《数据结构》课程标准2

《数据结构》课程标准课程编码：0206017课程类别：专业选修课适用专业：软件技术授课单位：软件工程系学分：3学时：54编写执笔人及编写日期：审定负责人及审定日期：1.课程定位1.1课程在专业培养中的定位及作用本课程是软件技术专业的专业选修课程。用计算机解决任何问题都需要进行数据表示和数据处理，而数据表示和数据处理正是《数据结构》要研究的内容。《数据结构》是计算机科学中一门综合性的专业基础课。主要介绍如何合理地组织数据、有效地存储和处理数据，正确地设计算法以及对算法的分析和评价。通过本课程的学习，使学生深透地理解数据结构的逻辑结构和物理结构的基本概念以及有关算法，培养基本的、良好的程序设计技能，编制高效可靠的程序，为学习数据库及实训课程等奠定基础。1.2本课程与其他课程的关系表1前导、后续课程一览表前导课程本课程后续课程编程基础服务器接口技术数据结构专业综合实训2.课程设计理念及思路2.1课程设计理念：课程设计从软件技术专业的视角出发，以满足本专业就业岗位所必须具备的计算机软件技术基础知识为基础，教学内容设计通过岗位工作目标与任务分析，分解完成工作任务所必备的知识和能力，采用并列和流程相结合的教学结构，构建教学内容的任务和达到工作任务要求而组建的各项目，以及教学要求和参考教学课时数。通过实践操作、案例分析，培养学生的综合职业能力，基本达到程序员级职业技能鉴定标准。2.2课程设计思路：本课程标准在设计上突出体现职业教育的技能型、应用性特色，着重培养学生的实践应用技能，力求达到理论方法够用，技术技能过硬的目的。首先依据专业人才培养方案中关于人才培养目标的阐述，明确课程目标；其次，结合职业教育课程观、教学观、能力观，基于软件工程的开发过程，以项目化教学来组织课程内容，在课程内容的选择与排序中，以软件工程实施的不同阶段、典型工作任务为载体，将课程内容划分为互相联系的学习情景；第三，通过对各学习情景中学习目标、主要内容、授课方式、师生要求等各项内容的描述，来规范课程所要求的内容；最后，通过对项目实施过程中各个环节的考察和评价，来完成对课程的评鉴与考核。3.学习目标3.1素质目标：E1培养学生良好的协调和沟通能力；E2培养学生勇于创新和严谨细致的工作作风；E3培养学生良好的职业道德和团队合作精神。3.2知识目标：K1掌握数据结构的逻辑结构和存储结构；K2掌握线性结构的特点及存储方式，能结合实际问题恰当运用；K3掌握树型结构的特点及存储方式，能结合实际问题恰当运用；K4掌握图型结构的特点及存储方式，能结合实际问题恰当运用；K5能依据数据序列特点，选定高效的查找方法，并熟练地评价算法优劣；K6能依据数据序列特点，选定高效排序的方法，并熟练地评价算法优劣。3.3能力目标：T1培养学生谦虚、好学的品质；T2培养学生善于收集信息和良好的自学能力；T3培养学生理论联系实际，善于发现问题并积极寻求解决问题方法的能力。4.课程内容标准与要求表2课程教学单元设计序号单元名称学习目标学习内容学时建议教学方法、手段建议教学条件考核评价备注1单元1：数据结构与算法1．了解数据、数据元素、数据结构等的概念；2．熟悉算法、算法描述，能够分析算法的时间复杂度。1．数据、数据元素、数据结构、数据类型的概念；2．数据结构研究的内容；3．算法、算法描述与算法分析。4项目驱动、案例教学一体化实训室概念的理解及运用2单元2：线性表及应用1.熟练掌握线性表的逻辑结构定义、基本操作；2.能够在顺序表中实现线性表的操作；3.能够在链表中实现线性表的操作；3.熟悉数组的逻辑结构定义和存储方法。1.线性表的逻辑结构定义；2.顺序表中如何实现线性表的基本操作；3.链表中如何实现线性表的基本操作；4.顺序表与链表的实际应用；5.数组的逻辑结构定义和存储方法。