高職院?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”改革設(shè)計(jì)

宋　穎　劉思遠(yuǎn)　畢明超

文章編號(hào)：1672-5913(2009)08-0050-02

摘要：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中的一門較重要的必修課程，但因其理論性強(qiáng)、思維抽象、理解難度較大等特點(diǎn)，實(shí)際教學(xué)效果往往不夠理想，因此，本文對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并就如何提高“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)效果，提出在教學(xué)改革方面的一些設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：高等職業(yè)教育；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1引言

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)一門重要的必修課，是高職專升本、本科考研的必考課程之一，在整個(gè)課程體系中處于承上啟下的核心地位。一方面擴(kuò)展和深化在“離散數(shù)學(xué)”、“程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言”(目前以C、C++語(yǔ)言居多)等課程學(xué)到的基本技術(shù)和方法，另一方面為進(jìn)一步學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫(kù)原理”、“軟件工程”、“編譯原理”等專業(yè)課奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，可以說(shuō)，對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的掌握程度直接影響到學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。因此，我們有必要探討“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，并且結(jié)合高職學(xué)生的實(shí)際情況，總結(jié)設(shè)計(jì)出一套有效的教學(xué)方法。

2 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

學(xué)生在學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程時(shí)，普遍對(duì)課本內(nèi)容理解困難，對(duì)算法設(shè)計(jì)題感到無(wú)從下手，上機(jī)調(diào)試程序時(shí)更不知如何操作。對(duì)此情況我們進(jìn)行了認(rèn)真分析，得出如下結(jié)論：

(1) 學(xué)生對(duì)本門課程的誤解，造成學(xué)習(xí)積極性不高?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程是專業(yè)基礎(chǔ)課，但是它既不像網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)那樣生動(dòng)有趣，又不像Visual Foxpro等課程直接可以應(yīng)用于將來(lái)的工作中。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生感到“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”不過(guò)是一些理論和程序的堆砌，常常問(wèn)老師：“‘?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)完后有什么用？”，由于學(xué)生不能正確認(rèn)識(shí)該課程的作用，故學(xué)習(xí)的積極性不高。

(2)“C語(yǔ)言”(或其它程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言)課程開設(shè)不足，為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)埋下隱患?！癈語(yǔ)言”(或其它程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言)為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的前導(dǎo)課程之一，學(xué)生對(duì)它的熟悉及掌握程度直接關(guān)系到“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)效果。

特別是對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中使用頻率最高的C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體、指針的認(rèn)識(shí)和理解不深，對(duì)函數(shù)參數(shù)、函數(shù)調(diào)用的知識(shí)點(diǎn)不熟練。這些內(nèi)容在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)過(guò)程中，盡管老師費(fèi)勁唇舌，學(xué)生仍然模糊不清，致使教學(xué)效果不理想，部分學(xué)生還產(chǎn)生畏難和厭學(xué)情緒，甚至喪失對(duì)該課程學(xué)習(xí)的興趣和信心。

(3) 課程自身問(wèn)題，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、瑣碎、概念多，所有內(nèi)容均自成體系，相互之間的銜接線索很少，總體感覺(jué)內(nèi)容零散，沒(méi)有一個(gè)整體的知識(shí)框架體系，特別是部分知識(shí)點(diǎn)和算法難于理解，大部分學(xué)生常常覺(jué)得教科書中的內(nèi)容與具體的算法相距甚遠(yuǎn)，無(wú)從下手，甚至在課程學(xué)習(xí)結(jié)束以后，都不知道自己到底學(xué)了些什么。

(4) 實(shí)踐教學(xué)課時(shí)少，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門理論與實(shí)踐并重的課程，現(xiàn)在的上機(jī)課時(shí)僅為20課時(shí)，實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重不足。還有些教師往往只注重理論教學(xué)，把實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)全部變?yōu)榱死碚摻虒W(xué)，這樣學(xué)生學(xué)起來(lái)更是枯燥乏味，對(duì)程序與算法之間的轉(zhuǎn)換就更難以實(shí)現(xiàn)。

3教學(xué)改革設(shè)計(jì)的實(shí)施

通過(guò)對(duì)上述存在的問(wèn)題總結(jié)分析后，我們從以下幾個(gè)方面對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程進(jìn)行了改革設(shè)計(jì)。

