数据结构课程标准

《数据结构》课程标准

英文名称：DataStructure 学分： 4 适用专业：嵌入式系统工程

一、课程性质

《数据结构》是嵌入式系统工程专业的一门专业基础必修课程。本课程面向Android软件工程师的岗位需求，针对JDK1.6，主要讲述集合、线性表、堆栈和队列、树和二叉树、查找和排序等基本数据结构和算法。本课程着重基本知识的掌握和基本技能的训练，为利用Java语言进一步开发基于Android的APP应用奠定基础。

二、课程理念

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。精心选择的数据结构可以带来更高的运行或存储效率，数据结构往往同高兴的检索算法和索引技术有关。

将CDIO理念应用在数据结构课程中。CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。

1、课程地位理念

在许多类型的程序设计中，数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型的构造经验表明，系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。许多时候，确定了数据结构后，算法就容易得到了。有些时候事情也会反过来，我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况，选择合适的数据结构都是非常重要的。选择了数据结构，算法随之确定，是数据而不是算法是系统构造的关键因素。

2、课程学情理念

本课程开设在嵌入式系统工程专科第一学期，学生在学习本课程前已具备计算机基础、java基础等知识，本课程力图让学生学会在java语言环境下，运用面向对象的思想编写规范的代码，实现经典的数据结构和算法。熟悉常用的数据结构和算法，使学生初步具备一个优秀的软件开发人员所应有的基本能力。

3、课程内容理念

根据本课程的教学目标，确定了课程内容体系结构的五个组成部分：集合结构、线性表、堆栈和队列、树和二叉树、查找和排序。内容主要包括：绪论、集合结构的线性存储实现方法、集合结构的链式存储实现方法、线性表、有序线性表、堆栈、队列、树、二叉树、二叉树的遍历、顺序查找、折半查找、插入排序、选择排序等。

4、课程要求理念

《数据结构》是一门偏重理论的课程，有很强的理论性。在多年的教学研究和教学实践中，《数据结构》形成了独具特色的“七化”教学方法，即教学资源立体化、教师精讲主导化、学生学习团队化、教学过程流水化、程序项目核心化、知识技能点索引化、和java语言结合化。

5、课程考核理念

如何客观反映出学生对数据结构的理解、掌握、综合应用的实际情况，传统的闭卷考试有不完善的地方，应该对考核内容和形式进行适当的调整，过程评价与终结评价相结合，形成全方位、更加公正客观的评价体系。考核方法采用“N+2”成绩评定方式，采用“课堂考勤＋课堂笔记＋期末考试”的方式。

三、课程目标

（一）总目标

为学生的职业素质和职业技能的形成服务；为今后学习Android编程技术奠定坚实的基础；为IT企业输送高质量的从业者。

（二）分目标

1、知识目标

（1）了解数据结构课程的体系结构,掌握数据结构的基本概念和基础知识,能够集合java语言实现基本的数据结构和算法。

（2）掌握集合结构，能够运用java语言实现线性和链式存储结构的集合；

（3）掌握线性表结构，能够运用Java语言实现线性表结构；

（4）掌握堆栈和队列以及树和二叉树结构。

（5）掌握查找和排序算法，并且结合项目达到在项目中运用的能力；

2、能力目标

（1）使学生初步具备一个优秀的软件开发人员所应有的基本能力：会编写基本的算法、会利用数据结构解决基础编程语言不能直接表达的数据；

（2）为学生利用Java进一步研究与开发基于Android的APP应用奠定基础。

3、情感态度价值观目标

（1）规范意识：让学生学会编写规范代码，熟悉常用程序设计技巧。

（2）团队精神：培养学生的合作精神、协调工作和组织管理的能力。

四、课程内容

授课内容

主要包括：数据结构基本概念、集合、线性表、堆栈和队列、树和二叉树、查找和排序等。

第一单元绪论

1、基础性内容

了解数据结构这么课程要讲解的内容，了解数据结构的课程地位、整体安排、教学进度及教学要求。掌握数据结构中的基本概念和术语，掌握数据结构中对算法的描述方法以及对算法的评价方式。

2、提高性内容

数据结构的基本概念和术语、对算法的描述方法和评价方式。

3、拓展性内容

了解信号灯的设计与数据结构之间的关系。

第二单元集合结构

1、基础性内容

了解集合结构，以及集合在编程中的使用。要求能够利用java编程语言实现集合结构，包括使用顺序存储方式实现集合结构以及操作、使用链式结构存储方式实现集合结构以及操作。另外要求使用任意一种集合结构实现方式，去模拟数组的功能。

2、提高性内容

集合机构的定义和用途，集合结构的两种存储方式的实现。链式存储实现集合结构。比较两种存储方式的不同和使用范围。

3、拓展性内容

使用集合结构，了解数组的底层实现技术。

第三单元线性表

1、基础性内容

本章是数据结构课程中的一个重点内容，该章节全面介绍了线性表结构的基本定义以及使用场景，另外包含了线性表的描述以及不同实现方法的算法评价。要求完全掌握线性表的定义、描述、操作以及用java语言实现该结构并对不同的实现方式先的操作算法进行评价。

2、提高性内容

线性表的定义和运算，线性表的顺序存储结构的操作和实现，有序线性表的定义和实现，链式存储的一般概念和方法，线性表的链式存储和操作，有序线性表的链式存储实现。

3、拓展性内容

找到现实生活中运用到线性表的实例。

第四单元栈和队列

1、基础性内容

掌握堆栈和队列的基本定义和语法，以及这两种结构在计算机底层算法设计中所起到的作用。学习堆栈和队列在现实生活中对应的例子，并掌握堆栈的java语言实现方法，包括顺序存储结构的实现以及链式存储结构的实现。了解队列的java实现方式。

2、提高性内容

堆栈的实现方法、队列的实现方法。堆栈的链式存储结构的实现以及对关键操作的算法评价。

3、拓展性内容

尝试理解操作系统中的任务处理与堆栈和队列之间的联系。

第五单元树和二叉树

1、基础性内容

了解树结构的定义，了解二叉树的概念以及使用场景，了解二叉树的遍历方法。

2、提高性内容

使用java语言描述树和二叉树结构

3、拓展性内容

遍历二叉树

第六单元查找和排序

1、基础性内容

了解查找和排序在编程中的作用，掌握顺序查找算法的实现方法以及算法评价，掌握折半查询算法的实现方法以及算法评价。了解排序在折半查找中的作用，掌握选择排序、插入排序、交换排序的基本算法，并能够根据现实场景使用对应的算法。

2、提高性内容

顺序查找算法的实现、折半查找算法的实现。选择排序、插入排序、交换排序算法的实现。

3、拓展性内容

折半查找算法的实现、交换排序算法的实现，以及对算法的评价。

五、课程实施

1、理论课时安排