信息與計算科學(xué)專業(yè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)考評初探

舒玉坤

（湖北師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，湖北黃石 435002）

信息與計算科學(xué)專業(yè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)考評初探

舒玉坤

（湖北師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，湖北黃石 435002）

分析現(xiàn)行信息與計算科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)存在的弊端，以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)為例，對實驗各環(huán)節(jié)考評機制進(jìn)行了廣泛深入的探討，從而有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

實驗教學(xué)；實驗報告；實驗考評

0 引言

信息與計算科學(xué)專業(yè)是以信息領(lǐng)域為背景，數(shù)學(xué)與計算機信息管理相結(jié)合的交叉學(xué)科專業(yè)。該專業(yè)培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)思維能力，能熟練使用計算機，解決信息技術(shù)或科學(xué)與工程計算中的實際問題的專門人才。該專業(yè)的畢業(yè)生具有一定的算法設(shè)計、算法分析與使用專用軟件編程的能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)已不僅僅是計算機專業(yè)的核心課程，也是其他非計算機專業(yè)的重要課程［1］，該課程在計算機相關(guān)課程體系中有著極為重要的作用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論性較強的課程，也是一門實踐性很強的綜合性核心專業(yè)基礎(chǔ)課，實驗是其重要組成部分［2］。實驗課不僅能使學(xué)生掌握實驗基本知識、方法和技巧，注重對理論知識的理解，還能通過系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力、分析解決問題的能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。實驗報告是實驗的重要組成部分，是考察學(xué)生對知識點的掌握、運用情況和疑難討論的詳細(xì)說明，也是實驗教師對學(xué)生實驗成績評定的重要依據(jù)［3］。本文針對在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)和實驗報告中存在的問題提出符合本專業(yè)的、切實可行的實驗考評方案。

1 實驗教學(xué)的困境

1．1 思想上不重視

部分學(xué)生存在重理論輕實驗的觀念，特別是信息與計算科學(xué)專業(yè)隸屬于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)院，學(xué)生以為最重要的是學(xué)好數(shù)學(xué)，實驗課基本上是應(yīng)付完成任務(wù)。對實驗?zāi)康?、實驗原理都沒有深入理解和思考，一個模版或一套代碼全班復(fù)制使用的現(xiàn)象非常普遍，有些學(xué)生甚至連實驗總結(jié)和討論都照搬照套。來上實驗課的學(xué)生也就為露個臉，拿到實驗平時成績。實驗課成了部分學(xué)生玩手機、打游戲的場所。

1．2 基礎(chǔ)知識不扎實

1）基礎(chǔ)課程沒學(xué)扎實，函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、動態(tài)內(nèi)存分配等知識不熟悉，不會靈活使用。

2）有些學(xué)生畏難情緒很重，上課稍聽不懂就放棄學(xué)習(xí)，甚至有學(xué)生一聽說《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》難連第一次課就主動放棄認(rèn)真聽課，不自信，鉆研精神欠缺，加之該課程理論性強、知識點多，問題如同滾雪球越滾越多，沒有理論的支撐，實驗完全不知從何下手。

3）程序編寫完后調(diào)試若遇到問題不知道從何解決。我院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的先行課是《C語言程序設(shè)計》，相對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》而言，《C語言程序設(shè)計》的實驗課相對簡單，代碼相對較短小，程序調(diào)試出現(xiàn)了問題比較好找，這導(dǎo)致了學(xué)生不深入學(xué)習(xí)編譯器的調(diào)試功能，待到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法時就明顯感覺跟不上甚至舉步維艱。

1．3 理論教學(xué)與實驗教學(xué)進(jìn)度不同步

通常我院的實驗課較理論課晚兩周進(jìn)行，而實驗結(jié)束時間與理論課同步。這就導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)理論知識還未學(xué)完就開始上實驗課。實驗教師需要花費大量時間講解算法理論和思想，學(xué)生在還未完全領(lǐng)會算法精髓的情況下就要自己編寫代碼，導(dǎo)致漏洞百出，遇到問題不知從何下手，只有請老師幫忙，這極大地挫傷了學(xué)生對這門課程學(xué)習(xí)的積極性。

1．4 對實驗過程及實驗結(jié)果不深入分析思考

若程序編寫運行無誤、輸入幾組數(shù)據(jù)能得到相應(yīng)的結(jié)果就結(jié)束實驗，不再深入分析代碼的準(zhǔn)確性、并優(yōu)化代碼以提高代碼質(zhì)量，對已經(jīng)很精簡的代碼沒有想到擴(kuò)充它的功能，只是匆匆寫完實驗報告上交了事。

