科创职业学院-数据结构与算法-课程标准-已审.doc

数据结构与算法课程标准课程编码： 2010007 课程类型：专业基础课学 时：64适用专业：游戏软件1. 概述随着计算机软件和硬件的发展，计算机的应用已经深入到社会的各个领域，各行各业都需要对大量的非数值数据进行存储、加工和管理。如何根据实际应用研究的要求，对这些大量的表面上杂乱无章的数据进行有效地组织、存储和处理，编制出相应的高效算法，这就是数据结构与算法这门课程所要研究并加以解决的问题。数据结构与算法是计算机科学中一门综合性的专业技术基础课，也是游戏软件的必修课程，为游戏软件开发人员提供必要的专业基础知识和技能训练，同时也是游戏软件相关学科所必须掌握的课程。通过本课程的学习，使学生熟练掌握计算机程序设计中常见的各种数据的逻辑结构、存储结构及相应的运算，初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术，并能根据计算机加工的数据特性运用数据结构的知识和技巧设计出更好的算法和程序，并进一步培养基本的良好的程序设计能力。1.1课程的性质 数据结构与算法课程是介于数学、计算机硬件和软件课程三者之间综合性的学科，本课程主要使学生体会“算法的设计建立于逻辑结构，算法的实现依赖于物理（存储）结构”，并能根据实际情况选择相应的数据结构和算法，所以本课程教学强调思维训练，为随后的程序设计和技能训练打好基础。数据结构与算法课程是我校游戏软件专业的一门专业技术基础课。它是计算机程序设计的重要理论基础；它所讨论的知识内容和提倡的技术方法，无论对进一步学习计算机领域的其它课程，还是对从事游戏软件开发，都有着不可替代的作用。1.2课程设计理念按照“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业能力要求的相关性，提高学生的就业能力。依据各项目模块的内容总量以及在该门课程中的地位分配各项目模块的学时数。1.3课程开发思路本课程标准从计算机软件技术及游戏软件专业的视角出发，以满足本专业就业岗位所必须具备的游戏软件基础知识，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。 本课程建议课时为64学时，理论课时为32，实训课时为32，在具体教学过程中可进行进行调整。2. 课程目标数据结构与算法课程以培养学生的数据抽象能力和复杂程序设计的能力为总目标。通过本课程的学习，学生可以学会分析研究计算机加工的数据结构的特性，以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及其相应的运算，并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术； 另一方面，本课程的学习过程也是复杂程序设计的训练过程，要求学生编写的程序结构清楚和正确易读，符合软件工程的规范。为进行软件开发和设计复杂程序打下良好基础。21知识目标(1) 掌握数据结构的逻辑结构和存储结构；(2) 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；(3) 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；(4) 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；(5) 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；(6) 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。22素质目标(1) 培养学生谦虚、好学的品质；(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23能力目标（1）有初步的算法分析和设计能力。（2）能够有效地获取、利用、传递信息。（3）通过独立学习，不断获取新的知识和技能，能够在工作中寻求发现问题、解决问题的途径。3.课程内容和要求根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。学习情景工作任务知识要求技能要求学时安排1. 学生成绩存储1.1分析学生成绩如何从机外表示转化为机内表示数据处理算法的描述与分析 知道学习数据结构的目的和内容141.2.了解数据的两种存储结构数据的存储结构能够熟悉学生成绩数据两种存储方式21.3.数据的逻辑结构介绍线性关系、树型关系和图状关系三种数据的逻辑结构能够给出日常生活中与数据逻辑结构相关的实例12. 