《數(shù)據(jù)結構》課程融入研究性教學理念探究

朱 煥,王樂新，于曉秋

（黑龍江八一農(nóng)墾大學理學院，黑龍江 大慶 163319）

《數(shù)據(jù)結構》課程融入研究性教學理念探究

朱 煥,王樂新，于曉秋

（黑龍江八一農(nóng)墾大學理學院，黑龍江 大慶 163319）

《數(shù)據(jù)結構》是高等院校計算機相關專業(yè)以及信息與計算科學等專業(yè)的核心基礎課程。針對《數(shù)據(jù)結構》較抽象和邏輯性較強的特點，對傳統(tǒng)教學模式進行改革，在教學中融入“研究性教學”的教學理念并提出教學時的一些詳細做法。

數(shù)據(jù)結構；研究性教學；案例教學

《數(shù)據(jù)結構》是高等院校計算機相關專業(yè)以及信息與計算科學等專業(yè)的核心基礎課程，主要研究非數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機中的表示、變換與處理[1、3]。學習該課程，要求學生能夠針對各種數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)元素之間的關系，先從邏輯層面討論結構的關系特征以及抽象操作，再討論結構在計算機中的存儲表示，并在此基礎上給出相應結構的基本操作及實現(xiàn)，進而討論各種結構的應用[4]。

一、《數(shù)據(jù)結構》教學存在的問題與原因

《數(shù)據(jù)結構》課程既有數(shù)學類課程的抽象性和嚴謹性特點，又有計算機類課程解決實際問題的實用性和實驗性的特點[5]。傳統(tǒng)的教學模式只注重講授《數(shù)據(jù)結構》課程的原理，抽象算法的講解占了所有教學過程的大部分時間，再加上實踐環(huán)節(jié)的教學時間不足，導致學生不能很好地將所學理論與要解決的實際問題相結合[6]。具體表現(xiàn)為：學生對本門課程的普遍反映是理論性太強，內(nèi)容過于抽象，類語言算法難以理解，解決實際問題時不知從何處下手，從而對本門課程產(chǎn)生了較大的畏懼心理。造成這一現(xiàn)狀的主要原因有以下幾點：

（一）教學內(nèi)容側重點方面

教師上課時側重點在于講解各種數(shù)據(jù)的邏輯結構以及相應操作。這些操作基本都是利用類C語言（也有其他語言）算法來完成，很少有時間能夠將某一算法轉化成直觀的程序并進行演示。而偽代碼讀起來又過于抽象，其結果就是學生本身對偽代碼產(chǎn)生抵制心理，從而對本門課程產(chǎn)生懼怕情緒。

（二）實踐教學方面

本門課程進行實踐的一大難點就在于要將課堂上所學的各種偽代碼算法轉化成程序進行調(diào)試。然而學生在課堂上學習算法與在上機時運行程序中間有脫節(jié)之處，再加上學生軟件運用能力有限，甚至有些同學對前導課程如C語言、C++等掌握不夠熟練，導致學生在本門課程中解決實際問題時感到吃力。

（三）學生學習積極性方面

眾多算法的講解，對不同數(shù)據(jù)的各種相關操作以及實踐能力不足,使得大部分學生對本門課程要解決的實際問題失去興趣,只注重本門課的考試成績。這樣的狀況會造成部分學生學習效果不理想,知識記憶時間不長,不能轉化成自身知識結構。鑒于此，在講授《數(shù)據(jù)結構》時，必須要對傳統(tǒng)的教學方式進行改革。如何能在實踐中培養(yǎng)動手能力強、具有創(chuàng)新精神并能運用所學知識解決實際問題的人才，是改革的重點。而這些問題又恰好是研究性教學所關注的問題。因此，如何將研究性教學理念融入到本門課程中，令學生體會到本門課程的價值和意義,是非常值得探討的問題。

二、將研究性教學理念融入《數(shù)據(jù)結構》教學中的實施過程

（一）教學案例與教學內(nèi)容相結合

在《數(shù)據(jù)結構》課程的各個教學模塊中，以身邊所接觸過的實際問題為教學案例，將要講授的內(nèi)容與實際問題相結合，協(xié)助和指導學生主動建構同一類知識，提高和發(fā)展學生的創(chuàng)造能力。例如借助“去圖書館如何占座”講解順序存儲法與鏈式存儲法的區(qū)別；借助“去理發(fā)店照鏡子”講解遞歸問題；借助“對電腦操作較多，即將死機時會將剛才所點擊的所有操作全部按順序執(zhí)行一遍”來講解隊列的“先進先出”原則等。生活中這樣的小例子能舉出許多，能夠使教學內(nèi)容更加具體、生動、形象，便于學生的理解，從而培養(yǎng)學生的學習興趣并令學生對某知識模塊加深印象，便于掌握。