1．5 實驗報告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重

部分學(xué)生實驗報告不完整，實驗步驟就是寫幾個關(guān)鍵算法，所以實驗報告出現(xiàn)最多的問題是照抄，要么抄書，要么相互抄襲。對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的實驗報告而言，其實驗步驟部分沒有任何的步驟分析及關(guān)鍵技術(shù)解答，只是把代碼寫一遍，完全沒有重點可言，寫完代碼沒有結(jié)果分析與討論。這樣的實驗報告即使沒有做實驗也可以寫的出來，所以體現(xiàn)不了實驗課的意義，也激發(fā)不起學(xué)生全身心投入實驗的興趣。

1．6 實驗教學(xué)考評機制存在弊端

當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗成績一般來自于平時評價、實驗報告成績和期末考試成績?nèi)齻€部分。由于實驗報告抄襲嚴(yán)重，不能很好地支持實驗過程評價、反應(yīng)學(xué)生的真實水平。而實驗考試只能反應(yīng)學(xué)生對部分知識點的掌握情況，這反而會出現(xiàn)平時學(xué)習(xí)懶散的學(xué)生由于考前突擊記憶成績高于平時態(tài)度端正的學(xué)生。這些都不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，也達(dá)不到開設(shè)實驗課程的目的。

2 解決策略

改變學(xué)生重理論、輕實踐的思想，強調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗是一門綜合性強、實踐性強的課程，且是程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)課的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和應(yīng)用算法解決實際問題的能力，實驗可以增強對理論知識的理解。本專業(yè)多數(shù)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對其他理工科專業(yè)較好，有助于學(xué)習(xí)算法分析、算法時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和矩陣的壓縮存儲等知識。又考慮到大部分學(xué)生畢業(yè)后從事軟件開發(fā)工作，我們采取實驗教學(xué)盡量與理論教學(xué)同步，著重吃透某些核心理論知識點并會熟練應(yīng)用的實驗教學(xué)方法，既可以提升學(xué)生對本課程實驗的興趣，也為后續(xù)的算法課程打下良好的基礎(chǔ)。

2．1 建立預(yù)習(xí)考核機制

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗進(jìn)行得是否順利，取決于學(xué)生對算法理論的掌握程度。實驗教師在每次實驗課之前都將下一次實驗使用到的知識點和問題告訴學(xué)生，要求學(xué)生寫出問題的數(shù)學(xué)描述，在課前掌握其關(guān)鍵算法，做好實驗課的準(zhǔn)備，如果條件允許，鼓勵學(xué)生先在本子上把完整的代碼寫好。要求學(xué)生憑實驗預(yù)習(xí)報告進(jìn)實驗室［4］。為了了解學(xué)生預(yù)習(xí)報告的真實性，在進(jìn)行實驗操作之前，教師提出一些相關(guān)的問題請學(xué)生回答，根據(jù)答疑情況給予學(xué)生平時成績。這樣既可以有效提高實驗效率、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以有效杜絕實驗課曠課現(xiàn)象發(fā)生。

2．2 建立實驗數(shù)據(jù)庫

同類知識點多設(shè)計一些實驗供同學(xué)們選擇，每一個實驗都是一個小項目、小任務(wù)，以任務(wù)驅(qū)動激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性。同時實驗可選項目較多也避免了相互抄襲。讓學(xué)生圍繞知識點做實驗而不是都圍繞著同一個實驗編寫程序。實驗安排由易到難，將實驗項目分為基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗。基礎(chǔ)性實驗每個學(xué)生必做，而綜合實驗可成立小組共同完成。

2．3 靈活安排實驗教學(xué)

實驗前對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要用到的C語言知識點及調(diào)試方法與技巧進(jìn)行鞏固和查漏補缺。根據(jù)學(xué)生的實際情況有取舍地進(jìn)行實驗教學(xué)。由于實驗課時有限，死搬硬套地按照實驗教學(xué)大綱讓學(xué)生涉獵所有知識點，如果都是膚淺地了解知識點還不如讓學(xué)生深入掌握3～4個核心知識點并懂得靈活應(yīng)用，其它知識點學(xué)生可以根據(jù)已掌握的知識進(jìn)行自學(xué)［5］。提倡學(xué)生創(chuàng)新實驗，鼓勵學(xué)生將實驗由小到大逐步擴(kuò)充為自己想要的功能，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生投入時間和精力在實驗上，鼓勵學(xué)生將實驗報告撰寫成實驗課程設(shè)計，若實驗有創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生將成果撰寫成論文并發(fā)表。同時將優(yōu)秀實驗作品及其實驗報告留給下一屆學(xué)生觀摩［6］，使良好的實驗氛圍得以傳承。

