高等院校 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)改革探討*

姜 華，林加華，周萬府

(楚雄師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)系，云南 楚雄 675000)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是高等院校計算機(jī)專業(yè)的核心課程，也是從事軟件開發(fā)和應(yīng)用人員必備的基礎(chǔ)課程，其研究思想和研究方法在計算機(jī)科學(xué)中許多有深度的研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，為學(xué)生今后從事理論研究、應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)管理工作提供了堅實的理論基礎(chǔ)。［1］然而，由于課程內(nèi)容本身具有一定的難度，既具有如抽象數(shù)據(jù)類型描述等的抽象性和存儲類型實現(xiàn)的多樣性，又具有算法設(shè)計的思想性和技巧性，還具有算法到源程序轉(zhuǎn)換的靈活性和具體調(diào)試運(yùn)行的工程應(yīng)用性和嚴(yán)密性，學(xué)習(xí)內(nèi)容較為豐富，知識量較大，掌握和運(yùn)用的技巧性要求也較高，加上課程內(nèi)容涉及前導(dǎo)課程如程序設(shè)計語言、數(shù)學(xué)等方面知識，出現(xiàn)了教師在教的過程中難教，學(xué)生在學(xué)的過程中難學(xué)的兩難境地。［2］為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，顯著地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，筆者在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程中，探索性地采用了一些新的教學(xué)方法。實踐結(jié)果表明，教學(xué)效果有明顯提高。

1.教學(xué)過程中存在的問題

1.1 課程難度大

目前，高等院校大都選用清華大學(xué)嚴(yán)蔚敏的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》作為教材，該教材涉及高等數(shù)學(xué)，計算機(jī)硬件和軟件的相關(guān)知識。大多數(shù)學(xué)生在大一學(xué)習(xí)C語言的時候往往不能打下堅實的基礎(chǔ)，在閱讀、理解和上機(jī)實現(xiàn)類C語言算法時顯得特別困難。由于缺乏實際的應(yīng)用經(jīng)驗，許多同學(xué)在課后反映學(xué)完這些算法后不知道能用在什么地方、可以解決什么問題。即使有少數(shù)學(xué)生能夠完全掌握教材上所講的知識，但在遇到實際問題時，也不能抽象出待解決問題的數(shù)據(jù)模型，不能將所學(xué)的知識應(yīng)用于實際。學(xué)生中普遍存在類似的困惑，在一定程度上阻礙了學(xué)習(xí)該課程的激情。

1.2 教學(xué)模式單一

教學(xué)過程中大多采用多媒體課件教學(xué)，而課程涉及大量的概念和算法，理論性強(qiáng)并且抽象，特別是算法的描述和執(zhí)行過程無法在課堂上詳細(xì)介紹和演示，缺乏有效的互動，學(xué)生似懂非懂，課后又無法及時地上機(jī)實踐，從而導(dǎo)致教師講的知識多，而學(xué)生吸收的較少，上機(jī)實踐時效果不明顯，久而久之，學(xué)生也對這門課失去了學(xué)習(xí)興趣。

1.3 實踐能力偏弱

高等院校普遍開設(shè)“C語言程序設(shè)計”課程，但上機(jī)實踐課時相對較少，課余時間主動練習(xí)的同學(xué)為數(shù)不多，因此學(xué)生對其中較難的知識點諸如結(jié)構(gòu)體、指針和函數(shù)掌握得不夠熟練，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生很難用程序設(shè)計語言來實現(xiàn)鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)和編寫相關(guān)的算法，即使好一點的學(xué)生編碼完成后，反復(fù)調(diào)試但未能調(diào)試通過，久而久之對編程產(chǎn)生了畏懼心理，失去學(xué)習(xí)的積極性。

2.改革措施

2.1 注重前導(dǎo)課程的復(fù)習(xí)

牢固的前導(dǎo)知識是學(xué)習(xí)好一門課程的前提條件，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)課程主要有程序設(shè)計語言、高等數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)和概率論，其中離散數(shù)學(xué)和程序設(shè)計語言尤為重要。

離散數(shù)學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的科學(xué)態(tài)度。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中，筆者對離散數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容加以復(fù)習(xí)，使學(xué)生既感受到離散數(shù)學(xué)的重要性又建立起離散數(shù)學(xué)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系，對學(xué)生學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程起到積極良好的推動作用。

