高職高?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程實(shí)踐教學(xué)改革與探索

摘要：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)專業(yè)教學(xué)中占有極其重要的地位。本文分析了當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，針對(duì)高職高專學(xué)生的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提出了重視教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、組建興趣小組、改進(jìn)教學(xué)方法和過(guò)程管理，以及改革考核制度的一系列措施，并取得了較好的效果，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；高職高專；實(shí)踐教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 課題研究的背景及意義

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的核心課程之一，在整個(gè)專業(yè)教學(xué)中占有極其重要的地位。對(duì)于高職高專學(xué)生來(lái)說(shuō)，該課程具有一定的抽象性和動(dòng)態(tài)性，在學(xué)習(xí)和理解上有較大的困難。因此，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，通過(guò)算法設(shè)計(jì)和上機(jī)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)抽象和程序設(shè)計(jì)能力是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中特別需要重視的環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高職高專院校教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁。它不僅要培養(yǎng)學(xué)生掌握和深化知識(shí)的能力，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法，提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而提高學(xué)用結(jié)合的實(shí)踐能力。所以，進(jìn)行“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程實(shí)踐教學(xué)改革，一者是提高教學(xué)質(zhì)量，改變高職院校教學(xué)現(xiàn)狀的迫切需要，勢(shì)在必行；二者，學(xué)生能力的培養(yǎng)已成為現(xiàn)代教育的重心，教師應(yīng)該在促進(jìn)學(xué)生一般能力全面提高的同時(shí)，更應(yīng)該對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合創(chuàng)造能力給予特別的關(guān)注，該課題的研究對(duì)提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和能力有一定的作用；再者，本課題的研究過(guò)程和成果對(duì)于提高其它實(shí)踐類課程具有借鑒的作用，進(jìn)而對(duì)整個(gè)高職高專院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探究起到了基礎(chǔ)性的支持。

2 目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，在相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中起著承上啟下的重要作用。因其專業(yè)性、理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象等特點(diǎn)，被大多數(shù)高職高專院校公認(rèn)為是一門(mén)既難學(xué)又難教的課程，教學(xué)效果一直不理想，教學(xué)質(zhì)量難以提高。經(jīng)調(diào)研，目前大部分高職高專院校在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)中存在以下問(wèn)題。

其一，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身較強(qiáng)的邏輯性和抽象性決定該課程的難度較大，學(xué)生首先從心理上畏懼?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，害怕實(shí)踐，拿到實(shí)驗(yàn)任務(wù)到上機(jī)實(shí)習(xí)，常常茫然不知如何動(dòng)手。

其二，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)配套教材詳細(xì)描述了理論課中所有算法的程序?qū)崿F(xiàn)。每次實(shí)驗(yàn)之前，教師會(huì)向?qū)W生詳細(xì)講解算法的理解、實(shí)現(xiàn)過(guò)程和運(yùn)行結(jié)果，學(xué)生只需照搬教材機(jī)械錄入，驗(yàn)證結(jié)果就可以。這樣的教學(xué)模式使學(xué)生毫無(wú)學(xué)習(xí)興趣，也不用動(dòng)腦思考，使上機(jī)調(diào)試變得十分被動(dòng)，這就失去了開(kāi)設(shè)該課程的意義。

其三，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)課程之一，學(xué)生對(duì)它的熟悉掌握程度，直接關(guān)系到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐教學(xué)效果。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的理論教學(xué)重在算法思想的描述，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大多數(shù)學(xué)生因程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言基礎(chǔ)差，不能很好的將類C算法描述轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接受的程序，甚至有些學(xué)生直接復(fù)制算法，這樣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)就更困難了。

其四，近年來(lái)由于我國(guó)高校綜合素質(zhì)教育要求地不斷提高，各高職高專院校的專業(yè)課程普遍存在壓縮課堂學(xué)時(shí)，導(dǎo)致理論教學(xué)進(jìn)度急促，“重在實(shí)踐”的教學(xué)理念不知不覺(jué)就被忽視。

