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《数据结构》教学大纲.docx
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《
数据结构
》教学大纲
一、课程基本信息
基础教学部
CS04002
Data Structures
4
总 学 时
开课学期
主讲教师
80
高等程序设计,离散数学
计算机类
春季
骆嘉伟、杨晓波、屈卫兰
二、课程描述
(一)课程简介
《数据结构》是信息类各专业的核心基础课程,是一门理论与实践相结合的课程,在整
个信息相关专业的教学体系中处于举足轻重的地位。数据结构是设计和实现编译程序、操作
系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。通过本课程理论和实践的教
学,使学生较牢固地掌握数据结构的基本概念、原理、算法,了解算法复杂性的度量方法,
初步掌握根据所求解问题的性质选择合理的数据结构,并对时间空间复杂性进行必要的控
制,培养和提高学生理论、抽象、设计的能力,掌握数据结构和算法的设计分析技术,提高
程序设计的质量,为将来的研究和开发工作打下坚实的基础。
“Data Structures and Algorithms”, one of the most important core courses in Computer
Science. The course also covers fundamental data structures and classical algorithms which are
widely used in the succeeding specialized courses, such as Operating Systems, Software
Engineering, Database Systems, Compiler Principles, Computer Graphics and Human Computer
Interaction.
What is the combination of data structures and algorithms? Niklaus Wirth wrote a book titled
"Algorithms + Data Structures = Programs", which points out their important roles in computing
discipline: algorithm and data structure are two closely linked and indivisible parts of
programming.
The course will follow the idea of “Algorithms + Data Structures = Programs”, aimed at
improving students’ knowledge and skills of theory, abstraction and design in problem
solving. This course will focus on data structures and algorithms for manipulating them. Data
structures for storing information in tables, lists, trees, queues and stacks will be covered. Some
basic graph and discrete transform algorithms will also be discussed. On a solid basis of the
fundamental theory, the students will analyze the problems using problem, data and algorithm
abstraction. Making a tradeoff between space and time complexity, the students will learn how to
organize data reasonably, design efficient and effective algorithms, and implement high quality
programs, so that they can solve real-world complex problems. After studying the course, the
students’ ability of abstract thinking and problem solving should have improved
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86925840/bg2.jpg)
considerably. Their programming skills and the quality of their codes would have increased as
well. After studying this course, students should be well prepared for further study, engineering
and research in computer related areas.
(二)课程教学基本设计
本课程由大班授课、小班讨论和实验组成,学时分配分别为 48 学时、16 学时、16 学时。
1)以课堂教学为主,理论教学、小班讨论与实验训练相结合,强化学生工程观点的建
立和工程分析能力的培养;
2)管理规范:制定课程各类管理制度,运行模式和评价方式,依据规章制度来约束老
师和学生,以及助教的行为。
3)课堂教学采用多媒体课件、电子教案和传统教学方法相结合,讲授基本原理,理论
联系实际,培养学生创新能力,教学过程中采用多媒体教学系统、黑板板书、电子教案,利
用学校的网络资源、计算机资源,组织开展计算机辅助教学,增强教学的直观性和课堂教学
的信息量;
4)课程互动:数据结构课程中,利用手机端网络教学平台 APP,学生可以在课堂上完
成各种练习题、互动交流题,答疑等,老师可以及时了解学生学习情况,及时答疑。
5)小班讨论过程中采用启发式教学,讨论课前提供若干个讨论专题供学生选择,让学
生自主分工、查阅资料、研究分析与制作汇报PPT,讨论课上通过对案例分析与讨论,引导
学生独立思考,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,促进学生的团队协作、自
主学习;
6)课堂教学与小班讨论中通过案例分析,强调计算思维方法建立和应用;
7)实验课对典型数据结构进行验证性综合实验,使学生掌握设计、实现和应用数据结
构的基本方法,加深对数据结构知识的理解,训练学生的计算机专业实验技能和科学实验方
法,提高分析和解决实际问题的能力。
8)答疑:基于课程网络教学SPOC 平台,利用讨论区,作业区和消息互动平台等各种手
段,可以实现师生之间,助教和学生之间和学生之间的互动线上答疑。增加实验课课时,实
现每周都能线下答疑。设立高年级的学生助理,实现传帮带式的答疑。
9)督学:利用网络教学平台的督学功能,监考每位学生的学习情况和成绩,及时督促。
10)SPOC:利用网络教学平台,搭建数据结构 SPOC 课程网站。实现线上和线下的立体
全方位的教学模式。
学时分配如下表:
讲课内容
讨论
2+6
4
1
12
10
10
6
4
2
4
2
2
4
4
2
2
3
4
5
6
6
合计
48+16+16=80
三、课程内容
(一)课程教学目标
通过本课程的理论教学、小班讨论和实验,使学生具备下列能力:
课程目标 1 学会常用的数据结构,掌握线性表、栈、队列、二叉树、树和图等常用数据
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86925840/bg3.jpg)
结构的逻辑结构及物理实现,形成一个程序员的基本数据结构工具箱,在解决实际问题时,
能根据复杂工程问题的需求,熟练地选择和使用数据结构来表示、存储和处理问题中待处理
的数据元素。
课程目标 2 掌握对每一个数据结构和相关基本操作算法所花费的时间和空间代价的分
析方法。针对复杂工程问题所要求的资源限制,选择或应用工具箱中的最有效的数据结构,
设计最有效率的解决方案。
课程目标 3 通过课程实验以及撰写课程的各种设计报告,训练学生计算思维能力、算法
设计和分析能力和程序设计与实现能力,重点提高分析设计能力、编程能力、代码优化能力
和调试测试能力,为后续专业知识的学习及实践打下良好的基础,进而提高学生的软件系统
的认知、设计、开发、应用能力。
课程目标 4 具有一定文献搜索和整理能力、交流能力和团队协作能力,能够就数据结
构和算法的相关问题同班级同学与老师进行有效沟通和交流,包括报告撰写、文稿设计、讨
论陈述、清晰表达或回应指令。培养对他人方案和工作的评价能力和对自我表现的评价能力。
课程目标 5 遵守课程各项管理制度,按要求有计划地完成课程各项学习任务,尤其是
完成综合性的实验任务和前瞻性的讨论任务,培养学生终身学习的习惯和能力,树立严谨的
工程态度、科学学术态度。
(二)课程目标与毕业要求的关系
课程教学目标与毕业要求的关联矩阵表
毕业要求
指标点
支撑强弱
GA2 问题分析:能够运用相关数
2-3 能够运用数理和工程基 课程目标 1
效结论
过信息综合得到合理有效的结
论
(三)教学环节与课程目标、毕业要求的关系
教学环节与课程教学目标的关联矩阵表
教学环节
交流互动
CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
M
M
M
H
H
H
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H
M
M
H
H
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H
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M
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H
H
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M
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专题讨论课
实验
课后作业
期中考试
期末考试
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