《数据结构与C》课程教学大纲

《数据结构与C++》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）数据结构与C++课程名称（英文）DataStructuresandＣ＋＋课程代码05120067课程性质选修课程类别专业选修课考核形式考查总学分（学时/周）2.5（48）理论学分（学时）2（32）实践或实验学分（学时/周）0.5（16）先修课程《C语言程序设计》后续课程《可视化程序设计》《程序设计综合训练》适应范围全日制本科面向专业电子信息工程开课学期2开课学院电子与信息工程学院1.指导思想：夯实C++语言编程及数据结构理论基础，提升学生对电子信息类软件系统开发的实践能力和专业素养，并用其基本方法解决相关实际问题的能力。2.基本原则：理论联系实际，知识、能力、素质协同发展。3.课程思政：在教学中，结合教学内容，培养学生对科学的兴趣、实事求是的科学态度、辩证唯物主义的世界观，培养学生的爱国主义情操。二、课程目标及其对毕业要求的支撑2.1课程目标通过本课程的学习，学生应具备以下几个方面的课程目标：课程目标1：使学生系统地了解C++语言编程以及数据结构的基本概念和基本规律，掌握C++语言编程、面向对象编程、数据结构编程的基本理论与基本方法，了解这些概念和规律在实际工程技术中的应用，为后续相关课程和专业知识的学习打下基础。课程目标2：使学生在电子信息类软件系统分析、设计、开发能力培养等方面得到严格的训练，从而提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生探索精神和创新意识，培养学生应用、团队合作、科研能力，努力实现知识、能力、素质的协调发展。课程目标3：通过课堂教学、实践操作等环节，培养学生严谨求是的工作态度、辩证唯物的世界观，以及坚实的爱国主义情操。2.2毕业要求、指标点与课程目标的对应关系毕业要求、指标点如表1所示。表1毕业要求、指标点支撑的毕业要求涉及的毕业要求指标点支撑强度2.问题分析2.3能运用工程科学基本原理分析复杂工程问题，以获得有效结论。L4.研究4.1能够基于专业理论并采用科学方法对电子信息工程及相关领域系统设计实验方案。M5.使用现代工具5.2能针对复杂工程问题，选择并合理使用软硬件设计与仿真平台。H填写说明：“支撑的毕业要求”和“涉及的毕业要求指标点”是指计算机科学与技术专业人才培养方案中的毕业要求及毕业要求指标点；支撑强度选用标志（如“H”表示“强支撑”，“M”表示“中支撑”，“L”表示“弱支撑”）表示，并且应与人才培养方案中的H、M、L保持一致。本课程的各个课程目标对应毕业要求指标点的权值矩阵如表2所示表2课程目标支撑毕业要求指标点的权值矩阵毕业要求指标点课程目标毕业要求指标点2.3毕业要求指标点4.1毕业要求指标点5.2课程目标10.30.50.4课程目标20.50.30.4课程目标30.20.20.2注：将一个毕业要求指标点分解到对应课程教学目标中，每一列的权重Σ＝1。三、课程内容及学时分配第一部分理论教学注：下文中“*”代表基本了解，“**”代表一般掌握，“***”代表熟练掌握。第一章数据结构与C++语言概述（1学时）数据结构的作用；（*）算法的性能分析；（***）C++的发展历史；（*）面向对象程序设计的概念；（**）C++语言的编程环境。（*）支撑的课程目标：3第二章C++中的数组、指针与引用（2学时）数组的定义与存取；（***）指针的概念与基本使用；（**）new与delete指令，以及数组的new与delete操作；（***）引用的基本概念与使用；（**）const限定符。（*）支撑的课程目标：1，2第三章C++中的结构体、类与对象（2学时）结构体、类及对象的基本概念、声明与定义；（***）Public（公有）、Protect（保护）及Private（私有）成员；（**）Static（静态）成员;（**）Inline（内联）成员函数。（*）支撑的课程目标：1，2第四章C++中类对象的构造与析构（2学时）构造函数的基本概念与定义；（**）默认构造函数、拷贝构造函数及构造函数的重载；（**）构造函数的基本概念与定义。