2023-2024學(xué)年高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-說(shuō)課稿-3.3-棧

2023-2024學(xué)年高中信息技術(shù)選擇性必修1（浙教版2019）數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-說(shuō)課稿-3.3-棧主備人備課成員設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課將帶領(lǐng)學(xué)生深入探索數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的“?！保ㄟ^(guò)浙教版2019高中信息技術(shù)選擇性必修1教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生理解棧的概念、特點(diǎn)及在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。以實(shí)際問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐操作中掌握棧的操作方法，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力，理解棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2.提升學(xué)生的問(wèn)題解決能力，通過(guò)實(shí)際問(wèn)題應(yīng)用棧解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索問(wèn)題。

3.增強(qiáng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力，通過(guò)編寫程序?qū)崿F(xiàn)棧的基本操作。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解棧的定義和基本操作，包括入棧、出棧、判空和清棧。

②掌握棧的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，理解棧的順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式。

③能夠運(yùn)用棧解決實(shí)際問(wèn)題，如括號(hào)匹配、函數(shù)調(diào)用棧等。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解棧的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，包括棧頂指針的移動(dòng)和?？臻g的分配與釋放。

②掌握棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，理解鏈棧的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和操作方法。

③在實(shí)際編程中靈活運(yùn)用棧，解決復(fù)雜問(wèn)題，如遞歸算法的實(shí)現(xiàn)。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)步驟師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)講解棧的定義、操作和特點(diǎn)，幫助學(xué)生建立基本概念。

2.討論法：組織學(xué)生討論棧的應(yīng)用場(chǎng)景，激發(fā)思考，培養(yǎng)問(wèn)題解決能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，通過(guò)編寫程序操作棧，加深理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用PPT展示棧的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，直觀展示棧的操作過(guò)程。

2.在線編程平臺(tái)：提供在線編程環(huán)境，讓學(xué)生即時(shí)編寫和調(diào)試棧程序。

3.教學(xué)軟件：使用棧的模擬軟件，讓學(xué)生通過(guò)互動(dòng)體驗(yàn)棧的操作。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“?！边@一課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，如“如何理解棧的先進(jìn)后出特性？”、“棧在編程中有什么實(shí)際應(yīng)用？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解棧的基本概念和操作。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)或老師處。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解“?！边@一課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的棧應(yīng)用案例，如模擬洗牌過(guò)程，引出“?！边@一課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解棧的定義、基本操作和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解棧的原理。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容，討論棧在遞歸中的應(yīng)用，如計(jì)算階乘。

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)，如“棧如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容？”等，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，嘗試用代碼實(shí)現(xiàn)棧的操作。

提問(wèn)與討論：針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，勇敢提問(wèn)并參與討論。

方法/手段/資源：

講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解棧的知識(shí)點(diǎn)。

實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)小組討論和編程練習(xí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握棧的操作。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解棧的知識(shí)點(diǎn)，掌握棧的操作技能。

通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。

通過(guò)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的棧操作的程序，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)入棧、出棧等功能。

提供拓展資源：提供與棧相關(guān)的在線編程平臺(tái)和教學(xué)視頻，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，指出程序中的錯(cuò)誤和改進(jìn)建議。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，嘗試實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的棧應(yīng)用，如模擬瀏覽器的歷史記錄。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的棧知識(shí)點(diǎn)和技能。

通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）》-嚴(yán)蔚敏，吳偉民

這本書詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念和實(shí)現(xiàn)方法，其中對(duì)棧的深入探討可以幫助學(xué)生更全面地理解棧的理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用。

《算法導(dǎo)論》-ThomasH.Cormen,CharlesE.Leiserson,RonaldL.Rivest,CliffordStein

在這本書中，棧被作為基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一進(jìn)行詳細(xì)介紹，包括其理論分析、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)以及在算法中的應(yīng)用，適合對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有更高追求的學(xué)生。

《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》-WilliamStallings

在操作系統(tǒng)課程中，棧是管理程序運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這本書可以讓學(xué)生了解棧在操作系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，如進(jìn)程調(diào)度、中斷處理等。

《編譯原理》-AlfredV.Aho,MonicaS.Lam,RaviSethi,JeffreyD.Ullman

在編譯原理課程中，棧用于存儲(chǔ)中間代碼和變量信息。這本書可以幫助學(xué)生理解棧在編譯過(guò)程中的關(guān)鍵作用。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

（1）棧在實(shí)際編程中的應(yīng)用

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的文本編輯器，實(shí)現(xiàn)撤銷和重做功能，使用棧來(lái)存儲(chǔ)和恢復(fù)文本狀態(tài)。