2．4 建立實驗過程評價機制

實驗教師采用啟發(fā)式教學(xué)、參與式教學(xué)等形式多樣化的教學(xué)方式對實驗進(jìn)行精講，實驗過程著重強調(diào)學(xué)生多練。對學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)的疑難問題首先鼓勵學(xué)生獨立思考解決，自己解決不了的可與同學(xué)討論求解，討論后仍不能解決的及時給予耐心指導(dǎo)。這樣，既可以及時掌握學(xué)生對知識點的了解情況以便為后續(xù)討論交流工作做準(zhǔn)備，也可以因人而異、因材施教實現(xiàn)個性化實驗教學(xué)。實驗過程評價機制則強調(diào)獨立操作、疑難問題的提出與解決情況，能獨立操作、疑難問題提的有亮點有意義且通過思考能解決的得分最高，其次是能獨立操作但疑難問題不會解決，最差的情況是既不能獨立操作、還提出有低級錯誤的問題。通過實驗過程的監(jiān)管，可以從源頭上杜絕實驗抄襲。

2．5 建立實驗報告評價機制

首先，規(guī)范實驗報告書寫格式，強調(diào)實驗報告評分標(biāo)準(zhǔn)在于真實性、完整性、深入性和科學(xué)性。實驗報告記錄了實驗?zāi)康?、實驗步驟、實驗結(jié)果、討論總結(jié)和實驗心得，及時批閱實驗報告有利于教師在第一時間了解學(xué)生對實驗的掌握情況。實驗報告的評價機制是實驗步驟和實驗結(jié)果占60%，討論總結(jié)和實驗心得占40% ．若發(fā)現(xiàn)實驗報告雷同，實驗報告成績均為零分。教師將批閱的實驗報告及時反饋給學(xué)生，有助于引導(dǎo)學(xué)生重視實驗報告，從而使實驗教學(xué)進(jìn)入良性循環(huán)。

2．6 充分利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”

實驗課時有限，為達(dá)到最理想的實驗效果，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)輔助教學(xué)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，比如成立《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗的網(wǎng)絡(luò)討論小組、微信群和博客等，對學(xué)生預(yù)習(xí)時遇到的問題及時給予指導(dǎo)以及做完實驗后遇到的問題展開討論和交流。

3 總結(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗?zāi)苠憻拰W(xué)生思維能力、實踐操作能力、運用算法解決實際問題的能力、實驗分析以及高質(zhì)量編程能力。針對信息與計算科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗學(xué)生積極性差、實驗報告雷同和現(xiàn)行實驗考評機制存在弊端等問題采取建立預(yù)習(xí)考核機制、建立實驗數(shù)據(jù)庫、建立動態(tài)實驗過程和實驗報告評價機制以及充分利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”等方法可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、切實提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

［1］嚴(yán)蔚敏，吳偉民．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：C語言版［M］．北京：清華大學(xué)出版社，1997．

［2］張學(xué)文，司佑全．《電子技術(shù)》實驗報告存在的問題及對策［J］．湖北師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，35（3）：97～101．

［3］袁 硯，李 祥，潘 楊，等．實驗報告存在的問題及創(chuàng)新途徑［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（30）：12241，12245．

［4］祝秋文，黃振華，懷利兵，等．電工電子基礎(chǔ)實驗教學(xué)評價探索與實踐［J］．湖北師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，31（1）：94～96．

［5］高崇志，李 進(jìn)，謝冬青．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革思考［J］．科技視界，2015，32：163，310．

［6］陶 影，張 斌．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)應(yīng)重視算法設(shè)計與分析能力的培養(yǎng)［J］．實驗室研究與探索，2008，27（12）：119 ～122．

Preliminary study on the experimental teaching evaluation in specialty of information and computing science“data structure”course

SHU Yu－kun

（College of Mathematics and Statistics，Hubei Normal University，Huangshi 435002，China）

Analysis of existing problems in experimental teaching in specialty of Information and Computing Science，taking experimental teaching of data structure as an example，extensive and in－depth discussion on the evaluation mechanism of each link in the experiment，in order to effectively stimulate students＇enthusiasm for learning，improve the quality of experimental teaching and promote students＇all－round development．

experimental teaching；experiment report；experimental evaluation

G642

A

1009－2714（2016）04－0097－04

10．3969／j．issn．1009－2714．2016．04．021

2016—04—06

舒玉坤（1984— ），女，湖南溆浦人，助理實驗師，主要從事微電子與信息技術(shù)研究．