基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式研究

王欣欣　李炳榮　賀鵬飛

摘要：基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式，本文采用《高級語言程序設計》和《算法與數據結構》兩門課相融合的教學模式，避免二者分開教學所產生的理論脫節(jié)于編程的問題，提高學生的實踐編程能力。

關鍵詞：高級語言程序設計；算法與數據結構；融合教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）38-0275-02

在信息時代，處理信息的主要工具是計算機，計算機學習是現今人們生活的一個重要組成部分，其應用已從傳統(tǒng)數值計算發(fā)展到非數值計算[1]。在非數值計算里，數據處理的對象從簡單的數值處理發(fā)展到對一般的符號、圖像、聲音、視頻等有一定結構的數據處理，面臨的主要問題是：如何在計算機中用高級語言程序有效地表示數據、合理地組織和處理數據?，F今，國內外高校解決這個問題主要學習的課程是《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》。這兩門課采用傳統(tǒng)的相分離的教學方法，教學效果并不理想，需要進行新的課程探索。

一、基于高級程序語言的《算法與數據結構》新教學模式的提出

高校提出了“計算機理論與編程技能相給合”的可持續(xù)性教學研究宗旨[2]，這需要進一步加強學生的編程實踐能力，使《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》兩門課程進一步融合，成為學生喜愛的實踐編程課程，從而真正掌握計算機編程技能，為服務社會打下堅實的基礎。因此，探討這兩門課程的知識融合及教學新模式，具有很好的現實意義。本文從學生和教師兩個層面進行分析。（1）學生學習層面?！陡呒壵Z言程序設計》課程是一門實踐性較強的課程，是學生接觸的第一門程序設計語言。剛上大學的學生，由于受知識和能力的局限，在學習這門課時，只學會了基本概念及編寫簡單程序的編程序，對較復雜的結構的學習，如函數、數組、結構體、指針等不太理解，只能編寫或看懂《高級語言程序設計》中的簡單程序，不知編程何用，學習熱情不高，無法應對復雜問題的編程問題?！陡呒壋绦蛘Z言設計》等課程是《算法與數據結構》課程的先導課[3]，編程實現數據結構和算法，必須以數組、指針、結構體等復雜的概念來設計算法和結構?！陡呒壵Z言程序設計》課程學習中編程的薄弱，容易使學生很難編程完成《算法與數據結構》中概念的表示和實現4。學生對每學一種數據結構，都應上機，用編程實現該數據結構。在《算法與數據結構》課堂上，學生基本上能學會數據結構邏輯上的模型，上機時卻無法通過高級語言程序來實現，學習效果不理想[4]。（2）教師的教學方法層面?！陡呒壵Z言程序設計》與《算法與數據結構》課程一般是分開教學的，學生在兩個學期內學習完畢。學習《算法與數據結構》時，一些學生忘記了《高級語言程序設計》中的大部分概念、算法及編程方法。還有一些學生掌握了算法，但是最終不能將算法轉換成程序，這使得在學習《算法與數據結構》課程過程中，需要相當一部分時間花費在補習高級程序語言的概念上，學習效果并不好。教師在授課時，除了講解復雜的《算法與數據結構》知識，還要費力講解學生已經忘記的高級程序語言的內容，受課時限制，學習效果不理想。兩門課程分開教學，會導致理論與編程實踐的脫節(jié)，不利于學生對兩門課程的學習和實踐。多年教學實踐[5]表明：如果這兩門課是由相同團體的教師講授，將編程工具（《高級語言程序設計》）和理論（《算法與數據結構》）相融合，授課內容連貫起來，有利于學生對兩門課程內容的掌握，提高編程實踐能力，達到預期的教學效果。因此，如何將兩門課程有機地融合起來，解決《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》兩門課程在學習和教學兩個方面存在的問題，提高學生的實踐編程能力，真正做到教學相長，是本文擬解決的主要問題。針對這個問題，本文提出一種將《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》兩門課程融合在一起進行教學的新的基于高級程序語言的《算法與數據結構》教學模式。

