《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學改革與實踐

□張秋明

（玉林師范學院 教育技術中心，廣西 玉林 537000）

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學改革與實踐

□張秋明

（玉林師范學院 教育技術中心，廣西 玉林 537000）

本文作者根據(jù)應用型本科教學改革的需要，結(jié)合自身在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學的體會，就如何提高教學質(zhì)量，從理論教學和實驗教學的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等方面進行了改革與實踐，取得了較好的教學效果.

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，教學改革，教學質(zhì)量

1 引言

教育部指示高等學校要加強應用型人才培養(yǎng)的意識，合理制定實踐教學方案，完善實踐教學體系.我校落實了教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》的實施細則，堅持“地方性、師范性、應用性”的辦學特色，為地方經(jīng)濟社會發(fā)展源源不斷地培養(yǎng)應用型人才.近幾年來，我校由于明顯的辦學特色，使得工科院系的招生規(guī)模明顯擴大，在這個前提下如何在教學過程中有效提高學生的應用能力成為教師進行課程教學改革的出發(fā)點.

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》不僅是計算機學科的理論基礎之一，也是軟件開發(fā)的必備基礎，它不僅是計算機學科的核心課程，而且已成為其他理工科專業(yè)的熱門選修課[1].因此學生無論是將來從事計算機行業(yè)的工作還是希望在計算機方面繼續(xù)深造，都應該學好這門課.這門課程具有高度抽象、設計知識面廣、學習量大的特點，長期以來，這門課的傳統(tǒng)教學模式基本上都是采用研究型教學體系，教學內(nèi)容的理論性和系統(tǒng)性較強，學生理解起來比較困難，更談不上將理論應用到實踐中.本文作者認為基于應用型人才培養(yǎng)目標的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學要以培養(yǎng)學生的實踐能力為核心，重點提高學生的應用設計能力和編程能力，為學習專業(yè)后續(xù)課程及相關實踐打下堅實的基礎.

2 教學改革方案

2.1 提綱挈領

學生在學習《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的過程中普遍感覺到這門課理論抽象，涉及知識面廣，學習內(nèi)容多不容易理清頭緒.作為教師為了幫助學生“把書讀薄”，可以在講授每個章節(jié)時歸納出基本內(nèi)容和重點內(nèi)容，起到提綱挈領的引路作用.表1是以線性表這一章為例歸納的知識結(jié)構(gòu)表格.

表1 知識結(jié)構(gòu)舉例

2.2 采用實例教學法和任務驅(qū)動教學法

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》涉及計算機硬件、軟件和數(shù)學多方面的知識，采用抽象數(shù)據(jù)類型描述和分析問題，再合理選擇存儲結(jié)構(gòu)，設計算法進行基本操作，然后在計算機上編程實現(xiàn)算法.由于學生的實際應用經(jīng)驗有限，很難應用棧、隊列、樹、圖等抽象概念來解決實際問題.

實例教學法是開放式教學方法的一種，由教師課前準備與理論教學內(nèi)容相應的實例供課堂上講解和討論，使得抽象的理論知識有了形象的說明，可以幫助學生很好地理解抽象的教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生運用重要的理論分析和解決實際問題的能力.實例教學法，一般分為三步[2]：（1）抽象出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)；（2）確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)；（3）算法設計.本文作者在教學中根據(jù)不同的教學內(nèi)容設置不同的實例.例如，選用車輛調(diào)度系統(tǒng)作為棧結(jié)構(gòu)的實例；選用銀行柜臺客戶排隊管理系統(tǒng)作為隊列結(jié)構(gòu)的實例；采用圖書管理系統(tǒng)作為樹結(jié)構(gòu)的實例；采用校園導航圖作為圖結(jié)構(gòu)的實例.實踐證明，在實例的驅(qū)動下，學生更容易理論聯(lián)系實際，對該課程產(chǎn)生了學習的興趣，在教師的引導下去主動分析和解決實際問題.

任務驅(qū)動教學法是教師根據(jù)課堂教學目標和教學內(nèi)容的需要，通過引導學生積極參加分析、討論、合作等活動來完成具體的任務，來培養(yǎng)學生積極思考、主動探索、分析和解決實際問題等綜合能力的一種教學方法[3].任務驅(qū)動教學法一般分為四個步驟：（1）設置場景，創(chuàng)建具體任務；（2）分析問題，提出可行方案；（3）執(zhí)行和完成任務；（4）評價總結(jié).本文作者在教學過程中為了便于學生熟練地掌握線性表的插入算法、排序算法的基本操作，首先安排實現(xiàn)“運動會分數(shù)統(tǒng)計”，第二步將該任務分解為實現(xiàn)輸入運動員姓名和成績、按運動員成績排序、根據(jù)姓名查找運動員成績的功能等子任務，然后要求學生運用老師講解過的相應算法來實現(xiàn)每一個功能模塊，最后逐個模塊進行點評，指出存在的不足之處和優(yōu)化的具體方法，通過這個循序漸進的過程幫助學生理解、掌握、運用知識.