（**） 支撑的课程目标：1，2第五章C++中类的继承与多态（2学时）继承的基本概念；（**）Public（公有）、Protect（保护）及Private（私有）继承；（*）继承中的重载与覆盖；（***）派生类的构造与析构；（***）继承中的虚函数与多态性；（***）抽象类。（*）支撑的课程目标：1，2第六章C++中的模板（2学时）函数模板；（*）类模板；（*）模板的形参。（*）支撑的课程目标：1，2第七章数据结构中的数组（2学时）数组的定义及其操作；（**）数组的性能分析；（**）STL中的动态数组模板类vector。（*）支撑的课程目标：1，2，3第八章数据结构中的链表（4学时）单链表的定义及其操作；（**）单链表的性能分析；（**）双向链表与循环链表；（*）STL中的链表模板类list；（*）链表的应用举例。（*）支撑的课程目标：1，2，3第九章数据结构中的栈与队列（4学时）栈的定义及其操作；（**）STL中的栈模板类stack；（*）栈的应用举例；（*）递归函数；（**）队列的定义及其操作；（**）循环队列、双端队列及优先级队列；（*）STL中的队列模板类queue和priority_queue；（*）队列的应用举例。（*）支撑的课程目标：1，2，3第十章数据结构中的树（5学时）树的基本概念；（*）二叉树的定义及其操作；（**）二叉树的应用举例；（*）二叉搜索树的定义及其操作；（**）二叉搜索树的性能分析；（**）多叉搜索树、平衡搜索树、红黑树及B树；（*）STL中的排序集合模板类set以及排序映射表模板类map；（*）搜索树的应用举例。（*）支撑的课程目标：1，2，3第十一章数据结构中的散列表（4学时）散列表的定义及其操作；（**）散列表的性能分析；（**）STL中的集合模板类unordered_set以及映射表模板类unordered_map；（*）散列表的应用举例。（*）支撑的课程目标：1，2，3第十二章排序算法（2学时）交换排序；（**）选择排序；（*）插入排序；（*）归并排序；（*）排序算法的性能分析；（**）STL提供的排序算法。（*）支撑的课程目标：1，2，3第二部分实践教学环节表3实验项目设置、目的要求及支撑的课程目标序号实验项目学时数项目要求项目类型项目性质目的要求支撑的课程目标1C++的HelloWorld程序的编码、编译、调试与执行2必修操作验证熟悉C++编程环境及其基本使用。1，2，32C++中的数组、指针与引用练习2必修操作验证掌握C++中数组、指针与引用的基本使用，以及new、delete指令的使用。1，2，33C++中的类与对象练习2必修操作验证掌握C++中类及对象的声明与定义与使用，并理解构造函数、析构函数以及Public、Private、Static、Inline关键字的作用。1，2，34C++中的类继承与多态练习2选修操作验证掌握C++中类继承的基本操作，并掌握函数重载、虚函数的基本使用，并理解多态的作用。1，2，35数据结构中的数组练习2选修操作验证掌握数组类在C++中的基本定义，并熟悉其基本操作，掌握STLvector模板类的基本使用。1，2，36数据结构中的链表练习2选修操作验证掌握链表类在C++中的基本定义，并熟悉其基本操作，掌握STLlist模板类的基本使用。1，2，37数据结构中的栈与队列练习2选修操作验证掌握栈及队列类在C++中的基本定义，并熟悉其基本操作，掌握STLstack及queue模板类的基本使用，掌握递归函数的基本使用。1，2，38数据结构中的树练习2选修操作验证掌握二叉树类在C++中的基本定义，并熟悉其基本操作，掌握STLset及map模板类的基本使用。1，2，39数据结构中的散列表练习2选修操作验证掌握散列表类在C++中的基本定义，并熟悉其基本操作，掌握STLunordered_set及unordered_map模板类的基本使用。1，2，310排序算法练习2必修操作验证掌握冒泡、插入、选择、快速等排序算法。