数据结构与算法(Python版)《数据结构课程设计》教学大纲

《数据结构课程设计》教学大纲

课程名称：数据结构课程设计

适用专业：计算机科学与技术

先修课程：数据结构

学分：4

总学时：60

一、课程简介

数据结构课程设计是为数据结构课程独立开设的一门实验课程。数据结构课

程设计是让学生综合运用数据结构课程中学到的几种典型数据结构，自行实现一

个较为完整的应用系统的设计与开发。其主要目的是使学生通过系统分析、系统

设计、编程调试、写实验报告等环节，进一步掌握应用系统设计的方法和步骤，灵活运用并深刻理解典型数据结构在软件开发中的应用，进一步提高分析问题和

解决问题的能力，提高程序设计水平。

二、课程目标

目标1：掌握数据结构基本理论及相关算法，提出具体问题的正确数据结构

表述和问题的合理解决方案和设计思想，培养学生对实际问题分析和设计能力。

目标2：能够针对特定问题进行探索，在编程环境中实现该问题的程序开发，培养学生实践动手能力。

目标3：针对特定问题的算法程序，进行实验数据验证和实验结果分析，并

评价解决方案的性能，培养学生测试和分析能力。

三综合实践教学内容及要求

（1）前期准备阶段

1. 教学内容：

教师给学生讲解本课程设计的题目要求；学生完成选题及前期准备工作。

2. 基本要求：

（1）了解题目的基本要求，完成选题工作；

（2）理解处理数据的逻辑结构、存储结构和解决问题的算法描述；

（3）完成所选题目的概要设计，形成完整的设计方案。

3. 重点及难点：

重点：数据的逻辑结构、存储结构和相关算法的分析和设计。

难点：解决问题的算法分析和设计。

4. 形成的成果及课外学习要求

（1）要求学生完成题目的选取；

（2）要求学生完成所选题目的概要设计；

（3）要求学生想成所选题目的设计方案。

（2）设计实现阶段

1. 教学内容：

学生在编程环境中完成程序的编辑、链接、运行和调试，形成功能正确的可执行文件，完成设计任务。

2. 基本要求：

（1）具备程序的编辑、链接、运行和调试能力；

（2）具备系统开发设计能力；

（3）能够在编程环境中实现课程设计题目的程序开发。

3. 重点及难点：

重点：课程设计题目的算法实现和程序开发，编程环境的熟练应用。

难点：课程设计题目的算法实现和程序开发过程。

4. 形成的成果及课外学习要求

（1）要求学生完成所选题目在编程环境下的详细设计；

（2）要求学生完成所选题目的编码实现、调试并运行等工作。

（3）成果验收阶段

1. 教学内容：

验收学生设计的成果，教师检查学生设计任务的完成情况以及完成的质量；并通过提问等方式考察学生的表述能力及分析思考过程，指导学生进行效率分析、尝试改进算法。

2. 基本要求：

（1）准备系统的测试数据并进行实验结果分析；

（2）具有分析和表达能力，能够有条理地正确地介绍自己的设计成果；

（3）能够对系统的算法进行效率分析。

3. 重点及难点：

重点：课程设计题目的程序测试和运行、运行结果和效率分析。

难点：课程设计题目的运行结果和效率分析。

4. 形成的成果及课外学习要求

（1）要求学生正常运行程序，正确回答与课程设计相关的问题；

（2）要求学生对测试数据的运行结果进行分析，理解算法效率。

（4）撰写报告阶段

1. 教学内容：

学生对所选题目的设计目的、设计内容，和系统的概要设计、详细设计进行描述，并对测试数据和运行结果的进行分析，尝试提出改进系统效率的方案，完成实验报告。

2. 基本要求：

（1）能够将数据结构的基础及专业知识用于解决较复杂的软件问题；

（2）能够正确分析结果并按要求撰写实验报告。

3. 重点及难点：

重点：撰写系统设计的报告文档，说明设计思路和设计流程，给出合理的实验结果，并对运行结果进行分析。

难点：说明设计思路和设计流程，并对运行结果进行分析。

4. 形成的成果及课外学习要求

（1）要求学生按要求形成正式的课程设计报告文档。

四、考核与评价方式及标准

1. 考核方式与成绩评定方法

课程考核总评成绩 = 实践能力（50%）+ 实践报告（50%）。

最终成绩按优、良、中、及格和不及格五级评定。

（1）实践能力：主要考核学生对课程设计题目的功能完整性、系统稳定性、界面友好性、创新性的解决情况，以及验收时回答问题的完成情况。

（2）实践报告：主要考核学生对课程设计题目的设计方案、报告质量、认识总结完成情况，以及报告的撰写规范情况。

2.考核与评价标准：

（1）实践能力成绩考核及评价标准

五、建议教材及参考资料

建议教材：

[1] 周元哲. 数据结构与算法——Python版. 北京：机械工业出版社.2020

参考资料：

[1] 周元哲，刘伟，邓万宇. 程序基本算法习题解析. 北京：清华大学出版社2018

[2] 周元哲. Python3程序设计基础. 北京：机械工业出版社.2019