(1) 運(yùn)用聯(lián)系的觀點(diǎn)闡述課程作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程是計(jì)算機(jī)體系中不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)中我們采用聯(lián)系的觀點(diǎn)，把“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程納入整個(gè)計(jì)算機(jī)體系教學(xué)，學(xué)生就能認(rèn)識(shí)到課程的重要性，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如我們講到鏈表時(shí)，可以有意把內(nèi)容延伸到操作系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)內(nèi)存分配；講樹型結(jié)構(gòu)時(shí)，可以與文件夾結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起；講圖結(jié)構(gòu)的最小生成樹，可以聯(lián)系局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)；講查找技術(shù)，可以涉及網(wǎng)絡(luò)的搜索引擎等等。這樣不僅講課活潑生動(dòng)，而且還能引起學(xué)生聯(lián)想，刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，收到良好的教學(xué)效果。

(2) 解決C語(yǔ)言的不足?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)過(guò)程中主要運(yùn)用的是C語(yǔ)言的指針、函數(shù)、數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)以及結(jié)構(gòu)體類型來(lái)分析和解決問(wèn)題。對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，C語(yǔ)言運(yùn)用能力不是很強(qiáng)，如果在上課時(shí)直接切入主題，就會(huì)使學(xué)生有云山霧罩的感覺(jué)。要解決這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)該在教學(xué)中注意做到以下兩點(diǎn)：一是與“C語(yǔ)言”的授課教師做好教學(xué)的溝通工作，統(tǒng)籌安排各部分的授課時(shí)間，保證指針、函數(shù)、及結(jié)構(gòu)體等內(nèi)容有足夠的時(shí)間，并將其作為重點(diǎn)講授并加強(qiáng)上機(jī)實(shí)踐，讓學(xué)生掌握C語(yǔ)言的精華。二是在學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程初期，指導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地復(fù)習(xí)指針、函數(shù)、及結(jié)構(gòu)體等知識(shí)點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)它們?cè)跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的重要性。例如在課堂上以一個(gè)實(shí)例的形式對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，尤其指出學(xué)生難理解、易混淆和犯錯(cuò)誤的地方，另外布置大量涉及這些知識(shí)點(diǎn)的作業(yè)，通過(guò)批改作業(yè)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題然后反復(fù)進(jìn)行講解。

(3) 注意課堂語(yǔ)言的藝術(shù)性、趣味性，以激發(fā)學(xué)生的求知欲。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門理論性很強(qiáng)的課程，其概念特別抽象。高職學(xué)生的理論基礎(chǔ)普遍較弱，所以如果像本科教學(xué)一樣，單純地用課堂語(yǔ)言教學(xué)，高職學(xué)生理解起來(lái)有一定難度，而且會(huì)感到枯燥，因此，教師在授課時(shí)要講究語(yǔ)言的藝術(shù)性，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際，使用更加通俗、形象、生動(dòng)、直觀的教學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行講授。例如堆棧的結(jié)構(gòu)和運(yùn)算可以和生活中的洗碗結(jié)合起來(lái)；隊(duì)列可以和學(xué)生去食堂排隊(duì)買飯結(jié)合起來(lái)；無(wú)向圖可以和城市的公路交通網(wǎng)(若無(wú)單行道)結(jié)合起來(lái)，有向圖可以和來(lái)水主管網(wǎng)結(jié)合起來(lái)。通過(guò)這樣的比喻說(shuō)明，學(xué)生不僅聽起來(lái)有興趣，易于理解，而且效果也比只單純地“照本宣科”講定義要強(qiáng)的多，能夠達(dá)到事半功倍的效果。

