1、西安高新科技職業學院“十三五?數據結構?課程建設與改革方案(2021-2021年)機械電子工程系2021年10月一、課程現狀(一)根本情況：在計算機專業的課程體系中,?數據結構?是一門核心專業技術根底課,是學生進一步提升編程水平的必修課.學習本課程能鍛煉學生利用計算機解決實際問題的能力,為學生學習?面向對象程序設計?、?Java程序設計?、?C#程序設計?、?操作系統?、?數據庫原理?等后繼課程奠定堅實的根底.但是,我們發現課程學習結束后,學生往往不知道自己到底學了些什么,對學過的知識也不知道怎樣應用.所以對這門課程的建設和改革問題已迫在眉睫.分析問題出現的原因：(1)該門課程具有較強的理論性

2、和實踐性,知識的理解相比照擬抽象,難于掌握.(2)教師沒有注意培養學生的興趣,學生被動地接受知識.(3)由于課程內容較多,很多教師只注重各個知識點的介紹,而忽略了數據結構課程的整體性和連續性.(4)注重理論教學,實踐水平即理論知識如何運用的練習還有待增強.解決問題,增強課程建設和改革,具體的思路如下：要想讓學生學好這門課,首先要讓他們知道所學課程的實用性和重要性.可以由教師帶著學生參觀軟件開發的現場,請工程師講解數據結構在軟件開發中所起的重要作用.第二充分調動學生的主動性積極性.在授課過程中利用分析解決“迷宮問題'“猴子選大王問題、“八皇后問題等實際問題激發學生的興趣,并在老師的輔導下

3、讓學生自己動手編程解決相關問題,使學生學有所用,用而后思,真正把知識點吃透.(二)課程標準1、課程性質?數據結構?是計算機軟件技術專業學生的一門統設必修課程.本課程教學主要內容包括：線性表、棧和隊列、數組與矩陣、樹與森林、圖、查找、排序、遞歸等.通過教學,使學員掌握如何組織各種數據在計算機中的存儲、傳遞和轉換等.課程以C語言作為算法的描述工具,強化數據結構根本知識的掌握.使學員的編程水平,特別是程序閱讀和分析問題水平等方面的素質有所提升,為后續計算機專業課程的學習打下堅實的根底.2、知識模塊及課時分配表1課程內容與課時分配表序號工程(任務或模塊等)知識內容與要求技能內谷與要求教學活動設計學時1

4、概論(1)數據結構的根本概念；(2)算法的描述方法；(3)算法設計的要求和算法時間效率的度里分析.理解數據的含義.理解邏輯結構、存儲結構、運算集合及它們之間的關系.掌握算法的五個特點.課堂講授與學生分組討論的方法,通過學生自主學習討論使學生對課程的內容更深入的了解,同時培養學生的興趣22線性結構11)線性表的定義及根本操作；(2)單鏈表、循環鏈表、雙向鏈表的定義、邏輯結構及根本操作；(3)棧的概念,棧的順序存儲結構和鏈式存儲結構及其根本操作；(4)隊列的概念,隊列的順序存儲結構和鏈式存儲結構及其根本操作；棧與隊列的應用舉例掌握順序存儲結構的定義及根本操作.掌握鏈式存儲結構的定義及根本操作.通過

5、課堂講授、演示等方法以及學生反應相結合采用案例法和比擬法講述.具體實例：(1)符號表的實現；(2)一元多項式的求和.103樹與二叉樹(1)樹的定義和存儲結構；(2)二叉樹的定義、性質、存儲結構；(3)樹、二叉樹和森林的相互轉換；(4)樹和森林的遍掌握二叉樹的定義及遍歷操作；了解森林的遍歷算法；了解樹、二叉樹和森林的相互轉換；掌握哈夫曼樹及其應用.通過動畫演示與現場教學,深化學生對樹和森林的感官理解.具體實例：(1)學生會組織機構的治理實現；(2)哈夫曼編碼.12歷算法；(5)哈夫曼樹及其應用4圖(1)圖的定義和術語；圖的存儲結構,鄰接矩陣表示法和鄰接表衣小法,(2)圖的遍歷操作,深度優先搜索遍

6、歷和廣度優先搜索遍歷；(3)圖的幾個典型應用問題,最小生成數、拓撲排序和最短路徑.掌握圖的定義,圖的存儲結構,圖的遍歷操作和圖的幾個典型應用通過動畫演示與現場教學,深化學生對圖的感官理解實例練習：11)最小生成樹；(2)城市最短路徑；(3)排課系統的算法實現125查找(1)靜態查找表及查找算法：順序查找、折半查找；(2)動態查找表及查找算法：二叉排序樹；(3)哈希表及查找算法.掌握靜態查找表及查找算法：順序查找、折半查找；掌握動態查找表及查找算法：二叉排序樹；掌握哈希表及查找算法.通過講授與多媒體演示的方法,注重各種查找算法之間的區別,并了解各種算法的應用場景.實例練習：(1)在線性表里查找X

