獨(dú)立學(xué)院“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)的探討

彭　穎　周金鳳

文章編號：1672-5913(2009)10-0120-02

摘要：本文分析了獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生特點，探討了如何在獨(dú)立學(xué)院上好“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課，列舉了在教學(xué)過程當(dāng)中遇到的問題，并提出了解決辦法，從而達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1引言

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計算機(jī)學(xué)科的核心課程，是編譯原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、人工智能等課程的基礎(chǔ)。同時，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”也是一門內(nèi)容豐富且抽象，實踐性很強(qiáng)的課程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)廣泛應(yīng)用于信息科學(xué)、系統(tǒng)工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)以及各種工程技術(shù)領(lǐng)域。但是，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)時，教師感覺難教，學(xué)生感覺難學(xué)，這個問題不斷困擾著教師和學(xué)生。我們試圖探求一個適應(yīng)于獨(dú)立學(xué)院的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的最有效教學(xué)模式，實現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)。

2獨(dú)立學(xué)院“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)目標(biāo)

獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，學(xué)院的一切教學(xué)都以這個目標(biāo)為中心。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)目標(biāo)是：使學(xué)生透徹地理解各種數(shù)據(jù)對象的特點，掌握數(shù)據(jù)的組織方法和實現(xiàn)方法，并進(jìn)一步培養(yǎng)良好的程序設(shè)計能力和解決實際問題的能力。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的最終目的是獲得求解問題的能力。對于現(xiàn)實世界中的問題，學(xué)生應(yīng)該能從中抽象出一個適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，該數(shù)學(xué)模型在計算機(jī)內(nèi)部用相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示，然后設(shè)計一個解此數(shù)學(xué)模型的算法，再進(jìn)行編程調(diào)試，最后獲得正確的解答方法。

3獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點分析

學(xué)生的個性特點千差萬別，因此培養(yǎng)目標(biāo)也存在差異，所以我們需要根據(jù)實際需要探索滿足教學(xué)需求的教學(xué)模式。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生層次屬于三類本科，有自己的特點：首先，他們是大學(xué)生，有較成熟的思想，開始考慮自己的專業(yè)和就業(yè)問題，也會思考現(xiàn)在的學(xué)習(xí)與將來的工作之間的聯(lián)系；其次，他們有一定的自控能力，但不是很強(qiáng)，容易受外界環(huán)境的干擾，個別同學(xué)沉迷于游戲；第三，他們的基礎(chǔ)知識稍微薄弱，尤其數(shù)理邏輯知識較差，有一定的邏輯思維能力，但不是很強(qiáng)；第四，他們有較強(qiáng)的社會活動能力，愛好實踐活動，有點厭倦理論知識的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的主觀能動性不是很強(qiáng)。

4“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中遇到的問題及解決辦法

在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的實際教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)常提到兩個問題：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底有什么用”，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很難學(xué)”。如果這兩個問題不能及時得到解決，學(xué)生們逐漸在心理上認(rèn)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有用，或者太難學(xué)了，從而失去學(xué)習(xí)動力和興趣。通過與學(xué)生的溝通發(fā)現(xiàn)，他們普遍的問題是：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念記不住；算法能理解，但不能編程實現(xiàn)，而且他們認(rèn)為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難學(xué)”，實際上是因為不知道“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底有什么用”造成的。因此，我們在課程教學(xué)中始終貫穿一個主線：有什么用——怎么用。我們根據(jù)學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的個性特點，精心組織教學(xué)內(nèi)容，不斷加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)，靈活運(yùn)用教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生由被動接收轉(zhuǎn)變成主動學(xué)習(xí)，將這門課程的知識體系建立在實踐的基礎(chǔ)之上，同化在學(xué)生的整個認(rèn)知體系之中。

4.1精心組織教學(xué)內(nèi)容，突出實用性

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)解決實際問題的方法和能力，包括實際問題分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述、求解方法設(shè)計、計算機(jī)實現(xiàn)等幾個步驟。我們應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識到，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課要學(xué)習(xí)的不僅僅是知識，學(xué)習(xí)的目的也不只是為了考試，而是要掌握運(yùn)用計算機(jī)軟件技術(shù)分析和解決應(yīng)用問題的基本方法，這對今后的學(xué)習(xí)和工作都非常重要。

