算法與數(shù)據結構課程設計教學中的實踐探究

孫玉霞++楊朋英++熊旭輝++黃烜++劉紅日

摘要：數(shù)據結構課程設計能夠鞏固所學的理論知識，激發(fā)學生的學習和探索熱情，培養(yǎng)學生的分析解決問題能力、創(chuàng)新能力和團隊精神。該文先闡述了目前課程設計中普遍存在的問題，然后結合我院實際教學，介紹了課程設計的實施方案和有關問題的相應對策，實踐證明，教學效果良好。

關鍵詞：數(shù)據結構；課程設計；創(chuàng)新能力；團隊精神

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）32-0139-02

算法與數(shù)據結構課程設計是在理論課程之后的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，是理論教學的補充與延伸，是一門非常重要的開放性實驗課程。該實踐教學是軟件設計的綜合訓練，包括如何分析實際問題、如何進行總體結構設計、如何進行用戶界面設計等。要求學生在課程設計中逐步提高程序設計能力、調試能力，逐步培養(yǎng)算法分析能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神，并初步培養(yǎng)科學的軟件工作方法和撰寫規(guī)范的軟件文檔的能力。

1 課程設計中存在的問題

課程設計的教學是整個數(shù)據結構教學環(huán)節(jié)中特別重要的一個環(huán)節(jié)，其重要性已得到了普遍的認可，但實際教學效果往往不太理想，主要存在以下幾個方面的問題。

1.1 編程基礎差、軟件開發(fā)思想欠缺

C/C++語言程序設計是數(shù)據結構的先導課程。盡管之前學生已學過這些課程，但由于語言本身規(guī)則復雜，面向對象的思想更是不容易掌握，再加上學生沒經過系統(tǒng)的軟件開發(fā)訓練，導致學生普遍存在編程基礎差、調試能力弱、代碼編寫可讀性差、拿到問題不事先做需求做規(guī)劃就急于寫代碼等，這些都制約著學生完成任務的質量。

1.2 時間安排不合理

一般數(shù)據結構課程設計的時間安排在學期末的1-2周內，但是由于這個時候各門功課的復習及考試工作已經展開，學生為了備考，往往應付了事，能力差的學生為了考試不掛科，往往選擇最基礎的題目；能力強的為了考試考出好成績，也會選擇難度系數(shù)較低的題目，都是只求順利過關，用在課程設計上的時間和精力非常有限，能夠真正將心思花在課程設計上的學生更是少之又少，這樣就根本談不上創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。

1.3 選題缺乏統(tǒng)一標準

現(xiàn)有的課程設計教材很難適應所有的院校，而且選題難度區(qū)別不大，并未形成應有的層次。其中一些選題還能直接從網上或從資料上獲得解答，導致學生中抄襲現(xiàn)象明顯，課程設計并不能達到我們事先預期的教學效果。

1.4 教師的指導或多或少

整個課程設計中，教師的指導不可缺少但又不能面面俱到。而在現(xiàn)行的課程設計教學中，有的教師，什么都講得清清楚楚卻制約了學生的創(chuàng)新能力；有的教師公布選題后，由學生根據選題自己獨立完成設計工作，對自己對學生完成設計的過程關注指導太少，這樣學生遇到問題后不能及時解決，就會去拷貝一個，從而失去了做課程設計的意義。

1.5 課程設計報告缺乏統(tǒng)一規(guī)范

規(guī)范文檔的撰寫能力是課程設計需要培養(yǎng)的又一大能力。有些教師一開始不給學生規(guī)范的設計文本，學生交上來的報告五花八門，根本不像軟件設計文檔。

1.6 考核機制不完善

一直以來，課程設計報告被很多教師作為評定課程成績的重要依據，而對學生完成課程設計的課程關注不多，這樣就不能考察出學生的真正實踐操作能力，從某種程度上講，可以說是輕重倒置了，課程設計的教學效果自然不理想。

2 實施方案和問題對策

為了實現(xiàn)教學目標，我校制定了規(guī)范的課程設計流程，如下。（1）任課教師先布置課程選題，提出實現(xiàn)要求和完成任務流程，然后選取有針對性的問題，跟學生進行示范性、啟迪性地剖析與講解，要求學生必須按流程一步一步進行；（2）學生根據老師提供的選題，填好選題表并提交；（3）學生根據選題，寫出需求分析——完成概要設計——詳細設計——編碼與測試；（4）分組答辯，采用組長主要負責制；（5）提交課程設計報告。實踐表明，這樣的教學方法有助于培養(yǎng)學生的獨立思考能力、講述交流能力，規(guī)范文檔的撰寫能力，提高學生的積極性、創(chuàng)造性與團隊協(xié)作精神，教學效果不錯。