7、；(2)在順序表里查找X的算法實現；(3)二叉排序數的查找；146排序(1)排序的概念；(2)直接插入排序；(3)冒泡排序；(4)快速排序；(5)堆排序；(6)歸并排序(7)希爾排序掌握常用的排序算法,直接插入排序、冒泡排序、希爾排序、快速排序、堆排序、歸并排序.通過講授與多媒體演示的方法,使學生熟悉各種排序算法之間的區另L并了解各種算法的應用場景.實例練習：(1)牌游戲實現；(2)荷蘭國旗問題；(3)螺釘與螺母問題.143、?數據結構?課程教學現狀及改良舉措(1)?數據結構?課程教學的現狀即存在的問題過于突出理論講解,聯系生活中的實際問題不夠由于課程內容抽象,講解中往往需要捋離出實際事物中與

8、結構無關的特性,關注數據與模型本身,如果只是根據教材照本宣科,不與實際生活中的例子結合,容易言之無物,比方“圖這一結構中一個與很多重要應用算法,如“最小生成樹、“最夕路徑,相關聯的概念一一“權,在講解這一概念時,如果只是依照教材上的點線圖形來講解,很難能夠讓學生清楚的理解這一概念的含義,如果與生活實際相結合,如解釋“最短路徑算法時,將圖中的點映射為城市,邊映射為城市間的道路,那么權值這一概念的含義就自然浮現了.過于注重理論的講解方式會使得學生覺得內容空洞,從而學習興趣下降.教學過程中互動缺乏,教學效率較低教學活動中,學生始終是最重要的主體.教學活動的主要目的是傳授知識,假設學生不能很好的掌握課

9、程要求的知識,那么即使施教者擁有再好的教學技巧,教學效果也會大打折扣.當前課堂上多采用填鴨式的被動式教學方式,教師在教學中扮演了過重的角色,課堂上經常見到這樣的情形,教師在講臺上滔滔不絕的講授,講臺下的學生卻表現不佳,除少數幾個能跟上老師的節奏認真聽講外,大多數都昏昏欲睡.那么,要想擁有好的教學效果,必須使受教者一學生積極主動的投入到學習當中,這就需要教師在教學活動當中通過提問,隨堂作業等互動方式引領學生自主的投入到學習活動當中,使學生通過主動的思考獲取知識,提升學習的興趣,提升教學效率.實驗教學環節薄弱,學生編程水平提升較小“實踐出真知,在計算機專業的課程學習中,編程上機實踐是其重要組成局部

10、,?數據結構?課程的學習也不例外.上機編程實踐能夠穩固和驗證學習的理論知識,促使學生加深對所學知識的理解,同時應該看到,計算機專業是一門基于實踐的專業,沒有良好的編程水平,學生無法在就業及以后的職場開展中占據優勢,因此使學生擁有良好的編程水平是計算機專業教育教學的一項重要內容.而實驗教學環節是鍛煉學生程序編寫水平的有效途徑.當前的課程教學中對實驗課程不夠重視,這在課時安排上就有所表達,實驗課時只有理論課時量的三分之一.同時還有一個問題影響實驗教學的質量,就是局部學生在程序設計類的前導課程中練習缺乏,根底的程序設計水平較差,如有些同學完全不會使用“指針,甚至不知道設計函數的根本語法規那么.這樣就

11、導致局部學生從課程一開始就無法完成實驗內容,久而久之,產生厭學情緒.課程考核機制不盡合理,不能表達學生的完整表現課程考核本身是實現教學目的和檢測學生學習成果的一種手段,而不是目的.課程考核的目的不僅是為了考察學生是否完成和深化對所學知識的意義建構,實現課程目標的程度,更是為了檢驗和改良學生的學習和教師的教學,改善課程設計,完善教學過程,從而有效地提升學生的專業素養.因此,課程考核必須與教學緊密結合,成為教學的一局部,表達教學并效勞于教學.寓教于考,以考促學.然而,當前的課程考核方式是課程結束后出紙質卷子進行一次筆試,考核形式比擬僵化,雖然形式簡單比擬容易操作,但是很難反映學生在整個課程中的完整