3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)改革措施

為了能夠更好的發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課程的作用，使學(xué)生提高程序設(shè)計(jì)能力，加深理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究數(shù)據(jù)處理方法的意義，同時(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，筆者針對(duì)高職高專學(xué)生的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、培養(yǎng)學(xué)生興趣、改進(jìn)教學(xué)方法和過(guò)程管理，以及考核方式等經(jīng)過(guò)調(diào)研、分析進(jìn)行了初步探索。

3.1 重視實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

以往的實(shí)踐教學(xué)中大都由教師統(tǒng)一組織實(shí)驗(yàn)，先理論后實(shí)踐，實(shí)踐只是對(duì)理論知識(shí)的簡(jiǎn)單驗(yàn)證，教師只關(guān)心學(xué)生是否來(lái)做實(shí)驗(yàn)，而是否會(huì)做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的效果如何則并不關(guān)注。長(zhǎng)此以往，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)越來(lái)越?jīng)]有興趣，更談不上實(shí)踐能力的提高。

筆者對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行了層次化的設(shè)計(jì)。嘗試著按基礎(chǔ)性、綜合性、實(shí)用性和創(chuàng)新性四個(gè)層次構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。第一層次，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。針對(duì)學(xué)生的基本要求，設(shè)計(jì)基本操作技能方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解并掌握掌基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作，并及時(shí)消化課堂教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，從基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中也會(huì)獲得一定的成就感，學(xué)習(xí)熱情會(huì)進(jìn)一步得到提高。第二層次，綜合性實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中設(shè)計(jì)并整合某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的綜合性實(shí)驗(yàn)，其目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生綜合把握某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，建立完整的概念和設(shè)計(jì)思路，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。第三層次，實(shí)用性實(shí)驗(yàn)。開(kāi)發(fā)一些實(shí)用性強(qiáng)，具有實(shí)際意義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，增強(qiáng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的依據(jù)，提升學(xué)生的興趣和自信心，提高實(shí)踐能力。如給出“城市間最佳路徑”問(wèn)題，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生體會(huì)圖這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如何從現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中抽象出來(lái)，又如何用來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題；第四層次，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。該部分的實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)基礎(chǔ)較好，且能在短時(shí)間內(nèi)完成基礎(chǔ)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，給學(xué)生自主設(shè)計(jì)自主選擇的空間，引導(dǎo)學(xué)生深化問(wèn)題，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生提出新問(wèn)題，分析新問(wèn)題，解決新問(wèn)題。

3.2 開(kāi)設(shè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”興趣小組，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神

學(xué)生是教學(xué)的主體，只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，才能使實(shí)踐教學(xué)收到良好的教學(xué)效果。在以往的實(shí)驗(yàn)課中，我們不專門(mén)分組，要么是自由組合，要么是一窩蜂，多數(shù)學(xué)生都是蒙混其中，根本起不到實(shí)驗(yàn)的目的。筆者在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課中建立實(shí)驗(yàn)興趣小組，每組4-5人，組中的成員按學(xué)習(xí)成績(jī)和實(shí)踐能力優(yōu)劣搭配，好的帶動(dòng)差的，差的追趕好的，形成一種濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施中，教師將每次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分解且具體到每一個(gè)人，既存在各自獨(dú)立，又有相互協(xié)作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，這樣有助于對(duì)知識(shí)認(rèn)識(shí)的升華，綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，更有助于長(zhǎng)期形成協(xié)作習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神。