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程主要介紹線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)這三大基本結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)和基本操作。這些理論知識涉及的概念、算法比較多且細(xì)，并自成體系。學(xué)生如果不理解這些概念，很難記住，更談不上應(yīng)用，從而喪失學(xué)習(xí)的信心。為此，從第一次課開始，我們就導(dǎo)入許多實用有趣的問題，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如排隊購票的線性結(jié)構(gòu)，人機(jī)對弈問題中的樹結(jié)構(gòu)，旅游線路中的圖結(jié)構(gòu)等。在教學(xué)過程中，我們將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合，將這些知識變?yōu)橛幸饬x的學(xué)習(xí)材料，使其與學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生有意義的學(xué)習(xí)。例如：

(1) 順序表：計算機(jī)語言一般用數(shù)組實現(xiàn)，可用來描述平面或立體空間，Windows操作系統(tǒng)自帶的掃雷游戲的雷區(qū)狀況就用二維數(shù)組來描述。

(2) 鏈表：鏈表可用來描述射擊游戲中的子彈，驅(qū)動程序也可用鏈表實現(xiàn)。

(3) 棧和隊列：排隊購票是生活中隊列的例子，計算機(jī)的打印操作用到隊列；計算機(jī)的計算、文本編輯等用到棧。

(4) 二叉樹：學(xué)院行政關(guān)系、家譜、各種比賽的淘汰賽是生活中樹的例子；赫夫曼樹的應(yīng)用，操作系統(tǒng)中進(jìn)程的描述。

(5) 圖：路線問題，工程問題，游戲中的情節(jié)描述等用到圖。

另外，我們精心制作課件，控制好內(nèi)容的深度和廣度，將內(nèi)容分重點、難點進(jìn)行組織，每個知識點由淺入深地導(dǎo)入，合理分配學(xué)時；對于課程中的算法，采用先用自然語言或流程圖描述，再用偽代碼實現(xiàn)，最后用計算機(jī)語言實現(xiàn)的方式；對于一些經(jīng)典算法和難以理解的算法，精心制作動畫，將每一步的變化過程呈現(xiàn)出來，如：鏈表的插入、刪除，棧、樹、圖的基本操作，數(shù)據(jù)的查找、排序等。在課堂講授時，盡量采用淺顯易懂的語言和事例描述概念和定理，例如解釋AOE網(wǎng)中事件的最早發(fā)生時間和最遲發(fā)生時間，將其與聚會時各個同學(xué)的出發(fā)時間、行程時間、到達(dá)時間，以及聚會開始時間相聯(lián)系，學(xué)生就很容易理解?？傊?，我們盡量讓學(xué)生體會到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有用，并且易學(xué)，以愉悅的心情進(jìn)行高效學(xué)習(xí)。

4.2合理設(shè)計實驗內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)實踐性

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門理論與實踐并重的課程。實踐教學(xué)是為了幫助學(xué)生深化課堂所學(xué)的理論知識，理解并掌握基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。但在實踐教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的編程能力不強(qiáng)，很多算法能夠理解，不能實現(xiàn)，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的挫敗感。主要有以下情況：

(1) 學(xué)生的程序設(shè)計能力稍差

以C語言為例，學(xué)生對其中的指針、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體等理解不透徹，而這些在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述中恰恰用得多。有些學(xué)生見到這種情況就開始畏懼，從心理上認(rèn)定自己學(xué)不好。此時，我們應(yīng)該鼓勵學(xué)生實踐的目的不是培養(yǎng)程序員，是體會和驗證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論方法。同時，我們在課程教學(xué)過程中針對這些掌握不牢的知識進(jìn)行講解。更重要的是，我們應(yīng)當(dāng)在講授“C語言程序設(shè)計”這門課程時重點講解這些知識,更好地將這兩門課程的知識融合在一起。另外，我們在實踐中提供大量的經(jīng)典源代碼供學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)模仿，鼓勵學(xué)生以小組進(jìn)行討論，互相幫助，交流心得和技巧。實際教學(xué)表明，學(xué)生間的互相指導(dǎo)更能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

(2) 學(xué)生對上機(jī)實踐不重視

我們應(yīng)該從理論上闡明實踐的重要性，更重要的是要以新穎示例啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。對于實驗題目的設(shè)計，我們堅持新穎性、層次性。首先，題目的難易程度要照顧所有學(xué)生，分必做和選做；其次，題目的層次要考慮學(xué)生的個體差異，分驗證性、設(shè)計性、綜合性；第三，題目的內(nèi)容要符合實際教學(xué)和實踐應(yīng)用的需要。另外，我們還給學(xué)生一個自擬題目的機(jī)會，讓學(xué)生自由發(fā)揮。學(xué)生非常喜歡這種實踐教學(xué)形式，學(xué)習(xí)效果明顯。

