《数据结构课程大纲》

课程标准【课程名称】数据结构【课程代码】【适合专业】【计划学时】【课程负责人】【参与编审人】（校内）（校外）信息系（部）软件教研室制订（修订）二0二一年十二月《数据结构》课程标准一、课程基本信息课程代码课程类型课程性质开设学期学时学分适用对象合作企业先修课程后续课程制定人批准人二、课程定位《数据结构》课程是软件网站建设专业的一门专业基础课，属于专业必修课。本课程包括24学时的理论教学和18学时的实践教学，在校内完成。《数据结构》课程面向企业的编程开发人员，基于逻辑结构、存储结构和基本运算算法等典型工作任务进行分析后，归纳总结出其所需求的模型设计、算法选择、程序编写等职业能力要求而设置的课程。三、课程目标（一）总体目标通过本课程的学习，使学生掌握线性表、栈和队列、串、数组和稀疏矩阵、树和二叉树等知识和数据组织、数据存储和数据处理等技能，同时通过工作任务式（项目化）学习提升程序设计、程序编写等方面关键能力，从而使学生形成软件网站建设方面的职业素质。（二）具体目标1.知识目标1）数据结构的基本概念及算法的评价。2）能熟练使用基本的数据结构，线性表、数、图结构。3）查找技术。4）排序算法。5）能用数据结构设计解决简单实际问题的程序，并能完成简单程序的测试。6）能根据问题设计相应的算法2能力目标1）数据结构概述①数据结构概念；①算法的评价；①算法时间复杂度的计算。2）线性表①了解线性表的意义；①线性表的顺序实现；①线性表的顺序结构的增删改查；①线性表的链接实现；①线性表的应用。3）特殊的线性表①栈的意义及实现；①队列的意义及实现；①栈与队列的应用；①字符串的操作。4）数结构①了解树结构的基本概念；①二叉树的基本性质；①二叉树的存储及遍历①霍夫曼编码。5）图结构①了解图结构的基本概念；①图结构的存储及遍历；①最小生成树算法；①最短路径算法；①关键路径算法及实现。6）查找技术①了解查找的相关概念；①折半查找的算法实现；①二叉排序树查找；①散列表查找技术。7）排序技术①了解排序技术的基本概念；①插入排序；①交换排序；①选择排序；①归并排序。3.素质目标1）具有良好的思想品德和诚实、敬业、负责等职业道德；2）具有良好的文化修养；3）具有良好的团结协作精神、团队意识、组织协调能力；4）具有开拓创新精神；5）具有理解原理，掌握方法，熟练应用，能够创造性地应用各种数据结构和算法，设计性能优，效率高，可读性强，易维护的程序，解决实际问题，提高学生的学习能力，探索研究的能力。四、设计思路本课程基于合作企业的真实案例和典型工作任务，可以兼顾学生职业生涯发展需要。采用基于工作过程进行课程开发，整门课程分为线性表、树等9个教学单元，按照逻辑顺序，遵循从基础到复杂活动规律，突破了学科课程的设计思路，构建以任务为导向的课程教学内容，培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。本课程采用线上线下混合式教学模式，引入日常生活内容作为例子，通过编程，解决实际生活中的问题，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性。同时将思想政治教育和岗位技能积累有机统一，实施理论与实践一体化教学，让学生做中学、学中做，提高综合职业能力，养成良好的职业素养。五、教学内容根据技术开发职业岗位的要求，将本课程的教学内容分解为9个教学情境（或单元、模块）学时分配如表1。表1学时分配如序号模块名称子项目内容主要教学知识点学习目标理论学时实践学时知识目标：1.1数据结构概念1.数据结构概念；2.1-1什么是数据结构20算法的评价；3.算法时间复杂度的计算。1数据结构1-5算法及其描述技能目标：1.2算法的评价1.会评价一个算法的好1-6语言简介坏。2.算法时间复杂度21概述的计算。1-7算法分析：1.3算法时间复杂度的计算①算法时间复杂度分析；①算法空间复杂度分析态度目标：1.培养学生独立解决问题的能力以及与团队协211-8数据结构的目标作的能力。2.培养学生良好的劳动纪律知识目标：2-1线性表的定义2.1线性1.了解线性表的意义；2-2线性表的顺序存储结表定义2.线性表的顺序实现；线性构表23.线性表的顺序结构的22增删改查；2.2链式存储结构2-5线性表的链式存储结构4.线性表的链接实现；5.线性表的应用。22技能目标：1.线性表的顺序结构实现；2.线性表的链接结构实现2-7顺序表和链表的比较2.3线性3.线性表的应用。22表的应用2-8线性表的应用态度目标：1.树立认真学习的态度，培养对工作认真负责的态度。2.树立克服困难的自信心。3-1栈的定义；知识目标：3-2顺序栈及其实现；1.栈、队列的定义和概