目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材都選用類C語言作為存儲結(jié)構(gòu)和算法的描述語言。學(xué)生對C語言掌握的程度直接關(guān)系到課程的教學(xué)效果，因此，在上課前應(yīng)充分了解學(xué)生對C語言掌握的情況，利用兩個課時復(fù)習(xí)相關(guān)的知識。從多年的經(jīng)驗來看，重點復(fù)習(xí)的內(nèi)容主要包括:(1)類型定義;(2)函數(shù)參數(shù)的傳值與傳地址引用的區(qū)別;(3)數(shù)組、指針和結(jié)構(gòu)體的定義;(4)開發(fā)環(huán)境的調(diào)試。

實踐效果證明，重視離散數(shù)學(xué)和C語言前導(dǎo)課程的復(fù)習(xí)的班級整體效果，要比開門見山、直入課程的班級要好得多。

2.2 精心組織教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱及指定教材的要求，對教學(xué)內(nèi)容去粗取精，提煉每個章節(jié)的知識體系，突出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作三個層次，按照先易后難的思想精心組織教學(xué)內(nèi)容。線性表、數(shù)組、棧和隊列是學(xué)生首先學(xué)到的線性結(jié)構(gòu)。這四種線性結(jié)構(gòu)的順序存儲結(jié)構(gòu)較為簡單，但鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)相對較難，因此，筆者改變了教材和傳統(tǒng)講授的順序，把四種結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)統(tǒng)一組織到三個教學(xué)單元，分三個周期講授，通過教師不斷的對比分析、歸納總結(jié)，學(xué)生既可鞏固所學(xué)的知識，又可達(dá)到溫故而知新。

2.3 項目驅(qū)動式教學(xué)

在教師的引導(dǎo)下，以項目為主線，將課程知識點貫穿于項目的每個任務(wù)模塊中驅(qū)動學(xué)生通過模仿具體項目完成每個任務(wù)模塊。［3］這種方式使每個學(xué)生都參與到創(chuàng)造性的實踐活動中去，在實踐過程中理解和把握知識技能，基于此教學(xué)法，對于每一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，選取了學(xué)生通訊錄、停車場管理、五子棋游戲、文本壓縮和最短公交線路等5個基本能涵蓋教學(xué)知識點，既結(jié)合實際生活，又容易理解和接受的項目在課堂中講解分析，說明重點知識，給出設(shè)計的思路和算法的原型，然后讓學(xué)生自由組合分組實現(xiàn)完成。

2.4 樹立堅持必勝的信念

端正學(xué)習(xí)態(tài)度，樹立必勝信念，是學(xué)生學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所必備的素質(zhì)。學(xué)生在最初接觸數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，會感到困難和吃力，此時，就要灌輸和要求保持一個良好的心態(tài)，樹立“我能行”、“堅持就是勝利”的信念，不斷努力，肯定能學(xué)好這門課程。特別是在實訓(xùn)環(huán)節(jié)，將求解問題的算法用程序設(shè)計語言描述出來，交給計算機(jī)去執(zhí)行，從而得到正確的解答結(jié)果的過程往往會相當(dāng)枯燥乏味和漫長艱巨，因為在過程中的每一步都需要學(xué)生付出很大的努力才能完成。因此，要反復(fù)培養(yǎng)他們“我能行”、“堅持就是勝利”的信念至關(guān)重要，當(dāng)他們?nèi)〉昧艘恍〔竭M(jìn)步要及時給予肯定和表揚(yáng)，一旦發(fā)現(xiàn)知難而退，輕易放棄的學(xué)生要及時給予指導(dǎo)和鼓勵。只要樹立了自信心，學(xué)生就會靜下心來認(rèn)真學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通過學(xué)生自己反復(fù)摸索，逐步掌握每一個問題的求解，既要有克服困難的勇氣和毅力，也要會不斷改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，把握學(xué)習(xí)規(guī)律，靈活運(yùn)用所學(xué)知識，最終必能透徹地學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程。［2］

3.結(jié)論

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是高等計算機(jī)專業(yè)的重要基礎(chǔ)核心課程，也是很多高校研究生入學(xué)考試的必考專業(yè)課程之一，在整個計算機(jī)學(xué)科中具有舉足輕重的地位，然而，該課程理論性比較強(qiáng)，算法較為抽象，針對該課程的特點和教學(xué)中存在的問題，提出注重前導(dǎo)課程的復(fù)習(xí)、精心組織教學(xué)內(nèi)容、項目驅(qū)動式教學(xué)和樹立堅持必勝的信念等多種措施改革教學(xué)活動，有效培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

［1］胡志軍，王建國.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革與實踐［J］.忻州師范學(xué)院學(xué)報，2007，(2)：97—98.

［2］吳陳.提高“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)質(zhì)量的方法探討［J］，中國電力教育，2012，(8)：71—72.

［3］黃斌.對工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式若干問題的探究［J］.教育探索，2008， (3)：83—84.