（二）加深實驗教學力度，提高學生解決實際問題的能力

傳統(tǒng)的實驗教學模式只是固定的幾個上機內(nèi)容，學生在上機實驗之前獨自編寫代碼，上機時進行調(diào)試測試并撰寫實驗報告。這種教學內(nèi)容過于單一，實驗程序篇幅過大，并且涉及到偽代碼向程序源代碼轉換的過程，一個人獨立完成往往會感到無從下手并且枯燥無味。因此，在近幾年的實驗教學中，筆者嘗試將學生分成三人一組共同完成實驗，并豐富各個知識點的實驗內(nèi)容，在實驗的選擇上將難度分成簡單、中等、較難三個層次，并盡量選取與實際問題結合密切的實驗選題，讓每組同學自由選擇。這樣一來大大提高了同學們的上機實驗興趣，并且由于每組同學之間有所交流，幾乎在完成每個上機實驗題目時，選擇中等和較難層次的實驗題目的小組會占到百分之九十以上，并且都能夠得出理想的實驗結果。

（三）開展協(xié)同教學模式，使學生變成傳授知識的參與者

1.注重《數(shù)據(jù)結構》與其他相關課程的協(xié)同性?！稊?shù)據(jù)結構》與《C語言》《算法設計與分析》《離散數(shù)學》等相關課程有著密切聯(lián)系，因此，要注重在《數(shù)據(jù)結構》教學中與相關課程涉及到的問題進行融合，根據(jù)課程之間內(nèi)容的承接，對相關知識點重新進行劃分整合，既避免知識點重復，又保證關聯(lián)內(nèi)容相輔相成，理論和應用相互促進，令學生不斷鞏固所學知識，提高知識的綜合運用能力。

2.提倡在線合作互助學習。建立學習平臺,實現(xiàn)教師與學生、學生與學生之間更加靈活的在線互助合作學習。把電子教材、課程內(nèi)容、課程教學安排、課程錄像、教學任務、上機實驗、資源鏈接、在線答疑與作業(yè)等放到網(wǎng)站上，學生課外可以通過網(wǎng)站進行有針對性的自主學習。通過網(wǎng)站的交流區(qū)，教師可以和學生隨時進行交流，從而實現(xiàn)教師與學生、學生與學生基于網(wǎng)絡的協(xié)作學習。通過互助合作學習和交流，教師能即時把握學生的學生情況，從而調(diào)整教學方案，提高教學質量。

實踐證明，研究性教學為學生提供并創(chuàng)造了主動探究、獨立操作、自由表達的機會與良好的氛圍，將研究性教學理念融入到《數(shù)據(jù)結構》的教學之中，能夠為學生建立一種主動發(fā)現(xiàn)、獨立思考的積極的學習方式。因此，結合我校人才培養(yǎng)實際和教學現(xiàn)狀，在《數(shù)據(jù)結構》課程中開展研究性教學，能提高學生的學習興趣，有效引導學生主動投入到學習活動中，并為學生提供開放的學習空間，有利于發(fā)現(xiàn)和開發(fā)學生多方面潛能，從而更加適應研究性教學的要求。

[1]吳東慶，楊逢建，李煒等.研究性學習模式在《數(shù)據(jù)結構》實驗課程中的實踐與探索 [J].實驗室科學，2008，（5）：26－28.

[2]周文軍，孫玫.數(shù)據(jù)結構教學中的研究性學習方法探索[J].中國電力教育，2009，（4）：74－75.

[3]龐曉瓊.案例驅動的數(shù)據(jù)結構課程設計教學改革實踐[J].計算機教育，2009，（1）：53-55.

[4]湯亞玲，秦鋒.數(shù)據(jù)結構課程的教學引導策略探討[J].安徽工業(yè)大學學報（社會科學版），2011，（5）：119-120.

[5]徐薇，王志海.數(shù)據(jù)結構課程研究性教學理論及方法探索[J].計算機教育，2012，（1）：35-38.

[6]紀玉玲，劉麗杰，于成江.研究性教學方法在數(shù)據(jù)結構課程中的應用[J].中國電力教育，2013，（10）：92-93.

〔責任編輯：衛(wèi)宇坤〕

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1002-2341（2016）05-0139-02

2016－08－25

黑龍江省教學改革項目“信息與計算科學專業(yè)應用型卓越人才培養(yǎng)途徑的研究與實踐”階段性成果（黑教高函[2013]351號），項目編號：367

朱煥（1982-），女，黑龍江嫩江人，講師，主要從事數(shù)學教學與計算機教學研究。