《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程標準2

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程標準課程編碼：0206017課程類別：專業(yè)選修課適用專業(yè)：軟件技術(shù)授課單位：軟件工程系學分：3學時：54編寫執(zhí)筆人及編寫日期：審定負責人及審定日期：1.課程定位1.1課程在專業(yè)培養(yǎng)中的定位及作用本課程是軟件技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課程。用計算機解決任何問題都需要進行數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)處理，而數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)處理正是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》要研究的內(nèi)容。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機科學中一門綜合性的專業(yè)基礎課。主要介紹如何合理地組織數(shù)據(jù)、有效地存儲和處理數(shù)據(jù)，正確地設計算法以及對算法的分析和評價。通過本課程的學習，使學生深透地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的基本概念以及有關算法，培養(yǎng)基本的、良好的程序設計技能，編制高效可靠的程序，為學習數(shù)據(jù)庫及實訓課程等奠定基礎。1.2本課程與其他課程的關系表1前導、后續(xù)課程一覽表前導課程本課程后續(xù)課程編程基礎服務器接口技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)綜合實訓2.課程設計理念及思路2.1課程設計理念：課程設計從軟件技術(shù)專業(yè)的視角出發(fā)，以滿足本專業(yè)就業(yè)崗位所必須具備的計算機軟件技術(shù)基礎知識為基礎，教學內(nèi)容設計通過崗位工作目標與任務分析，分解完成工作任務所必備的知識和能力，采用并列和流程相結(jié)合的教學結(jié)構(gòu)，構(gòu)建教學內(nèi)容的任務和達到工作任務要求而組建的各項目，以及教學要求和參考教學課時數(shù)。通過實踐操作、案例分析，培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力，基本達到程序員級職業(yè)技能鑒定標準。2.2課程設計思路：本課程標準在設計上突出體現(xiàn)職業(yè)教育的技能型、應用性特色，著重培養(yǎng)學生的實踐應用技能，力求達到理論方法夠用，技術(shù)技能過硬的目的。首先依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中關于人才培養(yǎng)目標的闡述，明確課程目標；其次，結(jié)合職業(yè)教育課程觀、教學觀、能力觀，基于軟件工程的開發(fā)過程，以項目化教學來組織課程內(nèi)容，在課程內(nèi)容的選擇與排序中，以軟件工程實施的不同階段、典型工作任務為載體，將課程內(nèi)容劃分為互相聯(lián)系的學習情景；第三，通過對各學習情景中學習目標、主要內(nèi)容、授課方式、師生要求等各項內(nèi)容的描述，來規(guī)范課程所要求的內(nèi)容；最后，通過對項目實施過程中各個環(huán)節(jié)的考察和評價，來完成對課程的評鑒與考核。3.學習目標3.1素質(zhì)目標：E1培養(yǎng)學生良好的協(xié)調(diào)和溝通能力；E2培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新和嚴謹細致的工作作風；E3培養(yǎng)學生良好的職業(yè)道德和團隊合作精神。3.2知識目標：K1掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)；K2掌握線性結(jié)構(gòu)的特點及存儲方式，能結(jié)合實際問題恰當運用；K3掌握樹型結(jié)構(gòu)的特點及存儲方式，能結(jié)合實際問題恰當運用；K4掌握圖型結(jié)構(gòu)的特點及存儲方式，能結(jié)合實際問題恰當運用；K5能依據(jù)數(shù)據(jù)序列特點，選定高效的查找方法，并熟練地評價算法優(yōu)劣；K6能依據(jù)數(shù)據(jù)序列特點，選定高效排序的方法，并熟練地評價算法優(yōu)劣。3.3能力目標：T1培養(yǎng)學生謙虛、好學的品質(zhì)；T2培養(yǎng)學生善于收集信息和良好的自學能力；T3培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，善于發(fā)現(xiàn)問題并積極尋求解決問題方法的能力。4.課程內(nèi)容標準與要求表2課程教學單元設計序號單元名稱學習目標學習內(nèi)容學時建議教學方法、手段建議教學條件考核評價備注1單元1：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1．了解數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的概念；2．熟悉算法、算法描述，能夠分析算法的時間復雜度。1．數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型的概念；2．數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的內(nèi)容；3．