3-3顺序栈的应用算法设2.3.1栈计示例；3-4链栈及其实现；3.算法时间复杂度的计算。3-5链栈的应用算法设计技能目标：3栈和队列示例3-6队列的定义；1.能简单使用栈和队列。态度目标：23-7顺序队及其实现；

1.培养学生独立解决问3-8顺序队的应用算法设3.2队列题的能力以及与团队协计示例；作的能力。2.培养学生良好的劳动纪律3-9链队及其实现；3-10链队的应用算法设计示例3.3队列3-11队列的综合应用的综合应3-12优先队列（堆）用4-1串的定义；知识目标：4.1串4-2串的存储结构—顺序串和链串；1.串、数组、递归的定2.4-3BF算递归的应用；3.算法时法和KMP间复杂度的计算。4-4数组的基本概念；技能目标：串数4组和1.能简单使用串、数22

4.2数组4-5递归4-6稀疏矩阵；组、递归2.态度目标：4-9递归的定义；4-10何时使用递归1.培养学生独立解决问4.3递归4-11递归模型题的能力以及与团队协作的能力。2.培养学生良好的劳动纪律4-12递归的执行过程5-1树：知识目标：5树5.1树①树的定义和逻辑表示；①树的基本术语；①树的1.了解树结构的基本概念；44性①①树的存储结构2.二叉树的基本性质；5-2二叉树：3.①二叉树的概念；①二叉4.霍夫曼编码。①二叉树存储①二叉树的递归算技能目标：①二叉树的基本1.会使用树结构类型。运算及其实现2.使用树结构解决实际5-3问题。态度目标：后序遍历：1.树立认真学习的态度，①二叉树遍历的概念；①培养对工作认真负责的态度。①递归遍历算法①先序、中序和后序遍历非递归算法2.树立克服困难的自信心5-4二叉树的层次遍历：①层次遍历过程；①层次①层次遍历算法的应用5-5二叉树的构造5-6线索二叉树5-7哈夫曼树5-8二叉树与树、森林之间的转换5-9并查集知识目标：6-1排序的基本概念6排序6.1排序1.了解排序技术的基本概念；2.插入排序；6-2插入排序：①直接插①44①希尔排序3.4.5.归并排序。6-3交换排序：①冒泡排序；①快速排序技能目标：6-4选择排序：简单选择1.能实现排序算法。排序；①堆排序2.能写出排序过程。6-5归并排序：①自底向①自顶向下的二路归并排序3.排序算法的比较与改进。态度目标：6-6基数排序各种内排序方法的比较和选择1.通过标准开发过程和6-7外排序：①生成初始①多路归并方法规范化的程序设计训练，培养学生细致认真，一丝不苟的工作作风。2.生团队合作和与人交流、沟通的能力3.通过项目实施中的展示和设计，培养学生表达和展示自我能力的意识合计2418五、教学实施（一）师资条件1.本课程校内任课教师应通过本科以上相关专业的学习，并具备相关教师资格证书，同时还应有两年相关岗位企业实践经历。2.企业兼职教师应具备工程师等级以上职称证书，具有中型以上项目开发经验，语言表达能力达到要求。3.掌握高职教育规律，了解高职学生的特点，熟悉编程语言实验室等教学环境并掌握本课程所需设备的操作规程，熟悉程序设计语言方面的知识和技能。（二）教学方法和实施条件建议本课程主要应用项目教学法、引导文教学法、案例分析法、讲授法、互动教学法、现场教学法等多种行动导向教学法，以实践技能操作为主，实施引导式教学，形成“以学生为主体，以教师为主导，以活动项目为载体”的教学思路，采用边讲边练、分组教学的方式进行，以工作任务为引领，提高学生学习兴趣，激发学生的学习动机。本课程建议配备的硬件有电脑，软件有职教云等设备。六、课程考核方式与评价标准（本课程采用全过程、多方位的考核模式，专业技能与工作作风相结合，形成性评价与终结性评价相结合的多元评价形式。综合评价时，注重学生学习过程的考评，采取小组评价和教师评价相结合的评价方式进行考评。总成绩=形成性评价（60%）+终结性评价（40%）形成性评价包括平时的学习态度、纪律、出勤、作业和平时实践情况，终结性评价包括期末考试。具体见表3。《数据结构》课程考核知识点和分值分配见表2，成绩综合评定标准见表3所示，实训成绩评定标准见表4。表2《数据结构》课程的考核知识点及分值项目（或单