12、表現以及實際的動手編寫程序的水平.(2)教學改良舉措使用案例教學法,理論聯系實際針對課程教學中,內容抽象,學生難于理解的問題,可使用案例教學法,將與實際生活聯系緊密,易于理解的,與數據結構知識相關的案例引入課堂,用來解釋一些抽象的概念和方法,如在講解“棧這一重要結構時,利用“停車場這一經典案例,就能夠很清楚的解釋出“棧結構使入棧數據“后進先出的鮮明特點；在講解“樹這一結構時,結合Windows操作系統的文件治理系統這一典型“樹型結構的應用,使學生對該結構建立起較清楚的熟悉.這些案例的使用使抽象的理論知識與生動的生活中能看得見的具體事物聯系起來,更容易理解和學習,進而取得了良好的教學效果.使用互

13、動教學法,提升學生學習的主動性學生學習興趣不高,主動性不強的問題主要是學生對教學過程參與度不高造成的.“疑是思之始,學之端,采用互動教學法,就是要通過提出一些精心設計的與學習內容相干的主題問題,促使學生主動思考,充分調動學生的積極性、創造性,提升教學效果.例如在講解“哈夫曼樹這局部內容時,提出“如何高效的完成文本壓縮這一問題,吸引學生主動思考,提出他們自己的壓縮方案,討論自己設計的壓縮方案的優劣,然后引出“哈夫曼樹算法,并歸納總結該算法的優勢.這樣的過程能夠引起學生廣泛的思辨,爭論,最后到達熟悉所學內容的目的,同時開闊思路,利于學生創新思維的培養.增強實踐環節,強化學生編程水平實踐是強化理論學

14、習,增強程序設計水平的重要手段,為使學生更好的掌握所學內容,必須強化實驗環節.就具體舉措而言,首先應該增加實驗課程的課時安排,應以到達理論學時的一半為宜,其次要細化實驗內容,明確實驗要求,可將實驗分為獨立完成的根底實驗工程、分組完成的必做實驗工程以及有較高難度的選作實驗工程,各類實驗工程應根據從易到難、從點到面、從知識練習到思維練習的步驟逐步強化數據結構課程的知識內容,提升學生的程序設計水平,實驗課程中還有一需要注意的問題,就是有局部同學程序設計課程的根底較弱,對程序設計語言的掌握達不到課程要求,針對這種情況,建議在開課之初,對課程所使用的程序設計語言的相關知識點進行有針對性的復習,以利于學生

15、較好的完成實驗.改良考核方式,提升實驗成績比重對教學而言,課程考核是手段不是目的,但仍應該看到就絕大多數同學而言,即使是老師怎樣著重強調課程學習的目的是掌握知識,培養水平,測試成績仍然是學生學習最大的動力和指揮棒.因此,課程的考核方式有重要的引導作用.建議在測試成績中加大編程實踐水平的比重,可參考實驗課程內容學生的完成情況,給出相應的分數.同時,學生到課情況、課后作業完成情況等也應作為平時成績在總成績中有所表達,可將總成績分為三局部,期末卷面成績占比百分之四十,實驗成績占比百分之四十,平時成績占比百分之二十.4、教學條件(1)師資條件：課程教學主要由具有企業實踐經歷的雙師型專任教師完成.團隊規

16、模：基于每屆1個教學班的規模,需專、兼職教師2-3人左右.課程負責人：應由具備扎實的計算機專業知識,熟悉計算機技術開展和高職教育規律、實踐經驗豐富、教學效果好、具有高級職稱的“雙師素質教師擔任.(2)教學硬件設施及配備理論教學條件：多媒體教室實踐實訓教學條件：實訓樓計算機機房二、建設目標與思路以現代職業教育思想為指導,遵循高等職業教育要注重綜合素質和創新水平培養的原那么以及計算機技術的開展規律,充分運用現代教育技術和信息化教學手段,把本課程建設成具有我校具有一定特色和一流教學水平、教學效果顯著的示范性課程,并以此為根底,提升本課程在省內知名度.1.建設目標(1)課程內容建設目標本課程的內容建設

17、目標是在根本理論知識的根底上,結合計算機技術的開展趨勢,不斷將當前的主流技術納入講課內容,并適當引入新興的相關計算機技術進行講解,使學生深入了解數據結構的邏輯思想、實現方法、應用技術和開展趨勢.本課程應追求理論聯系實際,教學與實踐相照應.靈活多樣地采取編程、拓展性學習、案例教學、討論、報告,大型作業,科研工程等多種形式,激發學生的學習興趣和主動參與精神,使學生理解原理,掌握方法,熟練應用,能夠創造性地應用各種數據結構和算法,設計性能優、效率高、可讀性強、易維護的程序解決實際問題,提升學生的學習水平、探索研究的水平.(2)教材建設教材建設,對課程教材進行調整,以校本教材為技術,對教材進行改良,結