2.1 調整課程設計時間

我院將課程設計時間推到期末考試之后的假期進行，這樣學生就能夠一門心思將精力撲在課程設計上，分組去選擇難度較大的選題，使自我挑戰(zhàn)成為一種可能，也才能夠更好地培養(yǎng)團隊合作精神。

2.2 分層次精心設計選題

為了防止學生互相抄襲程序，課程設計的選題按照老師提供題目，學生自由選擇或者隨機抽取的方式來進行。

在課程設計題目的擬定上，為了能夠更好地激發(fā)學習較好、動手能力較強學生的學習興趣，同時兼顧學習較差，動手能力較弱的學生，使各層次的學生都能得到提高和鍛煉，將課題按照難易程度分成了三種級別（一星級，二星級，三星級）。其中，三星級難度相對較大的題目，可由課程學習成績較好的學生選擇。

2.3 培養(yǎng)學生團隊合作精神

學生自主組建課程設計小組，然后共同協(xié)商選擇合適的選題。由小組組長負責（建議優(yōu)秀的學生主動擔任組長，帶動組內基礎和動手能力較弱的學生），小組成員自行對模塊進行劃分和任務安排，要求每個成員都有自己需要獨立完成的模塊，填好選題表。在任務實施的各個重要環(huán)節(jié)，要求每個組員都要積極參加討論，出謀劃策，相互幫助，形成一個良好的團隊氛圍，最后齊心協(xié)力完成設計任務。當然小組之間也可以相互幫助，共同攻克難題，這樣一個任務完成后，學生的團隊合作精神在不知不覺中就培養(yǎng)起來了。

2.4 培養(yǎng)學生交流表達能力

在課程設計的最后階段，我們要求學生分小組集中答辯。答辯的主要目的是訓練學生的表達能力。各小組先由小組長指派一位同學對整個項目進行綜合性講解，包括項目研究意義、整體設計思想、主要功能模塊以及各成員的分工，展示設計成果，回答老師提問；再由小組成員針對自己完成的模塊進行講解，重點要講出自己是如何根據實際問題定義相應的數(shù)據結構并解決問題的。

2.5 培養(yǎng)撰寫文檔的能力

培養(yǎng)學生按要點寫出規(guī)范文檔是課程設計需要培養(yǎng)學生的又一大能力，教師不光是要給出規(guī)范文檔的要求和范例，還要給學生講清楚為什么要這樣寫。我院的文檔要求主要包括以下幾個方面：

（1）問題描述；（2）ADT抽象數(shù)據類型定義；（3）模塊調用關系；（4）詳細設計：結構的定義；算法的描述；（5）分析與討論；（6）參考資料；（7）致謝

2.6 考核成績的評定

課程設計的總評成績應包括平時表現(xiàn)、課設檢查（包括成果展示和答辯情況）和課設報告三部分，三部分所占總評的比例分別為20%，50%，30%。

平時表現(xiàn)的成績從學生是否按時出勤、課設過程中是否存在玩游戲的情況、是否服從老師管理等方面酌情評定。課設檢查的成績根據學生完成課設的實際情況來考核。本次課程設計要求課設檢查統(tǒng)一采取學生答辯的形式來進行，即要求學生在完成課設的題目后，演示并講解自己的程序，且回答老師提出的問題。指導老師主要從：問題的理解及解決能力，設計過程中獨立工作能力，設計說明書﹑程序清單﹑開發(fā)的程序質量與工作量，設計題目的難度、先進性和實用價值，創(chuàng)新能力等方面進行評價打分（難度系數(shù)為一星級分數(shù)60～75，難度系數(shù)為二星級分數(shù)75～85，難度系數(shù)為三星級分數(shù)85～95）。要嚴格控制90分以上的高分人數(shù)，我們鼓勵原創(chuàng)、鼓勵創(chuàng)新、鼓勵優(yōu)化算法、鼓勵擴展知識體系，只有做到了這些中的某些點才能給出90分以上的高分。課設報告的成績根據學生完成的報告文檔質量進行打分。課設報告若出現(xiàn)雷同或抄襲現(xiàn)象，報告的考核成績一律為0分。

3總結

數(shù)據結構課程設計不僅能鞏固所學的理論知識，激發(fā)學生的學習和探索熱情，培養(yǎng)學生的分析解決問題能力、創(chuàng)新能力、撰寫規(guī)范文檔的能力和團隊精神。還能讓學生在較短的時間內體驗到軟件開發(fā)的全過程。經過幾年的摸索和實踐，我院數(shù)據結構課程設計的教學效果越來越好了，當然，仍存在很多問題，在今后的教學中還要不斷嘗試、不斷探索研究。