在整個實踐教學(xué)過程中，我們堅持嚴(yán)格的過程監(jiān)管，實行考核制度，包括實驗課考勤、驗收程序、評價實驗報告等，以此促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

此外，我們組織學(xué)生申報創(chuàng)新項目，參加數(shù)學(xué)建模大賽等，并派專門的指導(dǎo)老師進(jìn)行指導(dǎo)，讓實踐教學(xué)融于學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程。實際情況表明，學(xué)生參與的積極性非常高，學(xué)習(xí)的主觀能動性增強(qiáng)，個人潛力得到了極大的發(fā)揮，也促進(jìn)了良好學(xué)風(fēng)的建設(shè)。

4.3靈活運(yùn)用教學(xué)方式，增強(qiáng)主動性

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的內(nèi)容相當(dāng)抽象，概念和算法相當(dāng)枯燥。為了使學(xué)生一直保持學(xué)習(xí)注意力，我們在課堂上采用多種教學(xué)方式。

(1) 教師提出問題——學(xué)生分析問題(教師不斷引導(dǎo))——學(xué)生解決問題——教師總結(jié)

這種方式有利于保持教師與學(xué)生的互動，讓學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)中來。在教學(xué)過程中，不斷采用這樣的方式，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)習(xí)效果好。

(2) 教師布置任務(wù)——學(xué)生小組完成任務(wù)——學(xué)生自我評價——教師總結(jié)

這種方式有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)凝聚力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力。學(xué)生通過互相幫助學(xué)習(xí)，在集體中不斷被肯定，滿足了自我表現(xiàn)的要求，也逐漸確立了學(xué)習(xí)的自信心。實際教學(xué)表明，適當(dāng)采用這種方式可以極大地帶動全班學(xué)生的學(xué)習(xí)活力。

(3) 教師布置任務(wù)——學(xué)生單獨(dú)完成任務(wù)——教師評價——反饋

學(xué)生通過評價反饋不斷地了解自己的真實學(xué)習(xí)情況，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心。實際教學(xué)表明，這種方式對于學(xué)習(xí)較好的學(xué)生尤其有效，他們從教師的評價中得到一種成就感和滿足感，更好地激起愛學(xué)的興趣，挖掘出更大的潛力。

(4) 教師提出問題——教師單獨(dú)輔導(dǎo)——學(xué)生反饋

這種方式有利于教師了解學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)，也增強(qiáng)了師生間的交流。實際教學(xué)表明，這種方式對于性格內(nèi)向、學(xué)習(xí)稍差的學(xué)生尤其有效，他們充分解決了自己的疑問，同時也得到了鼓勵，更好地與其他同學(xué)融合在一起。

此外，我們還充分利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓所有學(xué)生共享一切教學(xué)資源，為學(xué)生營造一個良好的課外學(xué)習(xí)環(huán)境。首先，將各種教學(xué)資源，包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、參考資料等以電子形式發(fā)布，實現(xiàn)學(xué)生自學(xué)。其次，發(fā)布在線評價測試系統(tǒng)，實現(xiàn)學(xué)生自我評價。第三，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線、離線答疑。這些方式滿足了學(xué)生離開課堂后的學(xué)習(xí)需求，及時地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。實際教學(xué)表明，這種方式極大地輔助了教師的教學(xué)，促進(jìn)了整個教學(xué)活動的順利開展。

5結(jié)束語

我們通過調(diào)查分析獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點，針對實際教

學(xué)中出現(xiàn)的問題，采用了具體方式進(jìn)行解決，形成了自己較好的教學(xué)模式，極大地提高了教學(xué)效果。在今后的教學(xué)工作中，我們將不斷探索，不斷提高教師的教學(xué)水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)教學(xué)效益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 嚴(yán)蔚敏,吳偉民. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2008.

[2] 高嵐. 以培養(yǎng)實踐能力為核心的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)方法探討[J]. 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2008,24(8):49-51.

[3] 楊誼. 關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)反思[J]. 南方醫(yī)學(xué)教育,2007(3):12-13.

[4] 葛亞平,李春生,王巧玲. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在游戲中的應(yīng)用[J]. 今日科苑,2007(12):248-249.

Discussion on the Teaching of Data Structure at Independent College

PENG Ying1，ZHOU Jin-feng2

(1. Guangxi University Xingjian College of Science and Liberal Arts, Nanning 530001, China ;

2. Guangxi Teachers Education University, Nanning530001, China )

Abstract: The article analyzes the teaching goal and students characteristic at Independent Colleges, and discusses how to teach the Data Structure at Independent College for application-oriented personnel.

Key words: Independent College; Data Structure; teaching