数据结构课程教学整体设计.doc

数据结构课程教学整体设计一、数据结构课程重点、难点及解决办法“数据结构”课程主要引导学生学会分析问题的数据特性，以便选择适当的逻辑结构、存储结构以及相应的算法。本课程的重点核心内容是线性表和二叉树部分，线性表为全课程的线性结构打下扎实基础，二叉树为全课程的非线性结构打下扎实基础。可以很好地带动其他章节的学习。难点是树、图、查找等环节，及其典型算法的实现和分析。为此，采取了以下解决方法： 1. 用系统论指导认识整个课程 学习综合 - 分析 - 再综合 在第1章绪论中，增加如上所示的课程知识结构图，使学生从“综合”整体的角度认识课程全貌和概况；在后面各章分别对上述图表中的内容进行“分析”；最后再对全课内容进行“综合”。对每章的教学组织也是如此：学习综合 - 分析 - 再综合。 2. 课程内容的组织注重基础 第2章除线性表的逻辑结构外对基本存储结构（顺序、链表）的介绍十分详细，它是全课程存储结构的重要基础。第2、3章紧紧围绕线性结构充分讲解。第6章对二叉树给予了足够的学时，以便为非线性结构、二叉链表存储结构和基本遍历算法打下基础，并且适当增加内容予以拓展，它们是全课程的重中之重。 3. 注重算法思想同时强化了算法程序的实现以及应用 数据结构课程内容具有一定的抽象性，在精英教育阶段，学生一般能够灵活运用所学过的程序设计语言自行实现“数据结构”的复杂程序设计。而进入大众化教育阶段，学生的程序设计基础参差不齐，表现在部分学生“只知算法思路，不会编写程序”。因此，一方面提供算法动态演示软件作为自学辅助教学资源，促进学生对抽象算法的理解。另一方面在教学中每章都加入了源程序实现算法的内容，目的是引导使学生“既懂算法思路，又能程序实现”。逐步提高学生的程序设计能力。另外，通过结合实际应用问题（例如，通讯录问题、导游图问题等）的示范和上机实验指导，使学生感到学以致用的好处，增加学习动力和信心。 4.算法分析注重引导和比较 算法设计自身具有一定的难度，除了加强基本算法和典型算法训练之外，引导学生学会选择和运用算法。算法分析的提高与解决放在后继选修课程“算法分析与设计”之中。通过提供算法动态演示软件，使其直观形象比较容易理解，激发学习兴趣。本课程在第1章的算法一节，适当补充数学基本知识，还为本课程常见的几种典型算法时间复杂度分级归纳提供详细示例，以便后继章节学习有例可遵循，更加注重不同时间复杂度算法的分析比较。 四、实践教学的设计思想与效果（不含实践教学内容的课程不填）实践性教学的设计思想： 由于“数据结构”课程自身就有一定的抽象性、较强的理论性。算法的复杂性由易到难样样齐全。在实验教学中，不能一刀切。实验形式多样化，实验要求分层次。以前让学生从零开始直接编写程序代码，实验题目类型单一，学生感到难度很大。后来将实验题目的类型分别设置为：验证型、验证改进型、设计型、项目应用多种不同层次。实验环境由单一的Java系统平台，到提供的具有开放性的数据结构专用实验教学平台，使学生各有所获。 1. 将实验分为：验证型、验证改进、综合型、设计型和应用项目多种不同类型。2. 在综合实验中运用系统论黑箱、灰箱和白箱的思想，指导学生区别对待难点、重点和基本点。使不同水平的学生各尽其能，体验成功的乐趣。 3. 数据结构“课程实验”教学改革： “数据结构”课程实验内容 序号 教学内容 实验时数 实验一 线性表（顺序表） 4实验二 线性表（链表） 4实验三 栈 2实验四 队列 2实验五 串或数组 2实验六 二叉树的遍历 4实验七 二叉树的应用4实验八 图 4实验九 查找 2实验十 内部排序 4合 计 32课程实验原来要求学生将每个实验题目都在C+系统环境中完成。这里突出完整源程序的设计调试。对于基础扎实、自学能力强的学生这种方法效果很好。对于基础薄弱的学生，难度大负担重，效果不佳。 现改为约50%的实验上机任务在Java环境中完成，这里强调完整源程序的设计调试。而另外50%的上机实验任务在专用的网上“算法实验练习系统”中完成，这里突出核心算法的函数代码设计实现，对学生完成算法的数量的要求具有弹性，使学生不受时间地点的限制自主学习和上机练习； 另外还提供试用自行开发的“数据结构学习系统”，它包含算法动态演示和模块积木式Java实验平台。在程序设计和调试方面，高水平的学生可以完全不采用系统（老师）提供的数据结构类和函数模块，整个源程序全部自行编码调试；中等水平的学生则可以部分选用系统的类和函数模块、部分自编程序代码；而学有困难的学生除去主函数必须自行设计外，可以全部选用系统提供的类和函数模块，但是必须能够合理有机地组合系统所提供的“积木”；体现了对学生的分类指导，给学生一定的选择空间，效果良好。 在数据结构课程实验教学中，探索和试行阶段式实验讨论课（分组、分专题、分角色），进一步调动每个学生的积极性，提高分析、思考、总结归纳问题的能力。 4第二课堂的教育培养。组织学生课外学习兴趣小组，在日常课程教学之余，引导学生多思考一些、多学一些（宽度）、多用一些的能力和兴趣。课程组教师承担着ACM程序竞赛大学生挑战杯和多媒体制作等等的培训指导工作。教师们因材施教地培养学生的动手能力、独立思考能力和创新思维能力，提高了专业素质，效果显著。 5数据结构“课程设计”数据结构课程设计，已经运行了几届取得良好效果。 要求学生分组，自行选题，编程调试完成。小组提交作品，每人提交一份设计报告。课程设计安排两周时间完成。提前布置，查阅资料、系统设计。从传统的教师为主，按组验收作品，简要提问的方式逐步过渡到师生共同参与出题、选题和成绩评价的教学模式。下面是曾经用过的课程设计参考题目。 1、 停车场管理 2、校园导游咨询（为来访的客人提供各种信息服务） 3、试设计一个航空客运定票系统。 4、井字过三关 5、狐狸逮兔子