(4) 抓好實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高算法設(shè)計(jì)能力?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是實(shí)踐很強(qiáng)的一門課程，不僅要學(xué)習(xí)理論知識(shí)，更要注重上機(jī)實(shí)踐。通過(guò)上機(jī)實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證理論內(nèi)容并加深對(duì)各種算法的透徹理解，結(jié)合高職學(xué)生學(xué)習(xí)能力不足的實(shí)際情況，我們從以下三個(gè)方面加強(qiáng)和改進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)：一是學(xué)期初兩周內(nèi)給出適當(dāng)?shù)纳蠙C(jī)實(shí)驗(yàn)題目復(fù)習(xí)C程序語(yǔ)言中的指針、結(jié)構(gòu)體和函數(shù)等知識(shí)點(diǎn)，并根據(jù)上機(jī)實(shí)驗(yàn)的情況對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中常用及易出錯(cuò)的地方進(jìn)行集體重點(diǎn)講解，為后面算法的上機(jī)實(shí)驗(yàn)打好編程語(yǔ)言基礎(chǔ)。二是為打消學(xué)生實(shí)現(xiàn)類C語(yǔ)言算法描述和C語(yǔ)言源程序的轉(zhuǎn)換的畏難情緒，前兩次上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以先給出完整的源程序，讓學(xué)生在主函數(shù)中添加語(yǔ)句來(lái)體驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本操作的執(zhí)行，再逐步過(guò)渡到自己編寫完整的源程序。三是精心設(shè)計(jì)上機(jī)習(xí)題同時(shí)注意進(jìn)行分層次的個(gè)性化教學(xué)。從不同學(xué)生的實(shí)際水平、基礎(chǔ)出發(fā)，來(lái)設(shè)計(jì)不同難度的實(shí)驗(yàn)題目，給出不同的實(shí)驗(yàn)條件和要求，盡量讓所有學(xué)生通過(guò)自己的努力獲得實(shí)驗(yàn)的成功并掌握基本知識(shí)，從而最大程度地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。例如，對(duì)堆?？梢栽O(shè)計(jì)建棧、出棧、入棧和后綴表達(dá)式求值實(shí)驗(yàn)；關(guān)于樹可以設(shè)計(jì)二叉樹的建立和遍歷及給定一棵二叉樹，打印指定結(jié)點(diǎn)的雙親和所有的孩子結(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。基本操作實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)選擇完成。另外對(duì)于難度小的實(shí)驗(yàn)要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成，而對(duì)實(shí)驗(yàn)難度稍大的允許以2到3人以小組形式完成或給出部分代碼或提示。

(5) 對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和歸納提煉。由于高職學(xué)生自學(xué)能力薄弱，再加上“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容繁多、零散，不具備一個(gè)整體性，因此在教學(xué)中要求做到如下兩點(diǎn)：一是教師要分析清楚數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，在授課時(shí)始終貫穿“一中心、四結(jié)構(gòu)、兩存儲(chǔ)”的原則。“一中心”是算法設(shè)計(jì)建立于邏輯結(jié)構(gòu)，算法實(shí)現(xiàn)依賴與邏輯結(jié)構(gòu)?！八慕Y(jié)構(gòu)”是指集合結(jié)構(gòu)、線性結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)?！皟纱鎯?chǔ)”是指順序存儲(chǔ)、鏈接存儲(chǔ)。二是把握重點(diǎn)。在貫穿“一中心、四結(jié)構(gòu)、兩存儲(chǔ)”的原則講授內(nèi)容時(shí)，要把握好重點(diǎn)，有選擇有層次地教學(xué)。例如，線性表是最常用且最簡(jiǎn)單的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，棧和隊(duì)列是操作受限的線性表，樹和圖往往要做線性化處理，因此要把線性表作為重中之重的內(nèi)容進(jìn)行透徹的剖析。對(duì)于線性表的兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)順序表和單鏈表，把單鏈表作為重點(diǎn)和難點(diǎn)來(lái)講授和上機(jī)實(shí)驗(yàn)。再如，二叉樹的遍歷操作為重點(diǎn)來(lái)講授和上機(jī)實(shí)驗(yàn)，而哈夫曼算法作為可選的上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

4結(jié)束語(yǔ)

由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，以理論為主，而高職教學(xué)是以實(shí)踐教學(xué)為主的教學(xué)。因此，如何將這門理論性很強(qiáng)的課程同高職的實(shí)踐性教學(xué)相結(jié)合，值得我們進(jìn)一步研究。在高職課程改革進(jìn)行的如火如荼的今天，可以相信，只要我們從思想上重視“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程改革與設(shè)計(jì)，不斷提高自身的教學(xué)能力，采用合理的教學(xué)方法，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)必將取得良好的效果。

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