高教版（本科）教学设计中职中职专业课计算机类71 电子与信息大类

高教版（本科）教学设计中职中职专业课计算机类71电子与信息大类科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）高教版（本科）教学设计中职中职专业课计算机类71电子与信息大类教学内容分析1.本节课的主要教学内容。高教版《数据结构与算法》第二章“线性表”主要内容包括线性表的定义与逻辑特征、顺序存储结构（顺序表）的插入与删除操作、链式存储结构（单链表）的定义及基本操作（创建、遍历、插入、删除）。

2.教学内容与学生已有知识的联系。学生已具备C语言数组、指针的应用基础，顺序表的实现可依托数组存储，单链表的指针操作可关联C语言指针与结构体知识，为后续栈、队列等线性结构学习提供理论与技术支撑。核心素养目标分析二、核心素养目标分析。通过线性表逻辑特征与存储结构的学习，培养学生计算思维，能抽象实际问题为线性表模型并选择合适存储结构；提升信息意识，理解顺序表与单链表的适用场景；强化数字化学习与创新，通过实现插入、删除等操作提升编程实践与问题解决能力；渗透信息社会责任，规范代码编写，确保数据处理安全可靠。学情分析学生已具备C语言基础，掌握数组应用和指针概念，但对指针操作熟练度不足，影响链表理解。抽象思维能力较弱，对线性表逻辑特征与存储结构的关系理解存在困难。编程实践能力参差不齐，部分学生能独立完成简单代码，但调试和优化能力较弱。学习习惯偏向具体操作，对理论推导兴趣不足，更依赖实例演示和上机练习。对数据结构课程重视度不够，认为其难度大，易产生畏难情绪，需通过案例强化应用意识，如用顺序表实现学生信息管理，提升学习动机。教学资源1.软硬件资源：计算机教室（安装Dev-C++/VisualStudioC++编译环境）、多媒体教学设备、课本《数据结构与算法》、教案、PPT课件

2.课程平台：学校在线学习平台（上传教学资料、作业）

3.信息化资源：线性表操作微课视频、顺序表插入删除动画演示、单链表指针变化动态图、在线编程练习系统（本地部署版）

4.教学手段：案例教学（学生信息管理系统）、任务驱动（顺序表/单链表实现）、小组合作调试、板书推导关键算法、上机实践操作教学过程（一）情境导入，激发兴趣（5分钟）

同学们，早上好！今天我们要学习一个在编程中非常重要的基础结构——线性表。请大家想想，我们班级的通讯录需要存储每个同学的姓名、电话，如果要在通讯录中插入一位新同学或删除毕业同学的信息，用什么数据结构最合适呢？对，就是线性表！它就像一串有序的数据珠子，既能灵活增删，又能保持顺序。今天我们就来深入探究线性表的两种存储方式：顺序表和单链表，看看它们如何在实际应用中大显身手。

（二）复习旧知，承上启下（8分钟）

在学习新内容前，我们先快速回顾一下C语言的基础知识。同学们，你们还记得数组的特点吗？对，数组需要预先分配连续内存空间，访问速度快，但大小固定。那指针呢？指针可以指向任意内存地址，操作灵活，但容易出错。这些知识正是我们学习线性表的基石。现在请大家打开Dev-C++，创建一个数组intarr[5]={1,2,3,4,5}，尝试输出第二个元素，并思考：如果要在这个数组中间插入一个元素6，会发生什么？没错，后面的元素都需要向后移动，非常麻烦！这就是我们今天要学习新存储结构的原因。

（三）新授顺序表：逻辑与存储（12分钟）

首先，我们来看顺序表。顺序表的逻辑特征是“一对一”，每个元素（除了第一个）都有唯一前驱，每个元素（除了最后一个）都有唯一后继。它的存储方式是“顺序存储”，即在内存中开辟一块连续的空间，用数组来实现。比如，我们可以这样定义顺序表结构体：

```c

#defineMAXSIZE100

typedefstruct{

intdata[MAXSIZE];//数据域

intlength;//当前长度

}SqList;

```

同学们，请跟着我一起写代码。现在初始化一个顺序表SqListL，设置length=0。接下来，我们要实现插入操作：在第i个位置插入元素e。插入前需要判断什么？对，表是否满（length==MAXSIZE）和位置是否合法（1≤i≤length+1）。如果合法，就从最后一个元素开始，依次向后移动一位，直到第i个位置，再将e存入，最后length+1。比如在顺序表{1,2,3,4}的第2个位置插入5，操作后变成{1,5,2,3,4}。请大家现在动手写插入函数，注意循环的起始位置和终止条件。

