《数据结构》课程标准

《数据结构》课程标准课程代码课时数64课时适用专业软件专业、网络专业编制单位机械电子工程系编制人刘波审定人总审核同意执行□修改后执行□一、课程性质与任务《数据结构》是计算机类专业的核心课程之一，是软件技术专业和计算机网络专业必修的专业基础课程。数据结构研究的范围和计算机软件有着密切的关系，无论是编译源程序还是操作系统，都涉及到数据元素在存储器中如何分配的问题。在研究信息检索时也必须考虑如何组织这些数据，以便使查找和存取数据元素更为高效。因此，可以认为《数据结构》是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。在计算机科学中，数据结构不仅是一般程序设计（特别是非数值计算的程序设计）的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。本课程的任务是使学生深入了解数据结构的逻辑思想、实现方法和应用技术。使学生对数据结构内容有较全面的认识；理解把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来的理论基础；拓展视野和提高安全素养；了解数据结构领域主要技术方法和算法思想。提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。二、本课程与其他课程的关系前续课程：《计算机导论》、《C语言程序设计》后续课程：《Java程序设计》、《C#程序设计》三、课程的教学目标1.专业能力目标（1）掌握线性结构、树、图等基本概念、基本原理，并了解各种数据结构在实际工作中的应用。（2）掌握各种排序、查找算法的原理和区别，能选用合适的算法编程解决具体问题。2.方法能力目标（1）了解数据结构领域主要技术方法和算法思想，培养学生处理一般数据计算与组织的能力、撰写数据结构算法的能力。（2）综合提高学生信息素养和意识，引导学生正确应用所学算法理论解决实际问题的能力。3.社会能力目标（1）树立科学发展观，养成实事求是的科学态度，具有观察、理解、判断、推理的辩证思维能力。（2）具有良好的职业道德、组织与协调能力，善于与他人合作共事。（3）具有创新精神、自觉学习的态度和立业创业的意识，初步形成适应社会主义市场经济需要的就业观和人生观。（4）具有健康的心理和乐观的人生态度；朝气蓬勃，积极向上，奋发进取；思路开阔、敏捷，善于处理突发问题。四、课程教学内容与学时安排序号教学内容理论学时实践学时教学形式备注1概论20讲授2线性结构64讲授+上机3树与二叉树84讲授+上机4图84讲授+上机5查找86讲授+上机6排序86讲授+上机合计4024五、课程教学设计序号教学内容教学目标教学情景与设计训练或工作项目知识点1概论理解数据的含义。理解逻辑结构、存储结构、运算集合及它们之间的关系。掌握算法的五个特点。课堂讲授与学生分组讨论的方法，通过学生自主学习讨论使学生对课程的内容更深入的了解，同时培养学生的兴趣（1）数据结构的基本概念；（2）算法的描述方法；（3）算法设计的要求和算法时间效率的度量分析。2线性结构掌握顺序存储结构的定义及基本操作。掌握链式存储结构的定义及基本操作。通过课堂讲授、演示等方法以及学生反馈相结合采用案例法和比较法讲述（1）符号表的实现；（2）一元多项式的求和。（1）线性表的定义及基本操作；（2）单链表、循环链表、双向链表的定义、逻辑结构及基本操作；（3）栈的概念，栈的顺序存储结构和链式存储结构及其基本操作；（4）队列的概念，队列的顺序存储结构和链式存储结构及其基本操作；栈与队列的应用举例3树与二叉树掌握二叉树的定义及遍历操作；了解森林的遍历算法；了解树、二叉树和森林的相互转换；掌握哈夫曼树及其应用。通过动画演示与现场教学，深化学生对树和森林的感官理解（1）学生会组织机构的管理实现；（2）哈夫曼编码。（1）树的定义和存储结构；（2）二叉树的定义、性质、存储结构；（3）树、二叉树和森林的相互转换；（4）树和森林的遍历算法；（5）哈夫曼树及其应用4图掌握图的定义，图的存储结构，图的遍历操作和图的几个典型应用通过动画演示与现场教学，深化学生对图的感官理解（1）最小生成树；（2）城市最短路径；（3）排课系统的算法实现（1）图的定义和术语；图的存储结构，邻接矩阵表示法和邻接表表示法；（2）图的遍历操作，深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历；（3）图的几个典型应用问题，最小生成数、拓扑排序和最短路径。5查找掌握静态查找表及查找算法：顺序查找、折半查找；掌握动态查找表及查找算法：二叉排序树；掌握哈希表及查找算法。通过讲授与多媒体演示的方法，注重各种查找算法之间的区别，并了解各种算法的应用场景。（1）在线性表里查找X；（2）在顺序表里查找X的算法实现；（3）二叉排序数的查找；（4）散列表的查找。（1）静态查找表及查找算法：顺序查找、折半查找；（2）动态查找表及查找算法：二叉排序树；（3）哈希表及查找算法。6排序掌握常用的排序算法，直接插入排序、冒泡排序、希尔排序、快速排序、堆排序、归并排序。通过讲授与多媒体演示的方法，使学生熟悉各种排序算法之间的区别，并了解各种算法的应用场景。（1）牌游戏实现；（2）荷兰国旗问题；（3）螺钉与螺母问题。