劉小飛　李社蕾　李明杰

摘 要 文章分析了當(dāng)前應(yīng)用型本科高校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的主要問題，結(jié)合應(yīng)用型本科高校學(xué)生的特點和就業(yè)趨勢，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革探索，包括課程內(nèi)容及其組織順序的調(diào)整、實踐教學(xué)的改革、教學(xué)方法的改進(jìn)、注重過程化考核等。教學(xué)過程中采用了改進(jìn)的案例化教學(xué)法，加大了實踐教學(xué)內(nèi)容的分量，以實踐促進(jìn)學(xué)生動手能力和思維能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新，完善該門課程的理論知識的講解，構(gòu)建該門課程知識系統(tǒng)。實踐表明，改革后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程更符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，是對應(yīng)用型本科培養(yǎng)模式的有效探索。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 教學(xué)改革 教學(xué)方法

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.062

Discussion on Teaching Reform of Data Structure in Application

-oriented Universities

——Take Sanya University as an example

LIU Xiaofei， LI Shelei， LI Mingjie

（School of Information & Intelligence Engineering， Sanya University， Sanya， Hainan 572022）

Abstract This paper analyzes the main problems existing in the current application oriented university teaching in data structure， combined with the characteristics and trend of employment of applied undergraduate students， each part of the data structure of the teaching reform， including curriculum content and organization order adjustment， practice teaching reform， improve teaching methods， pay attention to the process of assessment etc.. In the teaching process， case teaching method improvement， increase the teaching content of the components， and promote the cultivation of students' practical ability and innovative thinking ability in practice， improve the course of the theory of knowledge， the construction of the course system of knowledge. Practice has shown that the reform of the data structure curriculum more in line with the needs of application-oriented personnel training， stimulate the enthusiasm of students， is an effective exploration of application-oriented undergraduate training mode.

Keywords data structure； teaching method； teaching reform

0 引言

作為軟件工程和計算機科學(xué)等專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是程序設(shè)計和軟件開發(fā)的主要工具和核心構(gòu)件，處于計算機學(xué)科中的基礎(chǔ)戰(zhàn)略地位。我校緊緊圍繞特色鮮明的應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)定位，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為主線，不斷推進(jìn)教學(xué)改革，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。本文對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)模式的探索，將基于對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的理解，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為改革目標(biāo)，從而完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)模式。

1 應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀分析

筆者通過近幾年在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課堂上的實踐教學(xué)，對遇到的一些重要問題，歸納總結(jié)如下：

1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)知識沒有完全掌握

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重要的先修課程就是C語言程序設(shè)計，相較于重點高校學(xué)生，應(yīng)用型本科高校學(xué)生的基礎(chǔ)會偏弱一些，而且往往沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也缺乏探索鉆研的主動性。教學(xué)實際情況表明，大多數(shù)學(xué)生的C語言學(xué)習(xí)效果不佳。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中會頻繁用到函數(shù)、指針和結(jié)構(gòu)體等C語言中非常重要的概念，這些概念在現(xiàn)有很多C語言教材中都是后面幾章的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生在C語言學(xué)習(xí)的后段往往表現(xiàn)出倦怠的情緒，沒有對這些知識進(jìn)行良好的掌握。這些先導(dǎo)課程中的概念性知識沒有掌握，會導(dǎo)致學(xué)生在剛接觸這門課程時就處于落后狀態(tài)，學(xué)生覺得力不從心，就會逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。

1.2 教學(xué)用書內(nèi)容繁雜，且不夠生動形象

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程的教學(xué)用書，一直選擇清華大學(xué)嚴(yán)蔚敏老師的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》一書，該教材理論完善，邏輯性、抽象性強，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典教材。但對于民辦高校的學(xué)生來說，該教學(xué)用書的理論較為艱深，所有教材中的案例都使用了算法設(shè)計語言進(jìn)行描述，這是本書的一大特色。但對于沒有完全構(gòu)建程序設(shè)計思想，且編程能力偏弱的學(xué)生來說，想將教材中的案例轉(zhuǎn)換為可以實際運行出來的程序，顯得非常吃力，這不利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和提高。endprint

1.3 實踐課時不足，學(xué)生實踐能力欠缺

與理論課時相比，實驗課時所占比重較低，沒有充足的實踐教學(xué)時間，再加上學(xué)生沒有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)熱情，這直接導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理論和實踐脫節(jié)，更遑論能否取得良好的實踐教學(xué)成效。有很大一部分學(xué)生在課堂上即便已經(jīng)理解了教師講解的知識點，但當(dāng)遇到實際問題時卻覺得無從下手，不知道該利用哪些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原理進(jìn)行求解，也無法體會數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用價值，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。