2.3 教學手段多樣化

多媒體教學具有形象直觀的優(yōu)勢，傳統(tǒng)板書教學具有詳實具體的優(yōu)勢，采用哪一種教學手段應視具體情況而定.進行一些重要原理和算法的推導和分析時應采用板書教學，使得學生有時間思考和做筆記，同時運用腦，眼，手多感官的刺激強化知識的吸收，而不僅僅是像看電影一樣過過眼，有助于為學生打下扎實的理論基礎[4].對于一些概念、定義和程序的運行調(diào)試則充分發(fā)揮多媒體演示生動、直觀、信息量大等優(yōu)勢.

另外，為了順應教學信息化改革的需要，為學生提供碎片化、移動化的學習新體驗，本文作者根據(jù)課程的重點內(nèi)容開發(fā)制作了若干“微課”視頻供學生學習，具有教學組織由淺入深、講解思路清晰、表現(xiàn)形式生動活潑的特點，學生表現(xiàn)出極大的學習興趣和積極性，學習“微課”后表示“對原本枯燥的學習內(nèi)容有了透徹的理解，而且印象深刻”.

2.4 改進實驗教學

實驗教學是應用型人才培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié)，應當根據(jù)由易到難的學習規(guī)律，將實驗設置為驗證性、綜合性、設計性、創(chuàng)新性等四種類型，根據(jù)學生能力水平的不同采用不同類型的實驗要求，也就是因材施教.

驗證性實驗主要是上機編程實現(xiàn)基本的抽象數(shù)據(jù)類型，幫助學生掌握基本的實踐技能，加深學生對基礎知識的理解；綜合性實驗培養(yǎng)學生綜合應用多個知識點，本文作者在實驗教學中設置了運動會分數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、客運訂票系統(tǒng)等綜合性實驗題目，每一個題目都要求學生按照需求分析、概要設計、詳細分析、調(diào)試分析的步驟解決，要求學生演示程序、分組討論，然后教師點評；設計性實驗主要是培養(yǎng)學生利用理論知識點去解決特定應用問題的能力，本文作者在實驗教學中設置了車輛調(diào)度系統(tǒng)、銀行柜臺客戶排隊管理系統(tǒng)、校園導游咨詢系統(tǒng)等設計性實驗題目，供學生自主選擇作為課程設計的題目，自行定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進行算法分析和設計，最后提交設計報告和程序；創(chuàng)新性實驗主要是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，可以引導學生參加開放實驗課程和校企合作項目.

3 結(jié)束語

本文作者結(jié)合當代教學改革的要求及學校整體改革目標, 以培養(yǎng)應用型工程技術人才為出發(fā)點，在教學方法，教學手段和實驗教學等方面進行了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的課程教學改革與實踐，以培養(yǎng)學生的實踐能力為核心，重點提高學生的應用設計能力和編程能力，取得了良好的教學效果，希望能對同行起到拋磚引玉的作用. ■

[1]嚴蔚敏，吳偉民. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)[M].北京:清華大學出版社，2011.

[2]曹春萍，陳平.問題驅(qū)動法在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學中的應用探討[J].中國電力教育，2014，（23）：78-79.

[3]何克抗.建構(gòu)主義學習環(huán)境下的教學設計[M].北京：北京師范大學出版社,1998.

[4]楊小鳳，陳時東.《模擬電子技術》課程教學改革與實踐[J].科技風，2014，（237）：172，203.

【責任編輯 謝明俊】

Exploration of Teaching Reform in “Data Structure” Course

ZHANG Qiu-ming
(Education Technology Center, Yulin Normal University, Yulin, Guangxi 537000)

In accordance with the need of application-oriented university teaching reform, combined with the author’s own teaching experience in “Data Structure”, the paper discusses how to improve the teaching efficiency of the course from the aspects of teaching material, teaching method, teaching techniques in the theoretical and practical teaching of “Data Structure”.

data structure; teaching reform; teaching quality

G642

A

1004-4671（2015）02-0140-03

2015-03-23

張秋明（1964～），男，廣西博白人，玉林師范學院教育技術中心工程師。主要研究方向：計算機網(wǎng)絡與應用。