（四）探究顺序表插入操作（10分钟）

同学们，刚才大家在写插入函数时，有没有遇到问题？比如，有的同学从i-1开始循环，有的从length开始。我们来一起分析：插入位置是i，数组下标从0开始，所以第i个位置对应下标i-1。为了给e腾出位置，需要从最后一个元素（下标length-1）开始，逐个后移到下标length，直到下标i-1的位置。比如插入位置i=2，下标i-1=1，原数组{1,2,3,4}，下标0是1，下标1是2，下标2是3，下标3是4。从下标3开始后移：下标3=4→下标4，下标2=3→下标3，下标1=2→下标2，然后将e=5存入下标1，结果就是{1,5,2,3,4}。现在请大家调试代码，插入一个元素并输出，看看结果是否正确。

（五）新授顺序表删除操作（10分钟）

插入后会删除，删除操作比插入简单一些。同样需要判断位置是否合法（1≤i≤length），然后将第i个位置后的元素依次前移一位，最后length-1。比如删除顺序表{1,5,2,3,4}的第3个元素（下标2），元素2被删除，后面的元素3、4前移，变成{1,5,3,4}。同学们，请写出删除函数，注意前移时从下标i开始，到length-1结束。现在请大家测试：在刚才的顺序表中删除第1个元素，输出结果是否为{5,3,4}？

（六）对比顺序表优缺点，引出链表（8分钟）

同学们，顺序表操作简单，但缺点也很明显：空间固定，插入删除需要移动大量元素，效率低。那有没有办法解决呢？有！就是链式存储——单链表。单链表的每个节点包含两部分：数据域（存储元素）和指针域（存储下一个节点的地址）。比如，节点可以这样定义：

```c

typedefstructLNode{

intdata;//数据域

structLNode*next;//指针域

}LNode,*LinkList;

```

单链表不需要连续空间，插入删除只需改变指针指向，非常高效。但访问元素时，必须从头节点开始逐个查找，效率低于顺序表。现在请大家思考：通讯录数据量固定时用顺序表，频繁增删时用单链表，对吗？

（七）新授单链表创建与遍历（15分钟）

单链表的创建常用头插法和尾插法。我们先学头插法：创建一个头节点，每次新节点插在头节点之后。比如，插入元素1、2、3，头节点→3→2→1→NULL。代码实现：

```c

voidCreateHeadList(LinkList&L,intn){

L=newLNode();//头节点

L->next=NULL;

for(inti=1;i<=n;i++){

LNode*p=newLNode();

p->data=i;

p->next=L->next;//新节点指向原第一个节点

L->next=p;//头节点指向新节点

}

}

```

同学们，跟着我写代码。创建头节点后，循环n次，每次生成新节点p，将p的next指向L->next（原链表第一个节点），再将L->next指向p，完成头插。现在请大家创建一个包含1、2、3、4的单链表，并用遍历函数输出：从头节点开始，p=L->next，循环输出p->data，p=p->next，直到p为NULL。遍历结果应该是4→3→2→1→NULL。

（八）探究单链表插入与删除（12分钟）

单链表的插入删除是重点，也是难点。插入操作在第i个位置插入元素e：先找到第i-1个节点p，生成新节点s，将s->next指向p->next，再将p->next指向s。比如在链表1→3→4的第2个位置插入2，找到第1个节点1（p），生成节点2，s->next=p->next（指向3），p->next=s（指向2），结果变成1→2→3→4。删除操作类似：找到第i-1个节点p，删除p->next指向的节点，执行p->next=p->next->next。现在请大家分组练习：一组实现插入，一组实现删除，完成后交换代码调试。注意指针操作顺序，先连后继，再连前驱，避免断链！

（九）实践任务：通讯录管理系统（15分钟）

同学们，理论学完了，我们来做个实战任务：用顺序表或单链表实现简易通讯录，包含添加、删除、显示功能。大家可以自由选择存储结构，小组合作完成。老师提供半成品代码，比如顺序表的初始化、添加函数，大家补充删除和显示函数；链表的组实现创建、插入、显示。遇到问题先小组讨论，解决不了举手提问。现在开始，15分钟后请小组代表展示成果。