18、合相關計算機技術的開展,開發適合學生使用的理實一體化的教材,滿足學生的使用需要.(3)實訓條件建設為了提升學生的實踐水平,方案建設如下實訓室.數據結構實訓室：60工位,均配置主流性能的計算機,并安裝編程環境.(4)師資隊伍建設在3-5年的建設期間,培養1名專業帶頭人,3名專業骨干教師.吸收或培養2-3名教師,具備大型軟件開發實踐經驗,能更好地能夠勝任本課程的授課工作.(5)精品在線開放課程建設在2-3年時間,建設本課程的校級在線開放課程,依托已經建設的實驗實訓條件,開發完整的在線教學資源.2.建設思路(1)課程建設主要通過與國內主流網絡企業,進行深度校企合作,進行課程共建.(2)加大高水平人才

19、引進,以引進具備2-5年實踐工程經驗的企業工程師擔任專任教師.或者聘請企業工程師擔任本課程的授課工作,與在校專任教師共同承當課程的授課工作.(3)加快實訓條件建設,提升學生的實際動手水平.(4)建設符合學生需要的在線共享課程,積極引進信息化教學手段,提升教學效果.改革教學模式和方法,采用理實一體化教學模式,工程化教學,混合式教學模式.三、建設任務及進度安排(一)建設任務1 .課程標準在2021年完成對課程標準的修訂,在修訂中以校企合作進行課程共建的內容根底,結合高等職業教學的教學方法、工程化教學、信息化教學手段,根據行業企業的人才需求調整課程教學內容.2 .教學設計在教學中根據課程標準確定的教

20、學內容,開發符合需求的多個教學案例,以職業教學的工程化教學組織教學,教學中采用理實一體化開展教學,并且結合信息化教學手段和以在線開放課程結合線下課程的混合式教學模式,開展多樣化的教學,提升學生的學習興趣,實現教學效果.3 .教學團隊開展課程教學團隊(課程組)建設,通過與企業合作的師資專業培訓提升專任教師的專業水平,通過參加各類職業水平培訓提升教師職業水平,人均每年參加1次專業培訓和一次職業水平培訓.4 .教學方法根據課程內容設計的工程案例和任務,依托現有實驗實訓條件,以理實一體化形式開展工程化教學,借助信息化教學手段,以微課、精品在線開放課程,線上線下的混合是教學模式進行課程教學,同時,利用藍

21、墨云班課等多種形式的新型的教學app應用,開展頭腦風暴、課堂討論、在線評測、作業提交等教學活動.5 .教材與教輔資料(1)開發校本教學,并不斷修訂,出版后使用.(2)利用在線開放課程和教學資源庫建設,制作豐富的信息化教學資源.(3)充分利用第三方的教學資源,例如各類在線開放課程平臺(中國大學MOOC、學堂在線、智慧樹),為課程教學提供豐富的教學資料.6 .測試命題與考核方式(1)根據課程標準要求,以學生的實踐動手水平為考核重點,建立課程的考核體系,主要考核方式如下：表2考核方式序號考核形式考核要求比重1平日廿核職業素質、平時作業、實訓報告、研究型學學習報告、實踐動手水平考核,主要考核工程完成情

22、20%2技能考核注重學生實操的標準性和職業素質考30%3終結,曲測試期末測試,采用筆試形式或者上機測試.試題范圍及內容盡可能覆蓋職業崗位知識要求,但要突出課程重點.合理安排試題的難易度,在組卷中,建議/、同難易程度的試題比例為：一般難度試題30%,中等難度試題50%,較深難度試題20%.50%7 .實踐教學實踐教學根本能滿足培養學生崗位水平和職業素養的要求,在教學內容設計方面還需增強校企合作,引入企業真實實踐工程,引企業導師進課堂,融課程入崗位實踐教學能滿足培養學生崗位水平和職業素養的要求.8 .信息化教學資源(1)微課教學資源每個工程的任務制作1個知識微課資源和1個案例講解微課資源.(2)在線開放課程根據學院要求,建設本課程的在線開放課程.(3)數據結構實訓室在計算機機房安裝編程軟件環境.(4)多媒體Web教學資源.制作以網頁形式,結合swf動畫的課程教學資源.(5)多媒體課件10.教學競賽(1)選派課程組成員參加學院舉辦的教學競賽、信息化教學競賽、微課競賽,獲得三等獎及以上成績.(2)參加陜西省高校信息化課堂教學競賽、實訓教學競賽和微課教學競賽,獲得三等獎及以上成績.(二)進度安排第一階段：制定課程標準?數據結構?課程是計算機軟件技術專業人才培養方案中技術平臺課下的職業根底水平模塊課