《數(shù)據(jù)結構》說課稿

《數(shù)據(jù)結構》說課1課程的地位與作用《數(shù)據(jù)結構》是計算機科學與技術專業(yè)的核心專業(yè)基礎課程，是計算機程序設計的重要理論和實踐基礎，是計算機理論與技術的重要基石?！稊?shù)據(jù)結構》上承高級語言程序設計，下啟算法分析與設計，是計算機科學與技術人才素質(zhì)框架中的脊梁骨，對學生能力培養(yǎng)至關重要，向來是計算機本科教學的重中之重。調(diào)查表明已畢業(yè)的學生通過他們的工作實踐認為《數(shù)據(jù)結構》是最有用的課程之一，這也從另一方面說明了該課程的重要性。計算機科學與技術專業(yè)的培養(yǎng)目標之一是掌握計算機科學與技術的基本理論、計算機軟/硬件基本知識及應用技術，《數(shù)據(jù)結構》在培養(yǎng)目標的實現(xiàn)中具有舉足輕重的作用，是理解計算機科學與程序開發(fā)技術的關鍵課程。作為一門重要的專業(yè)必修課程，《數(shù)據(jù)結構》課程既是對以往課程的深入和擴展，也是為將來更加深入地學習其他專業(yè)課程打下基礎。課程中所學習的排序問題的算法，以及基本的樹、圖等數(shù)據(jù)結構，是計算機科學的基本功。B+W等高級數(shù)據(jù)結構，也是數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、編譯原理、計算機網(wǎng)絡等后續(xù)課程的基礎。《數(shù)據(jù)結構》是計算機專業(yè)考研的統(tǒng)考課程，也是很多大賽（“藍橋杯”、AC僧）必涉及的知識。圖1《數(shù)據(jù)結構》與其它課程關系《數(shù)據(jù)結構》在培養(yǎng)目標中的作用如圖2所示。圖2《數(shù)據(jù)結構》在培養(yǎng)目標中的作用課程的教學目標與主要內(nèi)容課程的教學目標學習本課程后，應達到下列基本要求：1）理解數(shù)據(jù)結構的基本概念;2）熟練掌握線性表、棧、隊列、樹、圖等常用數(shù)據(jù)結構的基本運算的實現(xiàn)及應用;3）熟練掌握排序和查找的常用算法及應用;4）能夠?qū)λ惴ㄟM行時間復雜度度、空間復雜度的分析5）培養(yǎng)學生分析數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)的能力，能夠根據(jù)實際問題來選擇合適的數(shù)據(jù)結構，設計有效的算法。教材與主要參考資料教材耿國華《數(shù)據(jù)結構（用C語言描述）》，高等教育出版社,2011年教材選擇的依據(jù)：1）該教材跟蹤技術發(fā)展需要，體系科學，是“十一五”國家級規(guī)劃教材。2）該教材理論的闡述由淺入深、通俗易懂。3）該教材理論結合實際，配有大量的例題、習題與實習題。主要參考資料[1]嚴蔚敏，吳偉民《數(shù)據(jù)結構（C語言版）》，清華大學出版社，2006年張銘，王騰蛟，趙海燕《數(shù)據(jù)結構與算法》，高等教育出版社，2008年[3]朱戰(zhàn)立《數(shù)據(jù)結構一一使用C語言（第4版）》，電子工業(yè)出版社，2009年[4]王曉東《數(shù)據(jù)結構（C語言版）.》電子工業(yè)出版社，2007年西北大學數(shù)據(jù)結構精品課程網(wǎng)站http//：/datastr北大數(shù)據(jù)結構與算法課程網(wǎng)站http：///pkujpk/course/sjjg/洛陽理工學院數(shù)據(jù)結構精品課程網(wǎng)站http//：/sjjg洛陽理工學院數(shù)據(jù)結構精品資源共享課程網(wǎng)站http//：/ds知識體系《數(shù)據(jù)結構》知識體系可分為分為三大塊，如圖3所示。圖3《數(shù)據(jù)結構》知識體系數(shù)據(jù)結構課程的基本知識模塊是以數(shù)據(jù)的邏輯結構為主線，順序介紹線性結構（線性表、棧、隊列、串、數(shù)組、廣義表）、樹形結構、圖結構。在介紹每種數(shù)據(jù)結構時，再討論其存儲結構以及相關的算法。在介紹完基本的數(shù)據(jù)結構及其存儲結構和相關的算法后，介紹了兩種常用技術：查找和排序。課程教學內(nèi)容安排課程重點、難點重點：線性表、棧、隊列、二叉樹、圖典型數(shù)據(jù)結構的邏輯結構、存儲結構和操作的實現(xiàn)方法，各種典型的排序和查找算法思想。難點：各種數(shù)據(jù)結構的操作實現(xiàn)和應用第1章是對數(shù)據(jù)結構課程的認識，基本概念比較多，概念要講清楚、準確，第一章要通過豐富的例子講解如何分析算法時間復雜度，這是貫穿整門課程的內(nèi)容，也是本課程的一個難點，第2章是整個課程的重要基礎，要講得十分詳細，為后面的章節(jié)打下良好的基礎，第3章的棧與遞歸的實現(xiàn)是本書的一個難點，要通過例子講透，并且在第6章還要進一步地講遞歸到非遞歸的轉(zhuǎn)換。