（1）排序的概念；（2）直接插入排序；（3）冒泡排序；（4）快速排序；（5）堆排序；（6）归并排序（7）希尔排序六、实施建议（一）教材选用与编写1.严蔚敏，吴伟民，米宁，数据结构题集(C语言版)．北京：清华大学出版社,2007.2.殷人昆，数据结构(用面向对象方法与C++语言描述)(第2版)．北京：清华大学出版社,2007.（二）教学建议体现各课程在信息化教学手段的应用，教学方法的差异性；强调“精化理论、强化实践、拓展应用”。本课程是计算机相关专业的一门专业核心课，因此在教学方法上可以采取任务驱动、多媒体演示、课堂讲授、上机操作、课后自学和课堂讨论等多种形式相结合。1、任务驱动：在教学过程中，学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动。2、教学演示（多媒体演示）：教学演示具有形象性、具体性、直接性和真实性等特点，是直观形象法之一，教师在教学中通过多媒体或事物、教具等进行示范性操作。教学演示可以集中学生注意力，提高学习兴趣，发展观察力，思维里，认清对象物，使学生对计算机专业课程形成正确的、直观的认识。3、课堂讲授：在教学过程中，教师应注重加强引导，对计算机相关的概念、基本原理进行详细的讲解，并强调各个章节的重点和难点。并且能够结合生活生产实际，培养学生对计算机类课程的学习兴趣和爱好，培养学生基本的专业学习能力。4、上机操作：加强学生的动手能力，使学生在实际操作的过程中对所学知识的内化。在完成练习的条件下，学生可根据自己的实际情况，自选一些教材以外的题目进行操作，加深对所学知识点的理解、掌握与灵活运用，培养学生运用各种计算机进行学习、获取新知识、掌握新技术的能力。5、课后自学和课堂讨论：为了培养学生自学能力和处理问题的能力，对各章中的重点和难点采用课堂讨论的形式，加深学生对所学知识点的理解。对于发展、概述、简介等知识点可让学生通过自己查阅、整理资料，课堂上演示讨论的形式，不仅让学生对于这些知识有了一个深入的了解，而且初步形成具有资料查阅、信息处理的能力，使学生形成自觉学习和探究学习的态度，培养了学生的分析和解决问题的能力与演讲能力。（三）教学基本条件1.师资条件：理论教师2-3名，实践实训教师1-2名。教师需系统的接受过计算机科学与技术专业完整的学科教育，具备扎实的学科与专业知识（包括专业基础、硬件、系统、软件、应用等），以及丰富、全面的应用及教学经验。2.教学硬件设施及配备序号教学内容理论课条件实践实训条件1概论多媒体教室2线性结构多媒体教室机房，预装VisualC++软件3树与二叉树多媒体教室机房，预装VisualC++软件4图多媒体教室机房，预装VisualC++软件5查找多媒体教室机房，预装VisualC++软件6排序多媒体教室机房，预装VisualC++软件（四）课程资源开发与利用序号教学内容教辅资料网络资源实训指导书其它1排序算法趣味编程纸牌游戏设计基本要求：一副没有花牌（J、Q、K、A、大小王）的扑克牌，两个人进行纸牌游戏，其中一个人为用户，另一个人为计算机；每轮每人各发5张牌，各自以这5张牌建立二叉排序树；由用户先出，轮流出牌，每次只能出一张并且要比别人出的大，如：用户出3，计CSDN网站《数据结构》实训指导书算机则要出比3大的牌，没有则选择不出；最先出完的人获胜。七、教学评价主要指学生学业评价，突出阶段评价、目标评价、应用能力评价；关注评价方式的多元化，发挥学生的个性特点。数据结构课程由基础理论知识和相关上机操作构成，因此在考核评分上面有所体现。本课程按百分之考评，考核分数=理论成绩*50%+上机成绩*30%+平时成绩*20%1、实验成绩：序号教学内容考核知识点考核形式考核依据分值1概论数据的含义；逻辑结构、存储结构；运算集合及它们之间的关系；算法的五个特点。随堂检测总结性评价102线性结构顺序存储结构的定义及基本操作；链式存储结构的定义及基本操作。提交作业（C源码）态度、技能、效果三方面综合考核203树与二叉树二叉树的定义及遍历操作；森林的遍历算法；树、二叉树和森林的相互转换；哈夫曼树及其应用。提交作业（C源码）态度、技能、效果三方面综合考核204图图的定义；图的存储结构；图的遍历操作和图的几个典型应用。提交作业（C源码）态度、技能、效果三方面综合考核105查找静态查找表及查找算法：顺序查找、折半查找；动态查找表及查找算法：二叉排序树；哈希表及查找算法。提交作业（C源码）态度、技能、效果三方面综合考核206排序直接插入排序、冒泡排序、希尔排序、快速排序、堆排序、归并排序。提交作业（C源码）态度、技能、效果三方面综合考核202、理论成绩：考核形式：以试卷或者论文的形式完成；考核依据：总结性评价。3、平时成绩：由出勤率、作业完成情况、课堂表现等几方面相结合来评估。注：考核依据评价指标：态度（出勤率，纪律，积极性），技能（熟练程度，操作能力，分析解决问题能力），效果（按时完成情况，完成质量），总结性评价（最终处理结果的评价）考核形式分为：提交作业（word、excel、ppt）、完成作品、实验报告、项目报告等。八、其他说明对以上部分未说明的内容进行补充。1、本课成标准所列内容，尤其是掌握和理解的内容，任课教师必须通过各种教学方法是学生达到掌握和理解的程度。2、任课教师根据专业不同对教学顺序及内容可做适当的变动，但不要破坏课程的基本体系。3、本课程为理论与实践相结合，规定章节内容都安排上机实验内容。