數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)與改革實(shí)踐

王曉磊

摘要：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的核心課程之一，其教學(xué)效果對(duì)學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)有舉足輕重的作用。該文通過(guò)分析課程教學(xué)的現(xiàn)狀，針對(duì)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出基于案例法和互動(dòng)法的教學(xué)改革方案，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；案例教學(xué)法；互動(dòng)教學(xué)法

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）25-5926-02

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)，乃至信息技術(shù)類相關(guān)專業(yè)的重要核心課程之一。此課程主要介紹常用的幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)的特性和使用方法，并使學(xué)生能夠?qū)A(chǔ)的經(jīng)典算法進(jìn)行學(xué)習(xí)與應(yīng)用。它所講述的知識(shí)內(nèi)容對(duì)后繼的專業(yè)課程如《操作系統(tǒng)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》的講解具有重要的支撐意義，同時(shí)學(xué)習(xí)該課程能進(jìn)一步提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生從事軟件開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。然而，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》又被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)專業(yè)中最難于學(xué)習(xí)的課程之一，課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容較為抽象，難于理解，學(xué)生較難掌握，教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題較多。該文從分析《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，為提高教學(xué)質(zhì)量，提出一些自己的思考與建議。

1 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.1 過(guò)于突出理論講解，聯(lián)系生活中的實(shí)際問(wèn)題不夠

由于課程內(nèi)容抽象，講解中往往需要捋離出實(shí)際事物中與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的特性，關(guān)注數(shù)據(jù)與模型本身，如果只是按照教材照本宣科，不與實(shí)際生活中的例子結(jié)合，容易言之無(wú)物，比如“圖”這一結(jié)構(gòu)中一個(gè)與很多重要應(yīng)用算法，如“最小生成樹(shù)”、“最短路徑”，相關(guān)聯(lián)的概念——“權(quán)”，在講解這一概念時(shí)，如果只是依照教材上的點(diǎn)線圖形來(lái)講解，很難能夠讓學(xué)生清晰的理解這一概念的含義，如果與生活實(shí)際相結(jié)合，如解釋“最短路徑”算法時(shí)，將圖中的點(diǎn)映射為城市，邊映射為城市間的道路，那么權(quán)值這一概念的含義就自然浮現(xiàn)了。過(guò)于注重理論的講解方式會(huì)使得學(xué)生覺(jué)得內(nèi)容空洞，從而學(xué)習(xí)興趣下降。

1.2 教學(xué)過(guò)程中互動(dòng)不足，教學(xué)效率較低

教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生始終是最重要的主體。教學(xué)活動(dòng)的主要目的是傳授知識(shí)，若學(xué)生不能很好的掌握課程要求的知識(shí)，那么即便施教者擁有再好的教學(xué)技巧，教學(xué)效果也會(huì)大打折扣。當(dāng)前課堂上多采用填鴨式的被動(dòng)式教學(xué)方式，教師在教學(xué)中扮演了過(guò)重的角色，課堂上經(jīng)常見(jiàn)到這樣的情形，教師在講臺(tái)上滔滔不絕的講授，講臺(tái)下的學(xué)生卻表現(xiàn)不佳，除少數(shù)幾個(gè)能跟上老師的節(jié)奏認(rèn)真聽(tīng)講外，大多數(shù)都昏昏欲睡。那么，要想擁有好的教學(xué)效果，必須使受教者—學(xué)生積極主動(dòng)的投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中，這就需要教師在教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中通過(guò)提問(wèn)，隨堂作業(yè)等互動(dòng)方式引領(lǐng)學(xué)生自主的投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中，使學(xué)生通過(guò)主動(dòng)的思考獲取知識(shí)，提高學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)效率。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱，學(xué)生編程能力提高較小

“實(shí)踐出真知”，在計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程學(xué)習(xí)中，編程上機(jī)實(shí)踐是其重要組成部分，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的學(xué)習(xí)也不例外。上機(jī)編程實(shí)踐能夠鞏固和驗(yàn)證學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，促使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)應(yīng)該看到，計(jì)算機(jī)專業(yè)是一門(mén)基于實(shí)踐的專業(yè)，沒(méi)有良好的編程能力，學(xué)生無(wú)法在就業(yè)及以后的職場(chǎng)發(fā)展中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，因此使學(xué)生擁有良好的編程能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)教育教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是鍛煉學(xué)生程序編寫(xiě)能力的有效途徑。當(dāng)前的課程教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)課程不夠重視，這在課時(shí)安排上就有所體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)只有理論課時(shí)量的三分之一。同時(shí)還有一個(gè)問(wèn)題影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，就是部分學(xué)生在程序設(shè)計(jì)類的前導(dǎo)課程中訓(xùn)練不足，基礎(chǔ)的程序設(shè)計(jì)能力較差，如有些同學(xué)完全不會(huì)使用“指針”，甚至不知道設(shè)計(jì)函數(shù)的基本語(yǔ)法規(guī)則。這樣就導(dǎo)致部分學(xué)生從課程一開(kāi)始就無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，久而久之，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。

1.4 課程考核機(jī)制不盡合理，不能體現(xiàn)學(xué)生的完整表現(xiàn)

課程考核本身是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的和檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生是否完成和深化對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的程度，更是為了檢驗(yàn)和改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)，改善課程設(shè)計(jì)，完善教學(xué)過(guò)程，從而有效地提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。因此，課程考核必須與教學(xué)緊密結(jié)合，成為教學(xué)的一部分，體現(xiàn)教學(xué)并服務(wù)于教學(xué)。寓教于考，以考促學(xué)。然而，當(dāng)前的課程考核方式是課程結(jié)束后出紙質(zhì)卷子進(jìn)行一次筆試，考核形式比較僵化，雖然形式簡(jiǎn)單比較容易操作，但是很難反映學(xué)生在整個(gè)課程中的完整表現(xiàn)以及實(shí)際的動(dòng)手編寫(xiě)程序的能力。