元或模块或章等）子教学情学习单元考核点分值名称1.1数据结构概念1、了解和掌握数据结构的基本概1.2算法的1.1什么是数据结构评价

念1.3算法时间复杂度的计算1.2算法及其描述1.3语言简介2、基础语言的使用51.1数据结数据结构概构概念述1.2算法的评价1.3算法时1.4算法分析：1、会评价一个算法的好坏①①算法空间复杂间复杂度度分析的计算2、会计算算法时间复杂度的51.5数据结构的目标1.1数据结3、会评价算法构概念1.2算法的评价合计10线性表的定义线性表的顺序存储结构：1.了解线性表的①顺序表以及线性表基本运算算法在顺意义；①顺序表的应用算法设计

2.线性表的顺序示例实现；多种数据结构线性表2.3线性表的链式存储结构：3.线性表的顺序20①单链表以及线性表基本运算算法在单结构的增删改查；①单链表的应用算法设计

4.线性表的链接示①双链表以及线性表基本运算算法实现；①双链表的应用算法5.线性表的应用设计示例；①循环链表顺序表和链表的比较线性表的应用：求解两个多项式相加问题串①①串的存储结构—顺序串和

1.串的意义；链①串的模式匹配（BF算法和KMP

2.数组的意义；算法）串和数组203.串与数组的应数组：用；①①特殊矩阵的压缩存储；①稀疏矩阵栈：①栈的定义；①顺序栈及其实现；①顺序①①链栈的应用算法设计示例

1.栈的意义；①2.队列的意义；栈和队列20值问题，用栈求解迷宫问题）3.栈与队列的应队列：

用；①队列的定义；①顺序队及其实现；①顺

4.字符串的操作。①链队及其实①①中双端队列deque①①优先队列（堆）①①①树的性质；①树的基本运算；①树的存储结构二叉树：①二叉树的概念；①二叉树的性质；①二①①二叉树的基本运算及其实现二叉树先序、中序和后序遍历：1.了解树结构的基本概念；①①先序、中序和后①2.二叉树的基本树20①先序、中序和后序遍历非递归算法性质；二叉树的层次遍历：3.二叉树的存储及遍历；①①①层次遍历算法的应用4.霍夫曼编码二叉树的构造线索二叉树哈夫曼树二叉树与树、森林之间的转换并查集合计80排序的基本概念1.了解排序技术①①折半插入2.插排序；①希尔排序

3.交换排交换排序：①冒泡排序；①快速排序

4.排序多种排序选择排序：简单选择排序；①堆排序归并排序：①自底向上的二路归并排序；5.归并排序。6.能实现排序算法。7.10①自顶向下的二路归并排序能写出排序过程。8.排序算法的比基数排序各种内排序方法的比较和选择较与改进①①多路归并方法合计10总计100表3《数据结构》课程成绩综合评定标准考核、评价项目权重小计学习态度、纪律情况15%30%作业情况15%形成性平时练习15%