14项目驱动、案例教学一体化实训室完成实训项目，提交算法实现教师行课时可根据实际情况调整课时3单元3：栈和队列1.掌握栈和队列的结构特性；2.能够在顺序栈及链栈中实现栈的基本操作；3.能够在循环队列及链队列中实现队列的基本操作；4.能够利用栈和队列的解决实际问题。1.栈和队列的结构特性；2．顺序栈的实现；3.链栈的实现；4.循环队列的实现；5．链队列的实现；6．栈的应用；7.队列的应用。8项目驱动、案例教学一体化实训室完成实训项目，提交算法实现教师行课时可根据实际情况调整课时4单元4：树和二叉树1.了解树的基本概念；2.掌握二叉树的定义及性质；3.能够进行熟悉二叉树的遍历；4.能够将森林和二叉树的相互转换；5.能够利用哈夫曼树解决实际问题。1.树的基本概念；2.二叉树的定义、性质、存储表示；3.二叉树的遍历；4.森林和二叉树的相互转换；5.树的应用；6.哈夫曼树及应用。12项目驱动、案例教学一体化实训室完成实训项目教师行课时可根据实际情况调整课时5单元5：图1.理解图的基本概念、存储表示；2.能够进行图的遍历；3.学会如何求解关键路径；4.能够熟练掌握最短路径及应用。1.图的基本概念及存储表示；2.图的遍历算法3.图的连通性问题；4.拓扑排序；5.关键路径；6.最短路径。12项目驱动、案例教学一体化实训室完成实训项目教师行课时可根据实际情况调整课时6单元6：排序1.知道内部排序和外部排序。2.能够进行插入排序、快速排序、选择排序等算法。1.内部排序和外部排序；2.插入排序；3.快速排序；4.选择排序；5.归并排序。4项目驱动、案例教学一体化实训室完成实训项目教师行课时可根据实际情况调整课时5.教学建议（1）教学内容实施建议为了能够满足职业岗位的需求，在课程教学内容的选取上建议包含以下几点内容：使用真实或仿真的项目开发案例贯彻整个教学内容；在教学过程中还要考虑当今学生的学情，对教学内容要把握适度、够用的原则。对于工作中常用的操作涉及到的理论知识和实践知识必须给学生讲透彻。（2）教学方式实施建议以项目驱动、案例教学，实行“教学做”一体化的教学模式；以设计为主线，以提高学生的实践技能和创新能力为中心，依据教学内容灵活地使用任务驱动式等教学方法，特别是要将多种教学方法有机组合。在设计具体任务时，可以参考以下标准：面向学生个人发展，要让学生能够将新的知识和技能与原有的知识技能结合起来，去解决过去未遇到的问题或者新的技能更好更完善的解决问题，促进高技能能力的发展；面向综合技能，任务要体现跨课程跨技术能力的要求，促使学生运用综合知识技能解决问题；面向职业实际需求，创建各种情景和条件，营造企业开发环境与任务要求，设计与职业实际应用相结合的任务要求。6.课程实施条件6.1.教师基本要求1、具备一定实际工作经验2、具备计算机专业知识。3、具有先进的教学方法，比较强的驾驭课堂的能力4、具有良好的职业道德和责任心6.2.教学硬件环境要求校内有专业的实训室，可以从事数据结构教学活动，为教师的授课和学生上机试验、实训学习提供了便利。经过几年的积累，整理出了一整套实用的多媒体教学课件、作业、实验及实训案例，放在学院的网络学堂中。方便学生的学习，实现互动教学。学生可以通过论坛、发送邮件等多种方式实现教师与学生之间、学生与学生之间交流。为了使实践教学达到预期效果，制度合理的实训方案。6.3.教学资源基本要求6.3.1教材编写体例建议：1、教材为了让学生掌握职业岗位工作所需的技术知识，顺利实施职业技能训练，选择了高等教育出版社出版的张静的《数据结构（Java语言描述）》为主要教材。人民邮电出版社出版的由严蔚敏编写的《数据结构（C语言版第2版）/21世纪高等学校计算机规划教材》为主要教材。2、辅助教材：针对本课程的教学目标，精选了如下专业书籍，推荐给学生作为辅助教材。