資料結構啟蒙教案

Learn with fun!

Transcript

1.   數位學習與工程教育  資料結構概念-啟蒙教案設計  第六組 柯軒恩, 施柏豪, 洪鈺欣, 林俊甫 指導老師 洪士顥、葉丙成、林顯達老師
2. Agenda 教案大綱 教學策略 與方法 教學引導 教學資源 與工具 活動設計 方式 三週課程 第一週 資 料結構定 義 第二週 搜 尋 第三週 堆 疊 教案成果 資料分析 課堂互動 分享
3.  ** 上課互動情形 ** 教案大綱
4. 教學策略   ARCS動機模式(J. Keller) •  小組競賽 •  正向回饋 •  遊戲關卡任務 •  合作式學習 •  教學項目融 入生活情境 •  教材多樣化 •  喚起注意力 Attention 注意  Relevance 相關 Satisfaction 滿足 Confidence 信心
5. 教學方法 •  合作式學習 •  遊戲式學習 ◦  Puzzle-Based learning
6. 教學資源  工具 投影 片 線上 問卷 互評 系統 動畫 影片 數位 遊戲 學習 單 臉書 社團 實體 看板
7. 教學活動設計方式 引導式說明 概念式啟蒙遊戲 資料結構知識介紹 主題遊戲 學習單填寫 總結
8. 教學工具（遊戲）   數位遊戲 實體遊戲 *櫥窗內的俄羅斯娃娃 *誤入叢林的大猩猩 *咖啡王子一號店 * 冬令進補,灰太狼吃羊肉爐 *命運的天秤,讓我們繼續看下 去 *眼力大考驗 
9. 單元課程摘要 周次  (3小時/周) 單元目標 課程內容 備註 第一周  協助學生了解資料結構的基本 概念，知識的傳遞，明白資料 結構的價值  引言-資料結構定義 Array介紹 資料結構效能評估 1. 遊戲引導 2. 動畫輔助說明 3. 生活範例引導 第二周  1.何謂搜尋 2. 幫助學生建構對於常用的搜 尋法之概念 搜尋的概念 Binary search BFS, DFS 1. 小組討論 2. 團體競賽 3. 遊戲任務 第三周  1. 想了解與生活有什麼關連! 2. 想了解如何應用?(字串反序, 程式中斷)  生活化情境Stack, Queue教 學 1. Puzzle-based 灰太狼遊戲 2. 主題小組討論Stack
10.  ** 上課互動情形 ** 三週課程
11. Week 1 Agenda Class 1: 課程說明10min+遊戲競賽10min+Why?15min+ 生活中的資料結構5+App/遊戲中的資料結構10 Class 2: 程式七大武器5+Array&JS review25+小魔王&QA20 Class 3: List＆Hashtable25+大魔王20
12. Week 1 課程說明 •  請學生加入Facebook社團 •  說明評分方式(互評) •  教師事先分組  o  約 3 ~ 4 人一組
13. Week 1 排序！遊戲競賽活動 •  打亂陣列(不限數字)讓學生排序 •  分易與難兩種元素 •  排行榜 o  速度最快 o  步數最少 藉由遊戲操作排序了解 效率與結構的重要性
14. Week 1 Why為什麼要學? 關鍵 15分鐘聚焦
15. Week 1 介紹生活中的例子 例: 設計系vs醫學系筆記 
16. Week 1 介紹App/遊戲中的例子 1.  開源軟體 2.  反組譯之後的Code :P 3.  Library 文件 4.  例: 1.  Unity (Popular game framework): http://docs.unity3d.com/Documentation/ScriptReference/Skybox.html 2.  Android http://developer.android.com/reference/android/app/ Activity.html
17. 中國七大武器程式七大武器 1. Array 2. List 3. Stack 4. Queue 5. Set 6. Map 7. Vector
18. Week 1 介紹陣列 武器 No.1 •  以實際容器舉例，講師可自備小 抽屜 •  利用Javacript的簡單語法，搭配 投影幕Review code •  可以配合時事或有趣例子修 改內容，像是黃色小鴨 •  示範 Sort, Concat 等概念 •  Ex: http://jsbin.com/ARAGUZe/1/edit
19. Week 1 - 小魔王&QA 教師搭配時事或情境設計一支 程式，部分需由學生修改方能輸 出理想結果，並將連結上傳至課 程網站。 例: 電梯內所有人的體重總和 情書字串加密(Mapping) 召喚特殊招式技能:上上下下 BA
