《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)方法與手段的實(shí)踐創(chuàng)新

姜火文

(江西科技師范大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，江西南昌 330038)

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門能鍛煉程序設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程概念多、算法多、知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容比較抽象，有一定學(xué)習(xí)難度，教師講起來也比較難講。由于多年從事該課程教學(xué)實(shí)踐，我不斷改革創(chuàng)新該課程教學(xué)方法與手段，收獲了很好的成效。

1 豐富課堂教學(xué)方法

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)緊。以往教學(xué)以教師滿堂講授為主，課堂上學(xué)生思考、練習(xí)的機(jī)會(huì)欠缺，學(xué)習(xí)過程枯燥，自主學(xué)習(xí)熱情不高。我們?cè)趦?yōu)化教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)授課內(nèi)容的不同，分別采用啟發(fā)式教學(xué)、參與式教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)等形式多樣的教學(xué)方式以增強(qiáng)教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

啟發(fā)式教學(xué)主要是采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力，使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)?？鬃诱f“不憤不啟，不悱不發(fā)?！斌w現(xiàn)的就是啟發(fā)式教學(xué)思想。例如，講到棧的應(yīng)用，我在講解括號(hào)匹配、數(shù)制轉(zhuǎn)換兩個(gè)簡單實(shí)例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以迷宮問題求解思路為例啟發(fā)學(xué)生理解到應(yīng)用回溯算法、遞歸算法的一系列問題都可以嘗試用到棧的思想解決，學(xué)生的思路一下開闊了。又如在講解二叉樹遍歷的遞歸算法時(shí)，我以前序遍歷遞歸算法的講解為例，啟發(fā)學(xué)生自己去學(xué)習(xí)掌握二叉樹中序遍歷和后序遍歷的遞歸算法。

參與式教學(xué)是教師與學(xué)生以平等的身份參與到教學(xué)活動(dòng)中，共同討論、共同解決問題的一種合作式的教學(xué)法，其主旨是鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)過程，讓不同層次的學(xué)生都擁有參與和發(fā)展機(jī)會(huì)。例如，在講到圖的最小生成樹，為了讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握prim和kruskal兩種求解算法，我給出一個(gè)圖，要求學(xué)生分別給出這兩種求解法的求解過程，然后抽掉男女生各一位代表到臺(tái)前來給出解答，其他同學(xué)可以點(diǎn)評(píng)，最后老師總結(jié)。這樣讓同學(xué)們都積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來，師生間加強(qiáng)了信息交流和反饋，同學(xué)們更能深刻地領(lǐng)會(huì)和掌握所學(xué)知識(shí)。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是給學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)任務(wù)、學(xué)生在教師的幫助下，圍繞任務(wù)的解決，在強(qiáng)烈的問題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)。其實(shí)質(zhì)就是學(xué)生“做中學(xué)”。例如，講到二叉樹，我布置任務(wù)要學(xué)生上機(jī)輸出一顆二叉樹的三種遍歷序列。學(xué)生為了完成這個(gè)任務(wù)，必須編寫完整程序、在主函數(shù)中調(diào)用建立二叉樹和遍歷二叉樹的算法。通過該任務(wù)的解決，學(xué)生不僅深入掌握了二叉樹的存儲(chǔ)、二叉樹的建立算法、二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷算法等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)，還鍛煉了綜合實(shí)踐能力，強(qiáng)化了編制和調(diào)試較為復(fù)雜程序的能力。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材內(nèi)容繁多，針對(duì)我們普通應(yīng)用性本科學(xué)生，部分內(nèi)容可以選擇性講解或不作教學(xué)要求，這需要我們根據(jù)學(xué)習(xí)和應(yīng)用實(shí)際優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。原則是突出不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、存儲(chǔ)方式、基本算法思想及基本應(yīng)用，著重提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，訓(xùn)練學(xué)生的編程思維、培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。主要做法是修訂教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容以大綱為依據(jù)。如，我們修訂后的教學(xué)大綱中，“外部排序”和“文件”這兩章;“內(nèi)部排序”這章中的基數(shù)排序、插入排序中的樹形選擇排序;“圖”這章中關(guān)于節(jié)點(diǎn)和重連通分量等部分內(nèi)容不作教學(xué)要求?！皠?dòng)態(tài)存儲(chǔ)管理”、“數(shù)組和廣義表”、“查找”這三章，只要求部分內(nèi)容選講。

3 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”內(nèi)容是程序設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，課程學(xué)習(xí)有必要進(jìn)行大量的編程訓(xùn)練，所以實(shí)驗(yàn)課是該課程教學(xué)的一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們進(jìn)行了較大改革:大規(guī)模調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加了學(xué)時(shí)，進(jìn)一步理清了各實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)，針對(duì)性設(shè)計(jì)了基本實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)?！氨究粕鷦?chuàng)新研究項(xiàng)目”的申報(bào)與研究。例如，我們將課程眾多知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地分成九個(gè)實(shí)驗(yàn)單元，對(duì)每單元都精心設(shè)計(jì)了多個(gè)實(shí)驗(yàn)選項(xiàng)，內(nèi)容盡量參考經(jīng)典實(shí)例選取，同時(shí)力求新穎，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;每次實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，就實(shí)驗(yàn)問題描述、實(shí)現(xiàn)算法描述和調(diào)試分析結(jié)果等方面記錄實(shí)驗(yàn)過程。通過這些改革舉措，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生分析問題、設(shè)計(jì)算法、編制與調(diào)試程序的能力等，得到了更為真實(shí)的鍛煉提高。

