《数据结构与算法分析课程设计》教学大纲

《数据结构与算法分析课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：22160034课程性质：集中实践课学分：2学分周数：2周先修课程：程序设计基础、人工智能程序设计、数据结构与算法分析等并修课程：无适用专业：人工智能专业开课单位：智能工程学院一、课程说明《数据结构与算法分析课程设计》是数据结构与算法分析课程的实践环节，要求学生掌握数据对象的逻辑结构、物理结构、基本操作及常用算法，能够将实际问题中的数据进行抽象、分析，根据数据对象的特性及要求，选择合适的数据结构，进行科学的算法设计及实现，提高分析问题、解决问题的能力。二、课程目标通过课程设计，使学生达到如下目标：课程目标1：能针对一个实际复杂工程问题，设计合理的数据结构，建立数学模型，选择合适的算法，根据问题的需求，能够实现一个独立完整的系统。课程目标2：综合选择系统测试方法与测试数据，并能够对实验数据和实验结果进行分析和解释，并能通过查阅文献等手段进行信息综合分析得到合理有效的结论。课程目标3：能按要求撰写条理清晰格式规范的设计报告，具备一定的沟通交流和团队协作能力；在设计过程中培养程序编写规范、树立正确的劳动观念、形成良好的劳动习惯，同时激发学生使命担当精神、爱国情怀和创新意识。三、课程目标与毕业要求《数据结构与算法分析课程设计》课程教学目标对人工智能专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.2系统掌握人工智能及相关应用领域的工程基础和专业知识，包括算法、硬件、软件平台及系统等，了解解决工程问题的基本方法。课程目标1：能针对一个实际复杂工程问题，设计合理的数据结构，建立数学模型，选择合适的算法，根据问题的需求，能够实现一个独立完整的系统。M2.问题分析2.3能够运用基本原理，借助文献研究，分析人工智能及相关应用领域工程问题的影响因素，获得有效结论。课程目标2：综合选择系统测试方法与测试数据，并能够对实验数据和实验结果进行分析和解释，并能通过查阅文献等手段进行信息综合分析得到合理有效的结论。M3.设计/开发解决方案3.2针对特定需求和约束条件设计人工智能及相关应用领域的系统集成、软件模块或算法流程。课程目标1：能针对一个实际复杂工程问题，设计合理的数据结构，建立数学模型，选择合适的算法，根据问题的需求，能够实现一个独立完整的系统。H10.沟通10.1能够以口头、文稿和图表等形式就人工智能及相关应用领域的复杂工程问题发表自己观点。课程目标3：能按要求撰写条理清晰格式规范的设计报告，具备一定的沟通交流和团队协作能力；在设计过程中培养程序编写规范、树立正确的劳动观念、形成良好的劳动习惯，同时激发学生使命担当精神、爱国情怀和创新意识。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.查阅资料，方案分析、比较教学要求：采用多媒体授课，以一个实际复杂工程问题为例讲解课程设计的过程，下达任务书。学生根据任务书查阅资料、熟悉题目的具体内容。最终设计合理的数据结构，建立数学模型，选择合适的算法，根据问题的需求，能够实现一个独立完整的系统。培养学生团队协作精神和文献资料搜索分析能力。重点：设计合理的数据结构，建立数学模型，选择合适的算法。难点：独立完整的系统的实现。2天1、32.总体设计教学要求：根据题目要求，分析需求，并选择适合的逻辑结构、存储结构及算法，给出合理的设计方案。培养学生独立思考和创新意识。重点：需求分析、适合的逻辑结构、存储结构及算法。难点：合理的设计方案。2天1、33.编程及测试教学要求：根据合理的设计方案，熟练进行程序编写、编译、运行、调试，以满足设计需求。培养学生动手实践能力和劳动热情。重点：各种数据结构及算法的编程实现。难点：算法实现。3天1、2、34.数据分析及调试教学要求：初步的分析、寻找和排除程序设计中常见错误，分析并解释数据。培养学生独立思考能力和创新意识。重点：分析、寻找和排除程序设计中常见错误。难点：解释数据。2天2、35.系统验收答辩及报告撰写教学要求：系统实现验证，得到有效的结论，按要求进行答辩，独立撰写严谨的、有理论根据的、逻辑性较强的课程设计报告。培养学生团队协作和沟通交流能力。重点：系统实现验证，得到有效的结论，按要求进行答辩。难点：撰写严谨的、有理论根据的、逻辑性较强的课程设计报告。1天3合计10天（2周）五、教学方法及手段本课程和实际应用结合紧密，注重培养学生的综合应用和动手实践能力；教学过程中教师以导引为主，以讲授为辅，提供导学案例；采用启发式和讨论式的教学方法，培养学生独立自主学习的能力。同时以学习通为平台提供资源丰富线上资源。六、教材和参考书1.推荐教材（1）严蔚敏,吴伟民.数据结构（C语言）[M].北京.清华大学出版社2021（2）严蔚敏,吴伟民.数据结构题集(C语言版).北京:清华大学出版社，20122.参考书（1）程杰.大话数据结构[M].北京.清华大学出版社.2020.（2）张琨,张宏,朱保平.数据结构与算法分析（C++语言版）[M].北京.人民邮电出版社.2016（3）MarkAllenWeiss(冯舜玺译).数据结构与算法分析——C语言描述[M].北京.机械工业出版社.2012.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书（报告书）、和答辩成绩五部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标123学习态度10(1)主要考核学生学习纪律和答疑情况。(2)教师根据课堂整体表现情况评分。√√√442工作量完成情况10(1)主要考核学生独立完成设计任务情况。(2)教师根据独立完成任务情况评分。√√√442设计能力40(1)主要考核学生在软件设计中针对具体问题进行数据结构设计和代码实现的能力。(2)教师根据任务设计的数据结构合理性和代码逻辑结构的合理性进行评分。√√√18184设计说明书（报告书）30(1)主要考核学生对设计任务的论述情况。(2)教师根据设计说明书（报告书）的规范性进行评分。√√√101010答辩成绩10(1)主要考核学生答辩自述和回答问题情况。(2)教师根据答辩自述情况和回答问题正确性与否进行评分。√√√334合计：100393922八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程设计采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书（报告书）和答辩成绩。其中：(1)学习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；(2)工作量完成情况占10%；(3)设计能力占40%；(4)设计说明书（报告书）30%；(5)答辩成绩占10%。最后一周的周五进行验收、答辩，由2-3位教师组成答辩考核小组，对每位学生进行口试答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生设计的合理性、设计说明书的规范性、设计中分析与解决问题的能力及设计态度和答辩情况综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）学习态度10学习认真、态度端正，遵守纪律,表现优秀学习认真、态度端正，遵守纪律,表现良好遵守纪律，学习态度良好，表现中等遵守纪律，学习态度一般，表现一般学习纪律较差，表现较差工作量完成情况10独立完成设计任务的90%以上独立完成设计任务的80%以上独立完成设计任务的70%以上独立完成设计任务的60%以上独立完成设计任务的60%以下设计能力40综合运用理论知识、编程能力强，能够较好地处理工程实际问题综合运用理论知识、编程能力较强，能够处理工程实际问题综合运用理论知识、编程能力一般，基本能够处理工程实际问题综合运用理论知识、编程能力一般，不能处理工程实际问题综合运用理论知识、编程能力能较差，不能处理工程实际问题设计说明书（报告书）30设计方案正确、表达清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求设计方案基本正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法基本合理；基本达到课程设计规定的要求