3.3 實(shí)踐教學(xué)方法及過(guò)程管理的改進(jìn)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法基本上以灌輸、驗(yàn)證為主，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性沒(méi)有得到充分發(fā)揮。其次，因高職高專院校大量壓縮課時(shí)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)受總學(xué)時(shí)的約束，不可能很多，第三，我們先前采用的課內(nèi)課外相結(jié)合的方式又缺乏全程跟蹤考核與管理。因此，筆者對(duì)實(shí)踐教學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理提出了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體構(gòu)建學(xué)習(xí)情境，以加強(qiáng)監(jiān)督實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理為主體，學(xué)生在教師老師的指導(dǎo)下，通過(guò)共同學(xué)習(xí)，相互協(xié)作完成一個(gè)完整的綜合性實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)過(guò)程中，主要有四個(gè)中心的轉(zhuǎn)變。其一是由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心。之前的教學(xué)老師講、學(xué)生聽(tīng)，課堂氣氛沉悶，缺乏師生交流；轉(zhuǎn)變后以學(xué)生為主體，教師放開(kāi)手腳，學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)和討論，最大限度地發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。其二是由以理論為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目為中心。過(guò)去以理論講授為主，照本宣科，注重基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)；現(xiàn)在需要教師針對(duì)每個(gè)單元的知識(shí)點(diǎn)，選擇有代表性、難度適中、綜合性的典型算法，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，供興趣小組選擇。其三是由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)踐為中心。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行具體的指導(dǎo)，要求學(xué)生寫(xiě)出每一階段的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原理，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和測(cè)試結(jié)果，寫(xiě)出自己調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題，以及如何解決問(wèn)題，且對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的回顧討論與分析。四是由以課內(nèi)管理為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐赃^(guò)程管理為中心。過(guò)去教師檢查以實(shí)驗(yàn)課堂為主，注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視實(shí)驗(yàn)過(guò)程；現(xiàn)在要求教師重視課外指導(dǎo)，全程管理實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。教師要詳細(xì)制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，按時(shí)下發(fā)各階段任務(wù)，耐心指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)真驗(yàn)收各階段任務(wù)，及時(shí)總結(jié)存在問(wèn)題并反饋于學(xué)生。緊緊圍繞這四個(gè)中心，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法活動(dòng)，加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高實(shí)踐教學(xué)效果。

3.4 改革考試方式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核

考試是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和檢查學(xué)生掌握知識(shí)水平的一種重要手段。目前我校所有科目的考核模式采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其組成是平時(shí)成績(jī)占30%（包括課堂提問(wèn)、到課情況、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等），期末考試成績(jī)占70%，應(yīng)該說(shuō)基本體現(xiàn)了重在平時(shí)的考核理念。但隨著教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)境的改變，該考核模式比較適合理論性強(qiáng)的課程，而對(duì)于理論和實(shí)踐并重，甚至實(shí)踐強(qiáng)于理論的課程，該考核模式就不能取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，不能真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不能切實(shí)達(dá)到促進(jìn)學(xué)習(xí)的目的。

因此，合理的考核方式是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程取得良好效果的保證。筆者在遵循學(xué)校考試模式的前提下，對(duì)該模式進(jìn)行了細(xì)分量化，平時(shí)成績(jī)的10%是平時(shí)表現(xiàn)，主要包括課堂提問(wèn)、到課情況，以及書(shū)面作業(yè)；平時(shí)成績(jī)的20%是實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，主要包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)總結(jié)。筆者在期末卷面考試中，增加了10%～15%的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的考核?？傊?，教師要針對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)提出具體要求和考核標(biāo)準(zhǔn)，定性定量地從各個(gè)方面評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和自主性，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效果。

4 教學(xué)效果分析

為了驗(yàn)證實(shí)踐教學(xué)改革措施在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程中的效果，筆者先后選取信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)09級(jí)和10級(jí)進(jìn)行試驗(yàn)，兩個(gè)年級(jí)的學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和水平都差不多（參考表1），男女比例也接近（參考表2）。在同一個(gè)教師教學(xué)的前提下，09級(jí)采用傳統(tǒng)未改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，10級(jí)采用改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，綜合成績(jī)測(cè)評(píng)也采用統(tǒng)一的新考核標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)將兩個(gè)年級(jí)的平均綜合成績(jī)測(cè)評(píng)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下（參考表3）：

從以上表格數(shù)據(jù)可以看出，在保證試驗(yàn)條件基本相同的條件下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后的教學(xué)模式，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施的解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和鞏固，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)然，同傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一系列改革措施對(duì)教師在知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)素養(yǎng)方面無(wú)疑有了更深層次的要求，但教師付出的艱辛與得到的“回報(bào)”也是成正比的。因?yàn)檫@是一種集內(nèi)容設(shè)計(jì)、興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改進(jìn)、考核制度合理化為一體的過(guò)程管理的學(xué)習(xí)和參與，學(xué)生和教師都從中受益匪淺。因此，只要我們提高對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的地認(rèn)識(shí)，端正教學(xué)態(tài)度，就會(huì)不斷探索新的、更適合高職高專院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的方法。

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西安培華學(xué)院院級(jí)科研課題