4 改進(jìn)考核機(jī)制

我們?cè)己朔绞降闹饕攸c(diǎn)是:總評(píng)成績由平時(shí)成績和期末考試成績分占30%和70%構(gòu)成，平時(shí)成績一般是根據(jù)上機(jī)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)和考勤情況由任課教師給出，期末考試由任課教師出卷閱卷。在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中，我們有針對(duì)性地做了一些變革。主要做法是:

⑴重新設(shè)計(jì)考核方案:總評(píng)成績=平時(shí)成績×20%+實(shí)驗(yàn)成績×20%(或20% －30%之間，可由任課教師定)+期末考試成績×60%(或50% －60%之間，可由任課教師定)，平時(shí)成績由平時(shí)考勤、課堂回答、作業(yè)與小測(cè)驗(yàn)構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)成績由實(shí)驗(yàn)課考勤、課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告構(gòu)成。新方案做到兩個(gè)突出，一是突出實(shí)驗(yàn)考核，二是突出過程考核，讓學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)課和課堂出勤及表現(xiàn)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)踐課訓(xùn)練和具備良好學(xué)習(xí)態(tài)度。

⑵進(jìn)一步規(guī)范期末試題編制和評(píng)卷:①制定了詳細(xì)的命題辦法，以條例制度的形式具體規(guī)定了命題要求，組配卷要求，評(píng)分要求。②建立了審核程序，每份試卷要教師根據(jù)命題辦法命題后，先進(jìn)行規(guī)范性自查并簽字確認(rèn)，再由教研室主任核查并簽字認(rèn)可，最后由教學(xué)院長檢查簽字后密封上交。③課程期末考試后，進(jìn)行試卷學(xué)院自評(píng)和試卷分析及教學(xué)小結(jié)，分析命題質(zhì)量、閱卷質(zhì)量、考試結(jié)果，總結(jié)授課特點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)及改進(jìn)措施。

⑶建立題庫，試行教考分離:建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)試題庫，考試從題庫中選題組配卷，考卷對(duì)任課教師不透明，平行班級(jí)使用相同考卷，由課程組教師交叉閱卷。

5 完善網(wǎng)絡(luò)和多媒體輔助教學(xué)

利用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)是信息時(shí)代的必然趨勢(shì)。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程采用了多媒體輔助教學(xué)，課件質(zhì)量是影響多媒體教學(xué)效果的一個(gè)關(guān)鍵因素。我們精心制作了內(nèi)容豐富、動(dòng)畫交互性強(qiáng)，融知識(shí)性、趣味性、啟發(fā)性為一體的多媒體課件，教學(xué)過程中，老師重視學(xué)生對(duì)多媒體教學(xué)的反饋信息，重視與傳統(tǒng)教學(xué)方式的結(jié)合，注重教學(xué)效果。揚(yáng)多媒體課件的形象生動(dòng)、直觀動(dòng)感之長，避產(chǎn)生“電影看完無印象”的不良感覺之短，大力推進(jìn)多媒體教學(xué)。另外，我們通過建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，開辟了教學(xué)第二課堂，形成了立體化的教學(xué)環(huán)境。我們將多媒體課件、思考題與習(xí)題、授課教案、參考文獻(xiàn)目錄等放置到網(wǎng)上，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了有效的文獻(xiàn)資料;通過課程網(wǎng)站，學(xué)生獲得教學(xué)資源和作業(yè)任務(wù)等，展開討論和交流，學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性得到了提高。我們?nèi)找娉鋵?shí)完善課程網(wǎng)站，不斷補(bǔ)充電子學(xué)習(xí)資源。如:上傳經(jīng)典教材、習(xí)題集、考研題集等，并給出一些精品課程網(wǎng)站鏈接。學(xué)生可以在宿舍和實(shí)驗(yàn)室上網(wǎng)訪問，極大方便了同學(xué)們學(xué)習(xí)，很受學(xué)生歡迎。

6 結(jié)束語

教學(xué)有法，教無定法。今后該課程教學(xué)還擬作如下改進(jìn):

⑴對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容嘗試使用雙語教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)到知識(shí)的同時(shí)也促進(jìn)了英語的學(xué)習(xí)，多接觸專業(yè)詞匯，擴(kuò)大知識(shí)面。

⑵進(jìn)一步打造數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程，如:實(shí)現(xiàn)精彩授課視頻上網(wǎng)，增加網(wǎng)上知識(shí)交流功能，增強(qiáng)師生互動(dòng)。通過建設(shè)精品課，實(shí)實(shí)在在服務(wù)教學(xué)，提升課程教學(xué)品質(zhì)。

［1］姜躍.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教改與實(shí)踐探索［J］.云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，(03).

［2］劉文英.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程“五化”實(shí)踐教學(xué)模式研究［J］.湖南廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，(02).

［3］鄭宏珍，張維剛.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中興趣與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式分析［J］.計(jì)算機(jī)時(shí)代，2010，(12).

［4］和薇，鄭鯤.多媒體教學(xué)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)教育，2009，(04).

［5］卓書堯，鄧奉先.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)初探［J］.科教新報(bào)(教育科研)，2011，(15).