算法、算法描述與算法分析。4項目驅(qū)動、案例教學一體化實訓室概念的理解及運用2單元2：線性表及應用1.熟練掌握線性表的邏輯結(jié)構(gòu)定義、基本操作；2.能夠在順序表中實現(xiàn)線性表的操作；3.能夠在鏈表中實現(xiàn)線性表的操作；3.熟悉數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)定義和存儲方法。1.線性表的邏輯結(jié)構(gòu)定義；2.順序表中如何實現(xiàn)線性表的基本操作；3.鏈表中如何實現(xiàn)線性表的基本操作；4.順序表與鏈表的實際應用；5.數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)定義和存儲方法。14項目驅(qū)動、案例教學一體化實訓室完成實訓項目，提交算法實現(xiàn)教師行課時可根據(jù)實際情況調(diào)整課時3單元3：棧和隊列1.掌握棧和隊列的結(jié)構(gòu)特性；2.能夠在順序棧及鏈棧中實現(xiàn)棧的基本操作；3.能夠在循環(huán)隊列及鏈隊列中實現(xiàn)隊列的基本操作；4.能夠利用棧和隊列的解決實際問題。1.棧和隊列的結(jié)構(gòu)特性；2．順序棧的實現(xiàn)；3.鏈棧的實現(xiàn)；4.循環(huán)隊列的實現(xiàn)；5．鏈隊列的實現(xiàn)；6．棧的應用；7.隊列的應用。8項目驅(qū)動、案例教學一體化實訓室完成實訓項目，提交算法實現(xiàn)教師行課時可根據(jù)實際情況調(diào)整課時4單元4：樹和二叉樹1.了解樹的基本概念；2.掌握二叉樹的定義及性質(zhì)；3.能夠進行熟悉二叉樹的遍歷；4.能夠?qū)⑸趾投鏄涞南嗷マD(zhuǎn)換；5.能夠利用哈夫曼樹解決實際問題。1.樹的基本概念；2.二叉樹的定義、性質(zhì)、存儲表示；3.二叉樹的遍歷；4.森林和二叉樹的相互轉(zhuǎn)換；5.樹的應用；6.哈夫曼樹及應用。12項目驅(qū)動、案例教學一體化實訓室完成實訓項目教師行課時可根據(jù)實際情況調(diào)整課時5單元5：圖1.理解圖的基本概念、存儲表示；2.能夠進行圖的遍歷；3.學會如何求解關鍵路徑；4.能夠熟練掌握最短路徑及應用。1.圖的基本概念及存儲表示；2.圖的遍歷算法3.圖的連通性問題；4.拓撲排序；5.關鍵路徑；6.最短路徑。12項目驅(qū)動、案例教學一體化實訓室完成實訓項目教師行課時可根據(jù)實際情況調(diào)整課時6單元6：排序1.知道內(nèi)部排序和外部排序。2.能夠進行插入排序、快速排序、選擇排序等算法。1.內(nèi)部排序和外部排序；2.插入排序；3.快速排序；4.選擇排序；5.歸并排序。4項目驅(qū)動、案例教學一體化實訓室完成實訓項目教師行課時可根據(jù)實際情況調(diào)整課時5.教學建議（1）教學內(nèi)容實施建議為了能夠滿足職業(yè)崗位的需求，在課程教學內(nèi)容的選取上建議包含以下幾點內(nèi)容：使用真實或仿真的項目開發(fā)案例貫徹整個教學內(nèi)容；在教學過程中還要考慮當今學生的學情，對教學內(nèi)容要把握適度、夠用的原則。對于工作中常用的操作涉及到的理論知識和實踐知識必須給學生講透徹。（2）教學方式實施建議以項目驅(qū)動、案例教學，實行“教學做”一體化的教學模式；以設計為主線，以提高學生的實踐技能和創(chuàng)新能力為中心，依據(jù)教學內(nèi)容靈活地使用任務驅(qū)動式等教學方法，特別是要將多種教學方法有機組合。在設計具體任務時，可以參考以下標準：面向?qū)W生個人發(fā)展，要讓學生能夠?qū)⑿碌闹R和技能與原有的知識技能結(jié)合起來，去解決過去未遇到的問題或者新的技能更好更完善的解決問題，促進高技能能力的發(fā)展；面向綜合技能，任務要體現(xiàn)跨課程跨技術(shù)能力的要求，促使學生運用綜合知識技能解決問題；面向職業(yè)實際需求，創(chuàng)建各種情景和條件，營造企業(yè)開發(fā)環(huán)境與任務要求，設計與職業(yè)實際應用相結(jié)合的任務要求。6.課程實施條件6.1.教師基本要求1、具備一定實際工作經(jīng)驗2、具備計算機專業(yè)知識。3、具有先進的教學方法，比較強的駕馭課堂的能力4、具有良好的職業(yè)道德和責任心6.2.教學硬件環(huán)境要求校內(nèi)有專業(yè)的實訓室，可以從事數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學活動，為教師的授課和學生上機試驗、實訓學習提供了便利。經(jīng)過幾年的積累，整理出了一整套實用的多媒體教學課件、作業(yè)、實驗及實訓案例，放在學院的網(wǎng)絡學堂中。方便學生的學習，實現(xiàn)互動教學。學生可以通過論壇、發(fā)送郵件等多種方式實現(xiàn)教師與學生之間、學生與學生之間交流。為了使實踐教學達到預期效果，制度合理的實訓方案。6.3.教學資源基本要求6.3.1教材編寫體例建議：1、教材為了讓學生掌握職業(yè)崗位工作所需的技術(shù)知識，順利實施職業(yè)技能訓練，選擇了高等教育出版社出版的張靜的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Java語言描述）》為主要教材。人民郵電出版社出版的由嚴蔚敏編寫的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版第2版）/21世紀高等學校計算機規(guī)劃教材》為主要教材。2、輔助教材：針對本課程的教學目標，精選了如下專業(yè)書籍，推薦給學生作為輔助教材。