实践情况30%

评价阶段练习15%笔试考试20%期末考试40%上机考试20%合计100%100%表4《数据结构》实训成绩评定标准考核、评价项目考评人权重实训模块一质进行成绩评定教师5%学生实训内容和实训报告20%实训模块二质进行成绩评定教师5%学生20%实训内容和实训报告实训模块二质进行成绩评定教师5%学生实训内容和实训报告20%企业专家答辩根据答辩内容、语速、流利程度、创新点等25%教师合计100%九、学习情境设计（学习情境1.1的设计——数据结构基本概念子学习领域1数据结构基本概念总课时：2学习情境1.1数据结构基本概念课时：2学习目标：6.算法时间复杂度和空间复杂度的分析、复杂度对比1.掌握数据结构在计算机系统中的地位和作用、基本概念和术语；2.了解逻辑存储和物理存储的概念；3.了解抽象数据类型的概念；4.掌握递归函数的概念、使用方式及适用性。5.理解算法的定义主要内容教学方法建议1．什么是数据结构7．数据结构的目标1．讲授法2．算法及其描述2．案例法3．编程语言简介3．问题驱动法4．算法分析4．演示法5．算法时间复杂度分析5．启发法6．算法空间复杂度分析教学材料使用工具学生知识与能力准备教师知识与能力要求考核与评价备注教科书Eclipse计算机信息技术基精通Python开发技评价内容：础知识术辅导书PycharmPython基础知识中型以上大数据项基本知识水平评价目经验教案多媒体基本沟通与表达能学习态度课程标准教学进度表力能够独立搭建Python开发环境沟通与表达能力清晰具备教师基本的教作业完成情况评价方式：学生考核表学能力自评具备驾驭教材的能小组评价力教师评价学习情境1.2的设计——线性表子学习领域1线性表总课时：4学习情境1.1线性表课时：4学习目标：5.掌握循环链表、双向链表的概念和实现方式1.掌握线性表的类型定义，线性表的逻辑结构；6.算法时间复杂度和空间复杂度的分析、复杂度对比2.掌握线性表的基本操作；3.掌握顺序表的表示和实现方式，各种顺序表的操作及算法的时间复杂度；4.掌握链表的表示和实现方式，各种链表的操作及算法的时间复杂度；主要内容教学方法建议1．线性表的定义7．单链表的应用算法设计示例1．讲授法2．线性表的顺序存储结构82．案例法的实现；3．顺序表以及线性表基本运算算法在顺序表中的实现3．问题驱动法9．双链表的应用算法设计示例；4．顺序表的应用算法设计示例4．演示法5．线性表的链式存储结构5．启发法6．单链表以及线性表基本运算算法在单链表中的实现教学材料使用工具学生知识与能力准备教师知识与能力要求考核与评价备注教科书Eclipse计算机信息技术基精通Python开发技评价内容：础知识术辅导书Pycharm基本知识水平评价教案课程标准多媒体Python基础知识基本沟通与表达能力中型以上大数据项目经验沟通与表达能力清学习态度作业完成情况教学进度表能够独立搭建晰评价方式：Python开发环境学生考核表具备教师基本的教自评学能力小组评价具备驾驭教材的能力教师评价学习情境1.3的设计——队列和栈子学习领域1队列和栈总课时：4学习情境1.1队列和栈课时：4学习目标：3.队列的基本概念和特性、抽象操作、链队列的表示及相关算法；1.栈的基本概念和特性、抽象操作、顺序栈4.循环队列的表示和实现。和链栈的表示及相关算法；2.栈的应用；主要内容教学方法建议1．栈的定义；6．队列的定义1．讲授法2．顺序栈及其实现；7．顺序队及其实现2．案例法3．顺序栈的应用算法设计示例；8．顺序队的应用算法设计示例；3．问题驱动法4．链栈及其实现；9．链队的应用算法设计示例4．演示法5．链栈的应用算法设计示例10．优先队列（堆）5．启发法教学材料使用工具学生知识与能力准备教师知识与能力要求考核与评价备注教科书Eclipse计算机信息技术基精通Python开发技评价内容：础知识术辅导书Pycharm基本知识水平评价教案课程标准多媒体Python基础知识基本沟通与表达能力中型以上大数据项目经验沟通与表达能力清学习态度作业完成情况教学进度表晰评价方式：

能够独立搭建学生考核表Python开发环境具备教师基本的教自评学能力小组评价具备驾驭教材的能力教师评价学习情境1.4的设计——串和数组子学习领域1串和数组总课时：8学习情境1.1串和数组课时：8学习目标：3.数组的基本概念和特性、抽象操作表示及相关算法；1.串的基本概念和特性、抽象操作、顺序栈4.数组的应用。和链栈的表示及相关算法；2.串的应用；主要内容教学方法建议1．串的定义；4．数组的定义1．讲授法2．串的存储结构—顺序串和链串；5．特殊矩阵的压缩存储2．案例法3．串的模式匹配（BF算法和KMP6．稀疏矩阵；3．问题驱动法4．演示法5．启发法教学材料使用工具学生知识与能力准备教师知识与能力要求考核与评价备注教科书Eclipse计算机信息技术基精通Python开发技评价内容：础知识术辅导书Pycharm基本知识水平评价教案课程标准多媒体Python基础知识基本沟通与表达能力中型以上大数据项目经验沟通与表达能力清学习态度作业完成情况教学进度表晰评价方式：

能够独立搭建学生考核表Python开发环境具备教师基本的教自评学能力小组评价具备驾驭教材的能力教师评价学习情境1.5的设计——树子学习领域1树总课时：14学习情境1.1树课时：14学习目标：5.二叉树线索化1.理解树的基本概念和术语6.树的存储结构（双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法）2.二叉树的定义、二叉树的五个基本性质7.二叉排序树、平衡二叉树和B-树的定义，及其查找、增加和删除操作。哈夫曼树的概念、构造方法和算法3.二叉树的顺序存储和二叉链表存储法；4.二叉树的遍历（先序、中序和后序）及相关算法主要内容教学方法建议1．树的定义和逻辑表示；10．二叉树遍历的概念；1．讲授法2．树的基本术语；11．先序、中序和后序遍历递归算法；2．案例法3．树的基本运算；树的存储结构12．先序、中序和后序遍历非递归算法3．问题驱动法4．二叉树的概念；13．二叉树的层次遍历；4．演示法5．二叉树的性质；14．二叉树的构造；5．启发法6．二叉树存储结构15．线索二叉树7．二叉树的递归算法设计；16．哈夫曼树；8．二叉树的基本运算及其实现；17．二叉树与树、森林之间的转换；9．二叉树先序、中序和后序遍历18．并查集教学材料使用工具学生知识与能力准备教师