第四章內(nèi)容較簡單，而且學生在高級語言程序設計中學習過字符串，因此留給學生自學，也可以培養(yǎng)學生的自學能力。第五章數(shù)組和廣義表一般講解即可。第6章的二叉樹要詳細講解，第7章的幾個關于圖的算法較難，要結合例子講解，第8章中的難點是平衡二叉樹的調(diào)整和B樹，要通過例子把算法的思想講清楚，使學生能實際操作。第9章要把各種排序的思想、特點講清楚，特別是較難的希爾排序、快速排序、堆排序、基數(shù)排序一定要結合實例講解。3.2課時分配表1總課時：72;理論授課：58，實驗：14課程實踐環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)結構是與實踐緊密結合的課程，學生學習的理論必須經(jīng)過大量的實踐才能更好的掌握，因此必須強化實踐教學。數(shù)據(jù)結構實踐分兩部分：一部分是隨課程進行的實驗，另一部分是課程結束后為期一周的課程設計。通過合理、有效地設計上機題目，改進實驗考核方式，調(diào)動學生的積極性，啟發(fā)引導學生掌握基礎理論并能創(chuàng)新應用，增強學生綜合運用有關知識的能力。實驗內(nèi)容包括六個實驗項目，分別為：線性表的基本操作（2學時），棧的基本操作（2學時），隊列的基本操作（2學時），二叉樹的建立及遍歷（2學時），圖的遍歷的實現(xiàn)（2學時），宿舍管理查詢系統(tǒng)（4學時）。其中宿舍管理查詢系統(tǒng)實驗為三性實驗。課程設計是課程結束后進行的很重要的實踐環(huán)節(jié)，本課程課程設計給出14個題目，這些題目都是綜合性的，學生可任選一題，完成后要寫出課程設計報告。通過課程設計，使學生進一步理解和掌握所學各種基本知識，培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識和方法獨立分析和解決問題的能力;訓練學生用系統(tǒng)的觀點和軟件開發(fā)一般規(guī)范進行軟件開發(fā)，使學生具備軟件工作者所應具備的科學的工作方法和作風。學生完成實驗后，不僅要求學生提交高質(zhì)量的規(guī)范的實驗報告，還要引導學生互相交流，開闊視野。好的實驗作業(yè)要放到班級公共郵箱里和所有學生共享。課程的建設情況課程資源情況該課程教學文件完備。通過多年的教學，積累了必要的一些輔助教學資料（包括教學參考書、參考課件、聲像、影像等），并且使用效果良好。補充的學習資料有：1）教學網(wǎng)站：http：///sjjg/http：///ds/2）搜集了大量探討數(shù)據(jù)結構理論與算法、介紹學科前沿動態(tài)的中、英文學術論文和碩、博論文，對其分類整理后在課程教學網(wǎng)站上提供下載鏈接，以供學生深入研究、學習;3）自編《數(shù)據(jù)結構實驗指導書》;TOC\o"1-5"\h\z4）多媒體電子教案的紙制版和網(wǎng)絡版;5）數(shù)據(jù)結構與課程實驗指導書的紙制版和網(wǎng)絡版;6）自編的算法演示器;7）Flash課件和Flash算法演示;8）圖書館內(nèi)，國外優(yōu)秀的經(jīng)典教材。實驗實習條件所有實驗在計算機系機房進行，機房現(xiàn)有的實驗平臺功能齊全，課程中所涉及的實驗項目均可在平臺上完成。目前課程實驗大綱中所列的實驗開出率達到100%，實驗教學效果良好。課程成果該課程2010年被評為河南省級精品課程，2012河南省級精品資源課程。教學設計《數(shù)據(jù)結構》是一門理論與實踐相結合的課程。由于理論的抽象性，學生難以建立起數(shù)據(jù)結構的相應算法概念，容易產(chǎn)生畏懼和茫然的情緒。因此教學中在積極引導學生、啟發(fā)學生，激發(fā)學生學習的積極性。教學以課堂講授為主，同時借助網(wǎng)絡教學平臺，拓展課堂講授的相關知識，便于同學自主學習、鞏固課堂所學內(nèi)容。另外，組織獨立習題課，針對學生作業(yè)中出現(xiàn)的典型問題進行深入探討。在教學中要貫徹“以理論學習為主線，以課程實驗、課程設計為補充”的教學思想。精心組織教學內(nèi)容分析學生的需求和現(xiàn)實，同時緊緊抓住教學目的，參考相關院校的教材和教學計劃，取長補短，參考考研大綱、軟考大綱，對課程的內(nèi)容進行嚴格的篩選，刪除一些較深且應用不是很廣泛的內(nèi)容，對于重點的內(nèi)容要精講、細講，而對于有些較簡單且與先修課程交叉的內(nèi)容（如字符串與數(shù)組），就粗講，甚至可以留給學生去自學。這樣重點突出，簡潔明了。在課程內(nèi)容的安排上由淺入深，循序漸進。