第3章数据结构基本类型3.3操作受限的线性表——队列-高中教学同步《信息技术-数据与数据结构》(教案）（人教-中图版2019）.docxVIP

《信息技术-数据与数据结构》教案

课题

第3章数据结构基本类型3.3操作受限的线性表——队列

课型

班课

课时

1

授课班级

高一1班

学习目标

一、知识与技能目标

理解队列的基本概念，包括队头、队尾的定义，以及队列“先进先出”（FIFO）的特性。

掌握队列的两种主要存储方式：顺序存储（包括循环队列）和链式存储，并理解它们各自的特点和适用场景。

能够使用Python编程语言实现顺序队列和链队列的基本操作，如初始化、判断队列是否为空、入队、出队等。

了解队列在现实生活中的应用，如排队系统、银行叫号系统等，并能够分析这些应用中队列所起到的作用。

二、过程与方法目标

培养学生通过观察和分析现实生活中的排队现象，抽象出数据结构——队列的能力。

锻炼学生的逻辑思维能力，使他们能够深入理解队列的基本操作及其实现原理。

提高学生使用编程语言实现数据结构的能力，包括定义类、编写方法、进行异常处理等。

引导学生通过小组合作和讨论，共同解决在实现队列过程中遇到的问题，培养团队合作和沟通能力。

三、情感态度与价值观目标

激发学生对数据结构学习的兴趣和热情，让他们认识到数据结构在计算机科学中的重要性。

培养学生的创新思维和解决问题的能力，使他们能够在面对实际问题时，灵活运用所学知识进行解决。

增强学生的责任感和使命感，让他们意识到作为未来的计算机专业人才，需要不断学习和探索新技术，为社会的发展做出贡献。

培养学生的团队协作意识，让他们认识到在团队中发挥自己的作用，共同完成任务的重要性。

学习重难点

教学重点

队列的基本概念：

强调队列是操作受限的线性表，只允许在一端进行插入（队尾），另一端进行删除（队头）。

阐述队列的先进先出（FIFO）特性，与线性表的区别。

队列的实现：

详细说明顺序队列的两种实现方式：队头位置不变和队头位置变化，并比较它们的优缺点。

深入讲解循环队列的原理，包括如何避免“假溢出”问题，并解释如何预留空间以判断队列的空和满状态。

讲述链队列的基本结构，包括头指针、尾指针和节点类的定义，以及如何实现入队和出队操作。

队列的应用：

结合日常生活中的排队场景，解释队列原理的实际应用，如银行取号系统、医院挂号系统等。

强调队列在处理具有“先来先服务”特性问题时的有效性，以及如何通过队列来优化服务流程。

教学难点

循环队列的实现与理解：

理解循环队列如何通过循环使用数组空间来避免“假溢出”现象。

掌握如何根据队列的头部和尾部指针判断队列的空和满状态。

链队列的入队和出队操作：

理解在链队列中如何通过移动头指针和尾指针来实现入队和出队操作。

明白链队列中头指针和尾指针的初始化以及它们在队列为空和满时的状态。

队列应用的实际建模：

将实际问题抽象成队列模型，确定队列中的元素和元素之间的关系。

分析如何通过队列的入队和出队操作来解决实际问题，特别是处理复杂场景中的队列变化。

教学方法

理论讲解：首先清晰阐述队列的概念、特点和基本操作，确保学生理解队列的基本理论知识。

实例演示：通过实际例子（如银行取号系统）展示队列在实际问题中的应用，加深学生对队列操作的理解。

编程实践：让学生亲自动手编写队列的实现代码，包括顺序队列和链队列的入队、出队等操作，加深理解和掌握。

案例分析：分析一些典型的队列应用案例，让学生理解队列在解决实际问题中的重要作用和优势。

互动讨论：鼓励学生提出问题、分享经验，通过互动讨论来深化对队列知识的理解和应用。

课前准备

一、教学材料准备

教材及教案：确保有本节的教材内容和详细的教案，以便在讲解时能够清晰地呈现队列的概念、实现方式、特点及应用。

幻灯片或板书材料：准备包含队列概念解释、示例图、代码示例等内容的幻灯片或板书材料，以便在课堂上展示给学生。

示例代码：准备用于解释队列操作的示例代码，可以是顺序队列和链式队列的实现代码，以便在课堂上进行演示和讲解。

二、教学资源准备

多媒体教学设备：确保教室内的多媒体教学设备（如投影仪、电脑等）能够正常使用，以便展示幻灯片和其他教学资源。

网络资源：提前有哪些信誉好的足球投注网站和整理与队列相关的网络资源，如在线教程、动画演示等，以便在课堂上引用或提供给学生作为参考资料。

三、教学思路准备

明确教学目标：确定本节课的教学目标，即让学生能够理解队列的概念、实现方式、特点及应用。

设计教学流程：根据教学目标，设计合理的教学流程，包括引入、概念讲解、示例分析、代码演示、总结等环节。

准备互动环节：设计一些互动环节，如提问、讨论、小组活动等，以激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

四、教学难点和重点准备

突出教学重点：明确本节课的教学重点，即队列的概念、实现方式及特点，并在教学过程中给予足够的关注和解释。

解决教学难点：针对学生在理解队列操作时可能遇到的难点（如循环队列的队空、队满判断等），准备相应的解释和示