求学生小组合作讨论,并编写出队程序”。
若学生一时不能正确地表述,教师可以从参照入队操作方面给予提示。
帮助学生通过小组合作的方式,学习队列的基本操作,并引导学生思考,实现出队的编程实现。
实践任务
约瑟夫问题的队列实现
n个人排成一圈,从某个人开始,按顺时针方向从1开始依次编号。从编号为1的人开始顺时针“1,2,3,……,1,2,3,……”报数,报到m(m1)的人退出圈子。这样不断循环下去,圈子里的人数将不断减少。请按序输出出圈的编号。
以第二章的例2为例,让学生分组讨论,描述出用队列解决该任务的算法步骤。
课堂小结
1. 总结队列的概念;
2. 归纳队列的特性;
3. 编程实现队列的各种基本操作,以及队列的简单应用;
对本知识进行归纳。
作业布置
基础作业(面向所有学生):
了解教材中的拓展链接“循环队列”,并完成教材中的课后练习,描述“假溢出”现象。
课后作业是课堂学习的延伸,是巩固和升华知识点的有效途径。
教学设计思路
3.2队列包含了队列的概念、特性、基本操作以及队列的应用,它们是一个有机整体,不能简单地割裂开来。队列的特性,是在队列概念的基础上,对队列进行提炼。队列的基本操作,是在队列的特性的基础之上,提炼出来队列的入队、出队等相关的基本操作。队列的应用,是利用队列的相关操作,解决生活中的实际问题。
本条目的重点是从实际问题中恰当地选择队列结构,并总结队列的特性及基本操作,难点是队列的基本操作。由于学生第一次从实际问题中来恰当地选择数据结构队列,并提炼队列的概念、特性等,初试尝试,难免出现各种错误。教师可以提供大量的案例分析,小组讨论,引导学生逐步掌握队列的特性及基本操作。
本节课的概念性、基础性的知识点比较多,可以先设置真实情境,让学生来体验,再通过案例分析,让学生体验解决问题的过程。等学生对队列有个感性认识的基础上,再给出队列的定义及其特性,并逐条解释。对于队列的基本操作,可以放一些简单、实用的小例子,让学生归纳、总结出具体的操作。
针对
核心素养培养的
设计考虑
核心素养的培养不可能泛泛而谈,而应落实在每一次引导、每一个活动之中。本条例各个核心素养的具体落点分析如下:
信息意识:落点在“能够根据解决问题的需要,自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息;在合作解决问题的过程中,愿意与团队成员共享信息,实现信息的更大价值”。在营业厅办事对比图中,学生获取队列信息,感知用队列结构处理后,办事流程更合理化了。在合作解决队列的出队操作时,共享信息,共同探讨,实现已有信息的更大价值。
计算思维:落点在“针对给定的任务进行需求分析,明确需要解决的关键问题;能提取问题的基本特征,进行抽象处理,并用形式化的方法表述问题;总结利用计算机解决问题的过程与方法,并迁移到与之相关的其他问题解决中”。在自主学习队列的基本操作后,能提取问题的基本特征,将队列的入队操作迁移到出队操作。在“约瑟夫环”问题中,能提取报数的特征,抽象处理,把每处报数的人出队后再进队或输出操作,用形式化的方式表述出该问题。
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