学生成绩管理系统2.1展示成绩管理系统的主要功能学生成绩管理系统的主要功能，并展示相关案例 能熟悉成绩管理系统的主要功能2102.2线性表的基本操作讲解线性表的创建、插入、删除、查找和打印等教学内容，并演示相关的操作过程能创建、插入、删除、查找线性表等操作42.3分组模拟训练学生分组模拟训练，实施线性表的创建、插入、删除、查找等操作能将线性表例子中数据结点的数据只有单个数据，扩展到数据结点的数据为学生成绩数据，并进行管理。43. 模拟银行服务业务 3.1.队列的基本知识创建队列、出队、进队、遍历队列等操作能创建队列、出队、进队、遍历队列等操作483.2编写并调试模拟银行服务业务的程序对队列综合应用，编写并调试模拟银行服务业务的程序能对队列综合应用，编写并调试模拟银行服务业务的程序44各种数制转换 4.1堆栈的基本知识创建栈、出栈、进栈、遍历栈学生分组模拟训练，实施创建栈、出栈、进栈、遍历栈。264.2编写并调试各种数制转换的程序对堆栈综合应用，编写并调试各种数制转换程序能利用栈的相关知识编写并调试数制转换的程序45哈夫曼编码器5.1二叉树,树的基础知识二叉树的定义及性质二叉树的存储实现遍历二叉树树的定义及基本概念树、森林与二叉树之间的相互转换树的各种存储结构树、森林的遍历二叉树的存储实现能熟悉二叉树、树和森林的相关知识4105.2哈夫曼树及编码熟悉哈夫曼树及编码能根据文字信息中各字符出现的频率，构造最优编码（哈夫曼编码）66 “最小代价通信网”与“教学计划的编制”案例6.1 最小代价通信网图的定义及常用术语图的各种存储结构及其遍历构造最小生成树的算法学生分组能模拟训练，实施图的遍历、能求最小生成树6106.2教学计划的编制 求最短路径的算法拓扑排序及其算法会拓扑排序的有关操作利用图的相关知识，对给出某门专业，求出课程的先后顺序，并调试程序47电话号码查询7.1建立电话号码本下发项目任务书，讲解电话号码查询的要求和做法，并展示相关案例能熟悉项目的任务及要求187.2电话号码的查询服务熟悉有关查找的基本概念、各种静态查找算法、基于二叉查找树和散列表的动态查找算法等 能熟悉各种查询,能比较各种查询的优缺点37.3分别使用顺序查找算法和折半查找算法进行查找 学生分组模拟训练，实施各种查找算法有关操作。利用顺序查找算法和折半查找算法，编写并调试电话号码查询程序。学生分组能模拟训练，实施各种查找算法并能编写并调试电话号码查询程序48 学生成绩排序8.1下发项目任务书下发项目任务书，讲解学生成绩排序的要求和做法，并展示相关案例能知道任务及要求188.2有关排序的基本概念熟悉有关排序的基本概念；各种排序算法的基本思想；各种排序算法之间的比较等能熟悉各种排序38.3 实施各种排序算法有关操作。利用直接选择排序和冒泡排序算法，编写并调试学生成绩排序程序能利用直接选择排序和冒泡排序算法，编写并调试学生成绩排序程序4机动0合计644.课程实施和建议4.1课程的重点、难点及解决办法课程重点：本课程重点讲数据结构的逻辑结构，存储结构及各种运算 课程难点：完成各个项目算法实现解决办法：在教学过程中应结合现实生活中的具体实际应用实例，先采用flash动画进行模拟演示。再到机房完成各个项目编程 4.2教学方法和教学手段421教学方法： 本课程力求采用“教、学、做”相互融合的理论实践一体化的教学方式，学生完成各项目的学习后即获得相关数据结构的编程及操作分析能力。全面推行基于行动导向的教学方法实施教学，学生在实训机房边学边练，教师把传授知识与传授技能有机的结合起来。422教学手段多媒体教学：主要用于各个项目理论知识传授。软件模拟教学：主要采用flash动画，模拟各个项目涉及的知识。机房实操教学：主要用于完成各个项目编程和调试。4.3教学评价1、改革评价手段和办法，加强实践性技能的考核，可采用过程评价和综合评价办法相结合。 2、注重对学生动手能力和实践分析问题、解决问题能力的考核，对学习和实践环节上有创新的学生应特别给予鼓励，综合评价学生能力。各任务模块可参照下表进行评价：学习情景工作任务评价目标评价方式评价比重1. 学生成绩存储1.分析学生成绩如何从机外表示转化为机内表示能知道学习数据结构的目的和主要内容过程性评价：提问、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题等2%2.了解数据的两种存储结构区分顺序存储（数组结构）和链式存储方式（链表结构）过程性评价：提问、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题等3%3.介绍线性关系、树型关系和图状关系三种数据的逻辑结构给出日常生活中与数据逻辑结构相关的实例过程性评价：提问、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题等3%2. 