-實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)調(diào)用棧模擬，模擬函數(shù)的調(diào)用和返回過(guò)程。

（2）棧的高級(jí)特性

-研究循環(huán)棧，探討其優(yōu)缺點(diǎn)以及在什么情況下使用循環(huán)棧更合適。

-探索棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，分析其空間復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度。

（3）棧在其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

-研究雙向鏈表與棧的結(jié)合，探討如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)支持插入和刪除操作的雙向鏈表。

-分析隊(duì)列與棧的結(jié)合，探討如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)既支持棧操作又支持隊(duì)列操作的隊(duì)列。

（4）棧在算法中的應(yīng)用

-研究棧在括號(hào)匹配、逆波蘭表達(dá)式計(jì)算中的應(yīng)用。

-探討棧在圖遍歷算法中的應(yīng)用，如深度優(yōu)先搜索（DFS）。

（5）棧在操作系統(tǒng)中的應(yīng)用

-分析棧在進(jìn)程管理中的作用，如進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換和上下文切換。

-研究棧在內(nèi)存管理中的應(yīng)用，如動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了棧這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，感覺(jué)挺有意思的。咱們來(lái)回顧一下，看看這節(jié)課咱們都做了些什么，學(xué)生又有哪些收獲。

首先，我覺(jué)得這節(jié)課的教學(xué)方法還是挺有效的。我采用了講授法、討論法和實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合的方式，力求讓同學(xué)們既能理解理論知識(shí)，又能通過(guò)實(shí)踐操作來(lái)加深印象。比如，我通過(guò)講解棧的定義和基本操作，讓大家對(duì)棧有了初步的認(rèn)識(shí)；然后，我又設(shè)計(jì)了一些實(shí)際問(wèn)題，讓大家在討論中找到解決方法；最后，通過(guò)編程實(shí)驗(yàn)，大家親手操作棧，這樣不僅鞏固了知識(shí)，還提高了編程能力。

在教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)同學(xué)們對(duì)棧的理解還是比較快的，尤其是在討論環(huán)節(jié)，大家都能積極參與，提出自己的想法。這說(shuō)明咱們班級(jí)的學(xué)習(xí)氛圍很好，同學(xué)們都很愿意學(xué)習(xí)。不過(guò)，我也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。

比如說(shuō)，在講解棧的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，有些同學(xué)可能覺(jué)得有點(diǎn)抽象，不太容易理解。這就需要我在今后的教學(xué)中，更加注重對(duì)抽象概念的解釋，盡量用形象、生動(dòng)的例子來(lái)幫助大家理解。另外，我還發(fā)現(xiàn)，有些同學(xué)在編程實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于棧的操作不夠熟練，比如入棧、出棧等操作。這可能是因?yàn)樗麄冊(cè)陬A(yù)習(xí)的時(shí)候沒(méi)有認(rèn)真看教材，或者沒(méi)有及時(shí)復(fù)習(xí)。所以，我建議大家在課后要加強(qiáng)對(duì)教材的學(xué)習(xí)，多練習(xí)編程，提高自己的實(shí)踐能力。

至于教學(xué)效果，我覺(jué)得總體上是不錯(cuò)的。同學(xué)們對(duì)棧的基本概念和操作有了清晰的認(rèn)識(shí)，能夠運(yùn)用棧解決一些實(shí)際問(wèn)題。當(dāng)然，這節(jié)課也有一些不足之處。

首先，我在講解過(guò)程中，可能過(guò)于注重理論知識(shí)的傳授，而忽視了與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。我覺(jué)得在今后的教學(xué)中，我應(yīng)該更加注重將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，讓同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中，能夠更好地體會(huì)到知識(shí)的價(jià)值。

其次，我在課堂管理上還有待提高。比如，在討論環(huán)節(jié)，有些同學(xué)可能因?yàn)楹π呋蛘卟蛔孕?，不敢發(fā)言。這就需要我在今后的教學(xué)中，更加關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，鼓勵(lì)他們積極參與課堂活動(dòng)，提高他們的自信心。

最后，我覺(jué)得在課后作業(yè)的布置上，還可以更加多樣化。除了編程作業(yè)，還可以布置一些理論思考題，讓同學(xué)們?cè)谡n后繼續(xù)思考，加深對(duì)知識(shí)的理解。板書設(shè)計(jì)1.棧的定義

①棧是限定僅在表的一端進(jìn)行插入與刪除操作的線性表。

②棧頂（Top）：允許插入和刪除的一端。

③棧底（Bottom）：不允許插入和刪除的一端。

2.棧的基本操作

②入棧（Push）：在棧頂插入一個(gè)新元素。

②出棧（Pop）：刪除棧頂元素，并返回它的值。

②判空（