二、基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式

基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式，在教學內容上須進行較大調整。該融合模式將《高級程序語言》和各種數據結構的概念、算法、實現相融合，重新編寫課程內容?！陡呒壵Z言程序設計》課程中的內容需要重新組織，將線性表、數組、指針等概念糅合在《算法與數據結構》各章節(jié)中，使兩門課程很好地融合在一起，學習計算機編程語言基礎的同時，學習復雜的數據類型及基本操作的實現，相輔相成，互相促進。解決了《算法與數據結構》中的算法和數據結構的程序實現問題，學生能夠更好地掌握、理解數據結構的內在邏輯，并用高級程序語言在計算機中表示出來[6]。基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式，能夠合理地安排高級程序語言和數據結構的教學內容，使兩門課程中的關鍵知識融成一個《高級語言程序設計+數據結構》編程體系。融合后的課程，注重理論與實踐的有機結合，注重學生的編程實踐能力，提高程序設計能力。

三、基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式的應用

基于高級程序語言的《算法與數據結構》的新教學模式中，在教學方法上采取“理論教學”與“上機實驗編程”相融合的教學模式。（1）融合教學模式的理論教學。基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式，重新編寫《高級語言程序設計+數據結構》課本[7]，重新分配《算法與數據結構》和《高級語言程序設計》教學時間。將原來分到兩個學期由兩個教師上的《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》兩門課，融合成一門課《基于高級語言程序設計+數據結構》，分兩個學期講授，授課時一般由一個數據結構團體的教師跟班授課。一個數據結構團體的教師會經常在一起討論教學重點和教學進度，把握整個教學過程的走向，即使更換了教師，也不會影響授課的連續(xù)性和教學效果。這解決了每位教師按照自己的教學方法和進度上課課程不連續(xù)的弊端。

基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式，教學的側重點有所變化，第一個學期的重點是如何用《高級語言程序設計》實現程序的設計；第二個學期的重點是《算法與數據結構》的應用，讓學生學會利用程序設計解決實際問題。（2）融合教學模式的上機實驗教學。用不同的上機實驗來實現理論教學中所課授的概念、算法和結構，使學生在實際編程中學習并理解相關基本概念及算法實現。在每個章節(jié)的理論講解結束后，安排一個綜合的上機實例，由學生上機實驗編程完成。學生在應用中學習，在學習中應用，可以訓練他們的編程思維，為編寫較大的程序打下堅實的基礎[8]。因此，上機編程是基于高級程序語言的《算法與數據結構》融合教學模式的重點環(huán)節(jié)。上機一般安排為16個學時，建議增加到48學時，每次理論課帶一次上機課，這樣學生可以充分地用高級語言程序，實現數據結構進行實踐編程，真正學會用計算機編程的思維來實現對具體問題的分析。有條件的學校，建議在機房授課，小班授課，能進一步提高學生的編程能力。

四、結論

《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》兩門課程相融合的教學模式，體現了高?！坝嬎銠C理論與編程技能相給合”[9]的專業(yè)可持續(xù)性發(fā)展研究教學，克服了以往《高級語言程序設計》程序設計和《算法與數據結構》分開教學模式的弊端，很好地解決了《高級語言程序設計》與《算法與數據結構》兩門課相脫節(jié)的問題，使數據結構的理論更容易理解和應用，使學生真正掌握程序語言的編程設計方法，學會用程序語言解決實際問題，為今后的學習工作打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]王欣欣.《數據結構》和《C語言》新教學模式研究[J].教育教學論壇，2013，（8）.

[2]徐春雨.高職院校C語言與數據結構課程整合的探索與實踐[J].福建電腦，2010，（10）.

[3]陳紅琳.信管專業(yè)中“C語言”與“數據結構”課程的整合研究[J].電腦學習，2010，（12）.

[4]數據結構講義《互聯網文檔資源》2012[Z].

[5]數據結構教學課件（C語言描述）《互聯網文檔資源》2012[Z].

[6]數據結構（C語言版本）《互聯網文檔資源》2012[Z].

[7]于翔.高職“C語言與數據結構”課程整合教學改革的探索與實踐[J].時代教育，2013，（5）.

[8]數據結構與算法分析第一章緒論《互聯網文檔資源》2012[Z].

[9]王欣欣.數據結構實用教程（C語言版）[M].西安電子科技大學出版社，2016.endprint