20. Week 1 - List / Map(Hashtable) 運用Javascript簡單語法介紹 List: 武器 No. 2 push_back, push_front, pop_front, pop_back, concat, splice  Map: 武器 No. 3 Indexing, Enumerating
21. Week 1 大魔王 ( 兩節所學 ) 進階版練習 •  下課前完成 •  結合所學 •  可發揮創意 •  小組為單位 •  互評
22. Week 2 Binary Search (1/5) Activity 1：Weighing with a Balance 設計目的： 一個有意義的學習任務通常與情境有關，所以藉由簡單的遊戲情境讓學生初探二分的概念。 --> 天秤平衡釘子重量的過程，引導學生思考數字的對半拆概念
23. Week 2 Binary Search (2/5) Activity 2： Find the Lighter Counterfeit Coin
24. Week 2 Binary Search (3/5) Activity 3： 9 Coins with 1 Counterfeit
25. Week 2 Binary Search (4/5) Activity 4： 12 Coins with 1 Counterfeit
26. Week 2 Binary Search (5/5) Activity 5： Binary Search •  二分搜尋法的概念：1. 搜尋已排序的一串資料，亦即記錄需先由小到大排序過2. 將欲搜尋的 值，每次都和搜尋範圍內的最中間記錄作比較 可能出現三種情形：(1)相等 (2)大 (3)較小 --> 進⾏行邏輯判斷! 3. 重覆執⾏行上⼀一步之步驟，直到找到搜尋值為⽌止。︒ •  ⽣生活中的例⼦子：1. 在英⽂文字典中尋找英⽂文單字的過程 2. 搜尋電話簿得知某⼈人的電話號碼
27. Week 2 Binary Search學習單設計(1/2) 學習單設計目標： 融入社會建構論精神，並考量實際現場的教學環境，讓學生在分組活動中藉 由與同儕的對話討論逐步修正自己的想法，並把想法具體化寫在學習單上。此部 分不硬性要求學生一定要以文字逐行描述，以流程圖或畫圈表達正確的分類概念 亦是可以接受的形式。 北一女高一讓班學習單成果分享： http://goo.gl/J4AQwF
28. Week 2 Binary Search學習單設計(2/2) 實體學習單的變形： Google ⽂文件協作平台 EtherPad Sync.in 線上即時共同⽂文件編輯
29.  Week-3 Stack生活化情境教學 
30. Week 3 Stack生活化情境教學 
31. Week 3 Stack生活化情境教學
32. Week 3 Stack生活化情境教學
33. Week 3 Stack學習概念評估 Q1: 下面有三個蛋糕: 橘子, 巧克力, 抹茶 請依序寫下你最愛的順序:______________ Q2: 如果在堆疊結構中, 要最快拿到你最愛吃的蛋糕, 請問要 如何下指令將蛋糕放進堆疊容器中? (請使用push指令) ____________________________________________ Q3: 要吃最愛的蛋糕, 要如何下POP指令取得蛋糕? ______________________________________
34. Week 3 Stack主題遊戲
35. Week 3 Stack主題式小組討論 •Q1. ABCDE->如何使用push,pop反轉成 EDCBA •Q2. 請舉出生活中一個與Stack有關的例子 •Q3. 第一堂課的Array與Stack有關嗎? 
36. Stack-Class1 (遊戲案例新增） 1. 蛋糕例子+測驗單 <10> 2. 灰太狼遊戲 <15> 3. 瀏覽器的奧秘<25> 50分鐘 /1堂課
37. Stack-Class1 (瀏覽器的奧秘）
40. Stack-Class 2, 3 （合作學習競賽） 1. FB小組討論Stack Q1~Q3 <10> 2. 小組討論觀摩+互評（按贊）<10> 3. 小組討論Stack情境出題 <30> 4. 小組搶答競賽(答對＋分）<50> 100分鐘/ 2堂課
41.  教案成果
42. 教案階段性分析-Stack 灰太狼遊戲 1:非常不同意 2: 不同意 3: 同意 4:非常同意
43. 合作式學習&團隊競賽對學生之認知調查 教案階段性分析-BFS概念教學
44.      概念式引導影片對學生之認知調查 教案階段性分析-BFS概念教學
45. 遊戲式學習對學生之認知調查 教案階段性分析-BFS概念教學
46.  ** 上課互動情形 ** 上課互動情形
53.  ** 上課互動情形 ** The End 感謝聆聽