高中信息技术浙教版 (2019)选修1 数据与数据结构第四章 树4.2 二叉树的基本操作教学设计

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课程标准
和
教学目标
二叉树的基本操作及抽象数据类型
教材内容： 4.2二叉树的基本操作和4.3抽象数据类型。
适应的课程标准：
1.1 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。
教学目标：
●掌握二叉树的两种建立方式。
●熟练掌握二叉树的三种遍历方式。
●了解抽象数据类型的概念、抽象数据类型的描述、抽象数据类型的作用。
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：对于图中的两棵二叉树（附件3、4：一张完全二叉树，一张非完全二叉树），如何组织、存储节点信息？
以图片方式，吸引学生参与课堂，感知二叉树结构，并结合已掌握的知识，思考如何存储节点信息？
知识讲解（1）
针对情景导入（一）中的两棵二叉树，可以采用数组形式和链表形式存储节点信息。建议采用教材中的数组形式和链表形式，与学生一起模拟建树过程。
1.与学生一起模拟二叉树的数组形式建树。
2.与学生一起模拟二叉树的链表形式建树。
3.以教材上例子为例，与学生一起模拟二叉树的前序遍历。
二叉树是一种逻辑结构，形象直观，但便于计算机处理，需要把非线性结构变成有意义的线性序列。讲解二叉树的前序遍历，了解左右子树先左后右的原则，并按照前序遍历规则讲解。
自主学习
（1）
1.先让学生自主学习教材中的中序遍历和后序遍历，然后分组学习，组内成员互测，一方提供树的原图，一方写出相应的遍历结果，并验证答案的正确性。
2.小组合作，讨论完成教材中“问题与讨论”：已知前序遍历和后序遍历序列，能否唯一确定一棵二叉树？
帮助学生通过小组合作的方式，互相出题、验证答案的正确性，使得学生逐步掌握中序遍历和后序遍历。
帮助学生通过小组合作的方式，把刚刚学过的树的遍历，迁移到“由二种遍历是否可以确定一棵树的问题”。
知识讲解（2）
1.以整型数据为例，展示数据类型；以字符串类型为例，展示抽象数据类型，并演示字符串的方法、函数等。不用知道这些函数内部是如何操作，即可直接使用这些函数或方法。
知以学生容易理解的方式，呈现数据类型与抽象数据类型，了解抽象数据类型。
自主学习
（2）
1.先让学生自主学习抽象数据类型的描述，然后让学生描述一种抽象数据类型。
2.先让学生自主学习抽象数据类型的作用，然后让学生举例某种抽象数据类型的作用。
在学生了解了数据类型与抽象数据后，以自主学习方式，了解抽象数据类型的描述与作用，并在老师的帮助下，结合生活，列举实例。
课堂小结
1.建树的两种方式；
2.树的三种遍历；
3.抽象数据类型，抽象数据类型的描述与作用；
对本知识进行归纳。
作业布置
基础作业（面向所有学生）：
1.思考教材“问题与讨论”中用二叉树描述成绩等级。
2.完成教材“思考与练习”中的列举数据结构、数据类型和抽象数据类型三者之间的联系和区别。
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
4.2,4.3包含了二叉树的建树、二叉树的遍历，以及抽象数据类型的概念、描述、作用等，要求了解建树的数组形式和链表形式，熟练掌握二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历，了解抽象数据类型中“抽象”的概念，以及如何建立、描述抽象数据。对于建树的数组形式和链表形式，建议结合第二章数组中的数组和链表操作，以实列的形式，模拟建树过程。对于二叉树的三种遍历，建议用教材中给的例子，以图示的方式，逐步演示某种遍历的中间过程，并引导学生思考另外两种遍历，以此达到知识迁移的过程。对于抽象数据类型，建议采用教材中的方式，学生先自主学习教材，熟悉教材中的抽象数据类型，再以学生已掌握的一些内置数据为例，逐步引出抽象的概念。
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”。在对图中的二叉树的结构，能选用恰当的方式或工具建树。在讨论二叉树的中序、后序遍历时，能够与团队成员共享信息，一起探讨出中序、后序遍历。
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”。在二叉树的建树过程中，能根据任务需求，抽象出逐层概念，并用完全二叉树、非完全二叉树的种类，以数组形式和链表形式描述建树过程。在二叉树的遍历过程中，能够从前序遍历过程，迁移中序和后序的遍历。