2 教學(xué)改進(jìn)措施

2.1 使用案例教學(xué)法，理論聯(lián)系實(shí)際

針對(duì)課程教學(xué)中，內(nèi)容抽象，學(xué)生難于理解的問(wèn)題，可使用案例教學(xué)法，將與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，易于理解的，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)相關(guān)的案例引入課堂，用來(lái)解釋一些抽象的概念和方法，如在講解“?！边@一重要結(jié)構(gòu)時(shí)，利用“停車場(chǎng)”這一經(jīng)典案例，就能夠很清楚的解釋出“?！苯Y(jié)構(gòu)使入棧數(shù)據(jù)“后進(jìn)先出”的鮮明特點(diǎn)；在講解“樹(shù)”這一結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)合Windows操作系統(tǒng)的文件管理系統(tǒng)這一典型“樹(shù)”型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，使學(xué)生對(duì)該結(jié)構(gòu)建立起較清晰的認(rèn)識(shí)。這些案例的使用使抽象的理論知識(shí)與生動(dòng)的生活中能看得見(jiàn)的具體事物聯(lián)系起來(lái)，更容易理解和學(xué)習(xí)，進(jìn)而取得了良好的教學(xué)效果。

2.2 使用互動(dòng)教學(xué)法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，主動(dòng)性不強(qiáng)的問(wèn)題主要是學(xué)生對(duì)教學(xué)過(guò)程參與度不高造成的?！耙墒撬贾?，學(xué)之端”，采用互動(dòng)教學(xué)法，就是要通過(guò)提出一些精心設(shè)計(jì)的與學(xué)習(xí)內(nèi)容相干的主題問(wèn)題，促使學(xué)生主動(dòng)思考，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，提高教學(xué)效果。例如在講解“哈夫曼樹(shù)”這部分內(nèi)容時(shí)，提出“如何高效的完成文本壓縮”這一問(wèn)題，吸引學(xué)生主動(dòng)思考，提出他們自己的壓縮方案，討論自己設(shè)計(jì)的壓縮方案的優(yōu)劣，然后引出“哈夫曼樹(shù)”算法，并歸納總結(jié)該算法的優(yōu)勢(shì)。這樣的過(guò)程能夠引起學(xué)生廣泛的思辨，爭(zhēng)論，最后達(dá)到熟悉所學(xué)內(nèi)容的目的，同時(shí)開(kāi)闊思路，利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

2.3 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生編程能力

實(shí)踐是強(qiáng)化理論學(xué)習(xí)，增強(qiáng)程序設(shè)計(jì)能力的重要手段，為使學(xué)生更好的掌握所學(xué)內(nèi)容，必須強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。就具體措施而言，首先應(yīng)該增加實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)安排，應(yīng)以達(dá)到理論學(xué)時(shí)的一半為宜，其次要細(xì)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)要求，可將實(shí)驗(yàn)分為獨(dú)立完成的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、分組完成的必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及有較高難度的選作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)按照從易到難、從點(diǎn)到面、從知識(shí)訓(xùn)練到思維訓(xùn)練的步驟逐步強(qiáng)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的知識(shí)內(nèi)容，提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，實(shí)驗(yàn)課程中還有一需要注意的問(wèn)題，就是有部分同學(xué)程序設(shè)計(jì)課程的基礎(chǔ)較弱，對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的掌握達(dá)不到課程要求，針對(duì)這種情況，建議在開(kāi)課之初，對(duì)課程所使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的復(fù)習(xí)，以利于學(xué)生較好的完成實(shí)驗(yàn)。

2.4 改進(jìn)考核方式，提高實(shí)驗(yàn)成績(jī)比重

對(duì)教學(xué)而言，課程考核是手段不是目的，但仍應(yīng)該看到就絕大多數(shù)同學(xué)而言，即使是老師怎樣著重強(qiáng)調(diào)課程學(xué)習(xí)的目的是掌握知識(shí)，培養(yǎng)能力，考試成績(jī)?nèi)匀皇菍W(xué)生學(xué)習(xí)最大的動(dòng)力和指揮棒。因此，課程的考核方式有重要的引導(dǎo)作用。建議在考試成績(jī)中加大編程實(shí)踐能力的比重，可參考實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容學(xué)生的完成情況，給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。同時(shí)，學(xué)生到課情況、課后作業(yè)完成情況等也應(yīng)作為平時(shí)成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中有所體現(xiàn)，可將總成績(jī)分為三部分，期末卷面成績(jī)占比百分之四十，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占比百分之四十，平時(shí)成績(jī)占比百分之二十。

3 結(jié)束語(yǔ)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要核心課程之一，其教學(xué)效果對(duì)學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)有舉足輕重的作用?；?dòng)教學(xué)法能夠提高學(xué)生的課程參與度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；案例教學(xué)法則能夠使抽象枯燥的理論變得貼近生活，生動(dòng)有趣，便于學(xué)生理解掌握。

在教學(xué)實(shí)踐中，這些方法的應(yīng)用取得了較好的效果。然而，應(yīng)該看到由于課程本身抽象復(fù)雜難度較大，仍然需要不斷地探索新的教學(xué)方法，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳旭日，文海英.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)方法改革探索與實(shí)踐[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2012（6）：25-28.

[2] 鹿瞬.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程教學(xué)方法的思考[J].計(jì)算機(jī)教育，2013 （5）： 88-90.

[3] 楊麗萍.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革研究[J].福建電腦，2012 （10）：41-42.

[4] 嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ) 言版） [M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[5] 馬彥.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，30（11）： 65-67.