（十）总结拓展，深化理解（7分钟）

时间到！刚才第1组用顺序表实现了通讯录，添加同学时检查长度，删除时前移元素，很规范；第2组用链表实现，插入删除只需改变指针，效率更高。通过今天的实践，我们掌握了线性表的核心：顺序表适合随机访问、数据量固定的情况，链表适合频繁增删、数据量动态变化的情况。同学们，线性表是数据结构的基石，后续的栈、队列都是特殊的线性表。课后请大家思考：双向链表和单链表有什么区别？如何用顺序表实现栈？下节课我们继续探究！教学资源拓展1.拓展资源：

（1）线性表变体结构：循环链表（头节点指针指向尾节点，实现循环访问）、双向链表（每个节点含前驱和后继指针，支持双向遍历），其操作逻辑在教材单链表基础上扩展，插入删除需同时维护前后指针，如双向链表插入节点时需修改前驱节点的next和后继节点的prior。

（2）实际应用案例：操作系统任务调度队列（顺序表实现优先级队列）、浏览器历史记录栈（特殊线性表，后进先出原则）、音乐播放列表（循环链表实现循环播放），体现线性表在不同场景中的存储结构选择依据。

（3）算法优化与复杂度对比：顺序表随机访问O(1)但插入删除O(n)、链表插入删除O(1)但访问O(n)，结合教材中通讯录案例，分析数据量固定时用顺序表、频繁增删时用链表的决策逻辑，引入均摊时间复杂度概念解释顺序表插入的效率波动。

（4）编程实践细节：C语言实现中的指针陷阱（如野指针、内存泄漏）、动态内存分配函数（malloc/free）的正确使用、边界条件处理（空表操作、单节点删除），教材代码中未涵盖的异常处理逻辑补充。

（5）相关数据结构预览：栈（受限线性表，仅允许栈顶操作）、队列（受限线性表，先进先出），解释其与线性表的从属关系，如栈可视为操作受限的顺序表，为后续章节学习奠定基础。

2.拓展建议：

（1）习题强化训练：完成教材配套习题中“链表反转”“合并两个有序链表”等综合题，重点练习指针操作逻辑，如通过虚拟头节点简化链表头插入操作；挑战“环形链表检测”算法，理解快慢指针法原理。

（2）项目实战开发：设计“简易图书管理系统”，使用顺序表存储图书信息（ISBN、书名、库存），实现增删改查功能；或开发“LRU缓存”模拟程序，结合双向链表和哈希表优化访问效率，要求提交完整代码及测试报告。

（3）阅读材料拓展：精读《数据结构与算法分析》中“线性表”章节，重点理解动态数组扩容策略（如顺序表容量不足时2倍扩容）；研读Linux内核链表实现（list_head结构体），学习宏定义封装的通用链表操作方法。

（4）调试技能提升：使用GDB单步调试链表操作，观察指针变化过程，如插入节点时next指针的赋值顺序；编写单元测试用例覆盖边界情况（如空表插入、删除唯一节点），通过Valgrind工具检测内存泄漏。

（5）竞赛与认证准备：参与蓝桥杯“链表操作”专项训练，如“链表分割”“重排链表”等题型；考取计算机二级C语言证书，强化线性表相关的编程规范和算法设计能力，为后续学习栈、队列等数据结构积累经验。板书设计①线性表基础

-定义：零个或多个数据元素的有限序列，逻辑特征为一对一关系

-逻辑结构：每个元素有唯一前驱（首元素除外）和唯一后继（末元素除外）

-基本操作：初始化、插入、删除、遍历、查找

②顺序表存储结构

-结构体定义：typedefstruct{ElemTypedata[MAXSIZE];intlength;}SqList;

-插入操作：判断位置合法（1≤i≤length+1），从后向前移动元素，length+1

-删除操作：判断位置合法（1≤i≤length），从前向后移动元素，length-1

-优缺点：随机访问O(1)，插入删除需移动元素O(n)，空间固定

③单链表存储结构

-节点定义：typedefstructLNode{ElemTypedata;structLNode*next;}LNode,*LinkList;

-创建方法：头插法（新节点插头节点后）、尾插法（新节点接末节点后）

-插入操作：找到前驱节点p，生成新节点s，s->next=p->next，p->next=s

-删除操作：找到前驱节点p，p->next=p->next->next，释放删除节点