学生成绩管理系统2.1展示成绩管理系统的主要功能 能熟悉成绩管理系统的主要功能过程性评价：提问、动手操作、案例分析、课后作业3%2.2线性表的基本操作能创建、插入、删除、查找线性表等操作总结性评价：卷考判断题、选择题，课程模拟实训等8%2.3分组模拟训练能将线性表例子中数据结点的数据只有单个数据，扩展到数据结点的数据为学生成绩数据，并进行管理过程性评价：提问、动手操作、案例分析、课后作业5%3.模拟银行服务业务 3.1.队列的基本知识能创建队列、出队、进队、遍历队列等操作过程性评价：提问、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题等6%3.2队列的具体应用举例。能对队列综合应用，编写并调试“模拟银行服务业务”判断的程序过程性评价：提问、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题等6%4.各种数制转换 4.1堆栈的基本知识学生分组模拟训练，实施创建栈、出栈、进栈、遍历栈过程性评价：提问、动手操作、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训6%4.2编写并调试各种数制转换的程序能对堆栈综合应用，编写并调试各种数制转换的程序过程性评价：提问、动手操作、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训6%5哈夫曼编码器5.1二叉树,树的基础知识能熟悉二叉树、树和森林的相关知识过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训8%5.2哈夫曼树及编码能根据文字信息中各字符出现的频率，构造最优编码（哈夫曼编码）过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训8%6“最小代价通信网”与“教学计划的编制”案例6.1 最小代价通信网学生分组能模拟训练，实施图的遍历、能求最小生成树过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训8%6.2教学计划的编制 会拓扑排序的有关操作。利用图的相关知识，对给出某门专业，求出课程的先后顺序，并调试程序过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训8%7.电话号码查询7.1建立电话号码本能熟悉项目的任务及要求过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训2%7.2电话号码的查询服务能熟悉各种查询,能比较各种查询的优缺点过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训；3%7.3分别使用顺序查找算法和折半查找算法进行查找学生分组能模拟训练，实施各种查找算法并能编写并调试电话号码查询程序。过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训5%8. 学生成绩排序8.1下发项目任务书能知道任务及要求过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训2%8.2有关排序的基本概念能熟悉各种排序过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训3%8.3实施各种排序算法有关操作能利用直接选择排序和冒泡排序算法，编写并调试学生成绩排序程序过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训5%合计100%说明：每个模块的考核主要考察学生的出勤情况、实际动手能力、理论知识的运用与掌握情况、完成作业的准确度、完整度、规范度等、分析问题、解决问题的能力、合作沟通能力、学习态度、总结报告（报告的内容、态度、写作水平等）等评定项目进行考核4.4 教材编写4.5课程资源的开发与利用1教辅材料：本课程采用高职高专教材数据结构实例教程，力求接近实践，是来源于实践的案例与情境2硬件环境：本课程已经建立了较为完善的实训房机，完全能够满足课程的实践要求。3信息技术：本课程充分的利用各种信息技术，例如网络、多媒体课件等，为学生提供学习的便利条件。例如加大课程的网络资源建设，把与课程有关的文献资料、教学大纲、电子教案、教学课件、习题、教学视频、数据结构编程的相关前沿信息、与职业资格考试相关的资料、都放到班级群，充分的为学生的自主学习提供环境条件。 4.6师资和实训条件担任本课程的主讲教师需要有良好的师道和责任心，能理论联系实际，有较丰富的教学经验。主要包括：（1）具有实际的计算机软件设计和编程经验；（2）熟练掌握C语言和调试开发环境；（3）熟练掌握数据结构与算法的相关知识，