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題精解（C語言實現(xiàn)+微課視頻）清華大學出版社，2021.08數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（從概念到Java實現(xiàn)）清華大學出版社，2021.066.3.2網(wǎng)絡資源建設：自主填寫6.3.3信息化教學資源建設：本課程在職教云平臺提供的教學資源包括多媒體課件、電子書、進度表、題庫等。6.3.4其它教學資源的開發(fā)與利用：教師積累的習題、案例。7.評價建議《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程始終堅持“以學生能力為中心”的教學目標，其目標就是培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和運用知識的能力，因此本課程考核成績劃分成：“理論考核”占40％，“實訓考核”占40％，“平時表現(xiàn)”占20％，如下圖所示。課程考核成績劃分辦法另外，鑒于當前的疫情形勢，教師也可以根據(jù)實際情況變換新的考核方式。8.教學實施樣例設計摘要教學課題單元1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法一、教學背景創(chuàng)作思路：針對傳統(tǒng)教學無法解決的教學難題進行設計，在工學結(jié)合模式下，采用案例教學法，依托信息化教學環(huán)境，整合數(shù)字化教學資源，優(yōu)化教學過程。以學生為中心，教師為主導，在項目教學的各環(huán)節(jié)充分運用Eclipse開發(fā)工具、超星及職教云課堂、動畫、在線教學平臺等信息化手段解決教學重點難點問題。設計特色：1．教學過程項目化：依據(jù)“工學結(jié)合、職業(yè)情境、項目主導”人才培養(yǎng)模式，通過創(chuàng)設情境、針對實際問題精心設計單元引例，教師點評、小組互評，使學生自主探究，“做中學”，“學中做”，降低了學生學習難度，提高學習興趣和課堂參與度；2．教學資源數(shù)字化：豐富的課件、經(jīng)典作品、視頻等資源可供學生在線平臺學習；3．網(wǎng)絡平臺融合化：緊緊圍繞Eclipse開發(fā)工具，融入職教云課堂、動畫、在線教學平臺等信息化手段進行教學完成教學目標，突破重點、難點；4．學習評價多元化：結(jié)合作品展示、小組匯報等多種方式，采用學生自評、師生互評，以及評價平臺等多種手段形成動態(tài)化、多元化的評價體系。二、學習目標與內(nèi)容1.學習目標知識目標：（1）理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念；（2）掌握邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)的概念及相互關系；（3）理解算法及其特性；（4）了解算法設計的要求；（5）掌握算法的時間復雜度分析及空間復雜度分析。能力目標：（1）能區(qū)分數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)；（2）能夠熟練地對算法進行時間復雜度分析，從而評估一個算法的效能。素質(zhì)目標：（1）培養(yǎng)學生高效利用時間進行自主學習的能力；（2）培養(yǎng)學生善于收集信息和良好的自學能力；（3）培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，善于發(fā)現(xiàn)問題并積極尋求解決問題方法的能力。思政育人目標：（1）通過分析算法的時間復雜度，讓學生克服懶惰，學會管理自己的時間，把有限的時間投入到專業(yè)技能的學習中去。2.學習主要內(nèi)容（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念（2）算法3.學習重點及難點教學重點：（1）常見數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)；（2）算法的時間復雜度分析。教學難點：（1）邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)的區(qū)別；（2）算法的時間復雜度分析。三、學情分析授課對象是高職二年級的學生，通過一年的學習，已系統(tǒng)學習了Java程序設計課程，有一定的編程能力，但分析數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)、應用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)據(jù)進行高效編程的能力還有所欠缺，喜歡形象有趣，能夠動手實踐的學習，適合“做中學”；自主學習能力較差，但希望在學習中得到即時反饋和評價。四、學習環(huán)境選擇與學習資源設計1.學習環(huán)境（1）教學硬件：多媒體教室；（2）教學軟件：Eclipse、在線教學平臺等。2.學習資源類型（1）課程在線教學平臺（2）新形態(tài)一體化教材（3）職教云或者超星課堂3.學習資源內(nèi)容簡要說明（1）智慧職教平臺《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Java描述）》在線開放課程有多媒體課件、微視頻、試題庫等多種數(shù)字化資源；（2）高等職業(yè)教育新形態(tài)一體化規(guī)劃教材《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Java描述）》中二維碼標注微課、課件，實現(xiàn)移動終端隨掃隨學。五、學習情境創(chuàng)設利用計算機來解決現(xiàn)實世界中的各種實際問題時，首先要將實際問題中的操作對象抽象為能夠用計算機表示的數(shù)據(jù)，為這些數(shù)據(jù)建立一個數(shù)學