對每種數(shù)據(jù)結構都按三個層次來組織教學內(nèi)容，并且把這三個層次的思想貫穿于數(shù)據(jù)結構教學的各個環(huán)節(jié)。第一個層次，基本概念、方法，這是最基本的內(nèi)容，學生必須掌握，在學生很好地掌握了這個層次的內(nèi)容后，可進入第二個層次，基本概念、知識的簡單應用，這一層次是對基本概念、知識加深理解，這個層次學生必須達到。第三個層次就是基本概念、方法的深入應用，把所學的知識、方法串起來靈活運用。要達到這個層次，需經(jīng)過大量的訓練才行。實現(xiàn)數(shù)據(jù)結構課程與其先修和后續(xù)課程的無縫銜接程序設計語言（如C語言）是本課程的一門非常重要的先修課程，數(shù)據(jù)庫原理、編譯原理、操作系統(tǒng)是該課程的后續(xù)課程，這些課程不能各自為政，而要無縫銜接，教這些課程的老師要互相交流，這樣在講程序設計語言時可以有的放矢的把和數(shù)據(jù)結構聯(lián)系緊密的內(nèi)容預先告知學生，這樣學生就會對相關知識印象深刻，到數(shù)據(jù)結構課中就很容易用的得心應手。在數(shù)據(jù)結構課中講到各種后續(xù)課程中用到的數(shù)據(jù)結構時也告訴學生，并且在后續(xù)課程中用到相關數(shù)據(jù)結構時提醒學生這是這種數(shù)據(jù)結構在本課程中的應用。這樣使學生的知識一脈相承，使學生在學習各門課程時把知識融會貫通。精講多練，加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力數(shù)據(jù)結構既有大量的理論又是實踐性很強的課程，學生要很好地掌握這門課，必須要有一定的理論知識，又要經(jīng)過大量的上機實踐。因此，針對應用型本科的特點，在教學過程中，即注重理論，又重視實踐，加大上機實踐的力度。實踐由與理論課同時進行的上機實驗和理論課講授完畢后的課程設計兩部分組成。對所學的每一部分內(nèi)容都要要求學生完成相應的實驗習題。整個實踐過程要結合教學進度與學生的實際情況，制定實踐的內(nèi)容。每部分的實驗習題必須精心挑選，和上述三個層次對應，分為基礎與驗證型實驗、設計與綜合型實驗，開發(fā)與創(chuàng)新型實驗。既要把基本知識掌握好，又要會靈活運用。基礎與驗證型實驗是基本的、較簡單的題目，主要結合課堂理論教學內(nèi)容展開，學生可以對在課堂上學到的基本算法進行驗證;設計與綜合型實驗是具有挑戰(zhàn)性的較難的新穎有趣的題目，讓學生充分利用所學的理論知識進行相對較復雜的應用設計，培養(yǎng)學生綜合能力;開發(fā)與創(chuàng)新型實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高綜合能力和創(chuàng)新實踐能力。多樣化的教學方法啟發(fā)式教學教師主要起引導的作用，激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的學習積極性，與學生進行互動，鼓勵學生對教學內(nèi)容提出問題，師生共同討論，提高教學和學習水平。鼓勵學生多動腦子進行思考，在學習過程中不拘于以往的解法，對同一個問題可以提出不同的解法，深化對問題的理解。另外還要強調(diào)學生自己學會對知識的總結、梳理、推演和挖掘。總結是教學中一個非常重要的環(huán)節(jié)，不可忽視。通過對所學內(nèi)容的總結、梳理、推演和挖掘，理清內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，使知識條理化、系統(tǒng)化，加強對知識的理解和掌握，培養(yǎng)學生的歸納總結能力和思維創(chuàng)造能力，對所學內(nèi)容提煉出精華的東西。（下轉(zhuǎn)第260頁）（上接第167頁）6.4.2對比式教學對同一問題，引導學生從不同的角度去思考，找出多種方法來解決。比如，在解決約瑟夫環(huán)問題時，可以采用循環(huán)鏈表作存儲結構，或采用線性表的順序存儲結構，也可以采用數(shù)組作存儲結構。這種對同一問題尋找不同算法實現(xiàn)的教學方式，有效地開闊了學生的思路，同時通過對不同算法的比較，加深了學生對算法的理解和掌握。案例教學通過實例引入知識點。比如講最小生成樹可以通過城市間建立通信聯(lián)絡網(wǎng)為例引入最小生成樹及其求解算法，再比如講最短路徑可以通過去旅游選擇最短路徑為例引入最短路徑及其求解方法。把課程與考研、軟考、相關競賽有機的結合起來數(shù)據(jù)結構是計算機專業(yè)考研和軟考的必考科目，在教學過程中有意識地把考研和軟考引入教學中，使學生學完本課程后能夠從容應對考研和軟考中的數(shù)據(jù)結構題目。組織和鼓勵學生參