1，2，311数据结构综合练习2必修操作综合能运用数据结构相关知识解决给定的问题。1，2，312数据结构综合设计2必修操作设计对于指定的数据结构，能够完整地设计及实现其类的声明、定义与操作，并完成其使用的调测。1，2，3合计学时24计划学时16注：1、项目要求：必修、选修、其他等；2、项目类型：演示、操作、模拟等；3、项目性质：验证、综合、设计、研究等四、课程考核环节、评价方式、考核环节评价标准及其达成度评价4.1课程考核环节与评价方式本课程考核建议由考勤、平时表现、实验表现、实验报告、期末考试构成。考试成绩采用百分制。课程综合成绩=考勤成绩×10%+平时表现成绩×10%+实验表现成绩×15%+实验报告成绩×15%+期末考试成绩×50%。具体考核/评价方法、依据和对应的教学目标关系如下表4所示。表4考核环节、评价方式、比重和对应的课程目标成绩构成考核/评价方式分值课程教学目标考勤根据考勤表现记分/百分制10教学目标1教学目标2教学目标3平时表现根据课代表任职、平时主动提问、是否存在不认真听讲等情况综合给分/百分制10教学目标1教学目标2教学目标3实验表现根据预习情况、实验操作、实验验收等情况综合给分/百分制15教学目标1教学目标2教学目标3实验报告根据实验报告内容完备性、数据准确性综合给分/百分制15教学目标1教学目标2教学目标3期末考试期末考试/百分制50教学目标1教学目标2教学目标3综合成绩平时成绩+期中考试+实验成绩+期末考试/百分制100教学目标1教学目标2教学目标34.2考核环节评价标准根据表4可知，本课程的3个课程目标分别由多个考核环节来支撑，每个考核环节的评价标准如下：①考勤满分100分，每迟到1次扣10分，每缺课一次扣20分，扣完为止。占比总评的10%。②平时表现满分100分，①普通学生基础分80分，课代表基础分100分，②每次主动提问加3分，③每次主动观看网课视频加2分，④课内出现不良表现视情况扣分，例如大声喧哗扣2分。在基础分上进行加减分后成绩不低于0分，不高过100分。占比总评的15%。③实验表现满分100分，①基础分80分，②每次主动进行实验验收加5分，课内出现不良表现视情况扣分，例如大声喧哗扣2分。在基础分上进行加减分后平时表现成绩不低于0分，不高过100分。占比总评的15%。④实验表现满分100分，成绩取各次实验报告成绩平均值（各次实验报告根据书写内容、结果完整性、排版美观性综合给分）。占比总评的15%。⑤期末考试满分100分，成绩评定依据见试卷参考答案。占比总评的50%。4.3课程目标达成度评价本课程教学目标达成度评价依据和方法如下表5所示。表5教学目标达成度评价依据和方法教学目标评价依据评价方法教学目标1考勤成绩、平时表现成绩、实验表现、实验报告成绩、期末考试成绩教学目标2考勤成绩、平时表现成绩、实验表现、实验报告成绩、期末考试成绩教学目标3考勤成绩、平时表现成绩、实验表现、实验报告成绩、期末考试成绩表5中权重合理性说明：对于教学目标1，主要评价学生对课程概况的了解，基本概念、原理、规律的掌握，注重基本知识点和理论的掌握，实验表现、实验报告、以及期末考试成绩都比较直观反映相应情况，故评价权重大致均衡。对于教学目标2，主要评价学生对电子信息类软件系统分析、设计、开发和相关知识自学能力的培养，实验表现成绩较能反映该教学目标，权重相对大些。对于教学目标3，主要针对学生工作学习态度，以及世界观、爱国情操养成等开展评价。考勤、平时表现、实验表现、实验报告成绩相对来说更能反映，故权重较大。五、持续改进本课程根据考勤、平时表现、实验表现、实验报告、期末考试成绩，以及各教学目标达成度评分值，和学生、教学督导等反馈，及时掌握学生的学习动态和学习状况；课后及时反思，发现教学中的不足并及时改进。尚需在下一轮课程教学中改进提高的，需在下一轮及时改进和提高，确保教学目标的实现和相应毕业要求指标点的顺利达成。六、推荐教材和主要参考书目6.1建议教材：[1]李春葆著，《数据结构教程》，清华大学出版社，2014[2] 殷人昆，《数据结构（用面向对象方法与C++语言描述）》第二版，清华大学出版社，20076.2主要参考书：[1]钱