数据结构习题精解（C语言实现+微课视频）清华大学出版社，2021.08数据结构（从概念到Java实现）清华大学出版社，2021.066.3.2网络资源建设：自主填写6.3.3信息化教学资源建设：本课程在职教云平台提供的教学资源包括多媒体课件、电子书、进度表、题库等。6.3.4其它教学资源的开发与利用：教师积累的习题、案例。7.评价建议《数据结构》课程始终坚持“以学生能力为中心”的教学目标，其目标就是培养学生分析问题、解决问题和运用知识的能力，因此本课程考核成绩划分成：“理论考核”占40％，“实训考核”占40％，“平时表现”占20％，如下图所示。课程考核成绩划分办法另外，鉴于当前的疫情形势，教师也可以根据实际情况变换新的考核方式。8.教学实施样例设计摘要教学课题单元1数据结构与算法一、教学背景创作思路：针对传统教学无法解决的教学难题进行设计，在工学结合模式下，采用案例教学法，依托信息化教学环境，整合数字化教学资源，优化教学过程。以学生为中心，教师为主导，在项目教学的各环节充分运用Eclipse开发工具、超星及职教云课堂、动画、在线教学平台等信息化手段解决教学重点难点问题。设计特色：1．教学过程项目化：依据“工学结合、职业情境、项目主导”人才培养模式，通过创设情境、针对实际问题精心设计单元引例，教师点评、小组互评，使学生自主探究，“做中学”，“学中做”，降低了学生学习难度，提高学习兴趣和课堂参与度；2．教学资源数字化：丰富的课件、经典作品、视频等资源可供学生在线平台学习；3．网络平台融合化：紧紧围绕Eclipse开发工具，融入职教云课堂、动画、在线教学平台等信息化手段进行教学完成教学目标，突破重点、难点；4．学习评价多元化：结合作品展示、小组汇报等多种方式，采用学生自评、师生互评，以及评价平台等多种手段形成动态化、多元化的评价体系。二、学习目标与内容1.学习目标知识目标：（1）理解数据结构的基本概念；（2）掌握逻辑结构、物理结构的概念及相互关系；（3）理解算法及其特性；（4）了解算法设计的要求；（5）掌握算法的时间复杂度分析及空间复杂度分析。能力目标：（1）能区分数据的逻辑结构和存储结构；（2）能够熟练地对算法进行时间复杂度分析，从而评估一个算法的效能。素质目标：（1）培养学生高效利用时间进行自主学习的能力；（2）培养学生善于收集信息和良好的自学能力；（3）培养学生理论联系实际，善于发现问题并积极寻求解决问题方法的能力。思政育人目标：（1）通过分析算法的时间复杂度，让学生克服懒惰，学会管理自己的时间，把有限的时间投入到专业技能的学习中去。2.学习主要内容（1）数据结构的基本概念（2）算法3.学习重点及难点教学重点：（1）常见数据的逻辑结构与存储结构；（2）算法的时间复杂度分析。教学难点：（1）逻辑结构与存储结构的区别；（2）算法的时间复杂度分析。三、学情分析授课对象是高职二年级的学生，通过一年的学习，已系统学习了Java程序设计课程，有一定的编程能力，但分析数据、组织数据、应用结构优化的数据进行高效编程的能力还有所欠缺，喜欢形象有趣，能够动手实践的学习，适合“做中学”；自主学习能力较差，但希望在学习中得到即时反馈和评价。四、学习环境选择与学习资源设计1.学习环境（1）教学硬件：多媒体教室；（2）教学软件：Eclipse、在线教学平台等。2.学习资源类型（1）课程在线教学平台（2）新形态一体化教材（3）职教云或者超星课堂3.学习资源内容简要说明（1）智慧职教平台《数据结构（Java描述）》在线开放课程有多媒体课件、微视频、试题库等多种数字化资源；（2）高等职业教育新形态一体化规划教材《数据结构（Java描述）》中二维码标注微课、课件，实现移动终端随扫随学。五、学习情境创设利用计算机来解决现实世界中的各种实际问题时，首先要将实际问题中的操作对象抽象为能够用计算机表示的数据，为这些数据建立一个数学