2 教學(xué)改革探討

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容多、概念多、方法多、邏輯性強、高度抽象、實踐性強。許多學(xué)生感覺數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)枯燥難學(xué)，雖然知道不少數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念，但在真實問題上使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)卻頗感吃力或不知所措。根據(jù)我校學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，通過近幾年的實踐教學(xué)經(jīng)驗，要想提高實際教學(xué)質(zhì)量，可以采取以下幾個改進(jìn)措施：

2.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，面向應(yīng)用，立足基礎(chǔ)

以“夠用”為標(biāo)準(zhǔn)，壓縮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的理論教學(xué)學(xué)時，擴(kuò)展在實際行業(yè)和領(lǐng)域中應(yīng)用的經(jīng)典算法和案例，使學(xué)生不僅僅局限于書本中的算法和技術(shù)。對于教學(xué)過程的組織和教學(xué)內(nèi)容的安排都應(yīng)更加合理，在課前要對教學(xué)用例和實際情景進(jìn)行細(xì)致設(shè)計，對可能遇到的問題做好準(zhǔn)備，講授過程中要清晰易懂，舉例恰當(dāng)，以能驗證所講知識點為宜，使學(xué)生充分掌握編程的基本思想，要引導(dǎo)學(xué)生主動思考、獨立解決問題。

2.2 采用案例教學(xué)法， 優(yōu)化教學(xué)手段

要想讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對于復(fù)雜抽象的理論知識有較好的理解，就必須在教學(xué)過程中引入恰當(dāng)?shù)陌咐嵺`證明，在教學(xué)過程中融入具備知識性和趣味性的案例，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大作用，較易實現(xiàn)課堂教學(xué)目標(biāo)。引子很重要，例如在講解數(shù)據(jù)組織和操作的關(guān)系時，利用圖書的擺放策略，讓學(xué)生思考如何擺放圖書；在線性表的教學(xué)中，對圖書館圖書數(shù)據(jù)的存儲和實現(xiàn)進(jìn)行講解；以排隊體檢為教學(xué)模型引出隊列這一概念；在樹的教學(xué)中，將樹形結(jié)構(gòu)與家族中的家譜聯(lián)系起來；在圖的教學(xué)中，先介紹城市公交線路查詢系統(tǒng)；讓學(xué)生思考登錄QQ的時候，QQ服務(wù)器如何核對身份，Baidu如何搜索，從而引出散列查找的思想。所要講解的知識正好可以用這些案例來形象詮釋，學(xué)生聽講的時候興致很高，課堂氣氛熱烈，潛移默化中便理解了所學(xué)內(nèi)容。案例教學(xué)法能得以存在和發(fā)展，即是因為它符合認(rèn)知規(guī)律，用于學(xué)生對復(fù)雜抽象問題的理解再好不過，引導(dǎo)學(xué)生掌握相應(yīng)的知識和技能，使教學(xué)情境和實際應(yīng)用之間的過渡非常自然，使學(xué)生具備應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中所學(xué)知識去處理實際問題的能力。

實際教學(xué)中，要合理利用多種教學(xué)手段和資源，比如網(wǎng)上視頻資源等。在實際課堂教學(xué)中以更加形象的動畫形式給學(xué)生講解各種數(shù)據(jù)類型的變化，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解更加清晰直觀，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。又比如對于二叉樹的講解，可以動態(tài)演示二叉樹的定義、遍歷和線索等知識，學(xué)生就很容易理解各操作過程。講解各種排序算法時，可以給學(xué)生播放匈牙利Sapientia大學(xué)的6種排序算法舞蹈視頻，這是非常有創(chuàng)意的算法視頻，使學(xué)生能真切而細(xì)致地理解算法執(zhí)行過程中各要素的同步變化狀況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)的趣味性。

2.3通過細(xì)致安排實踐教學(xué)來培養(yǎng)應(yīng)用型人才

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程的實驗可以分為驗證類實驗、設(shè)計類實驗以及綜合類實驗。以學(xué)習(xí)線性表為例，切忌上來就讓學(xué)生根據(jù)題目編寫代碼。一方面是過了一個假期，對所學(xué)的C語言知識有所遺忘；另一方面，這門課程涉及很多復(fù)雜概念，比如函數(shù)、結(jié)構(gòu)體等，編程相對困難。因此，先從驗證性實驗入手，引導(dǎo)學(xué)生獨立完成相應(yīng)的設(shè)計與實現(xiàn)，使學(xué)生樹立信心。

待學(xué)生略窺門路之后，再加入設(shè)計類的實踐內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力。在學(xué)期后段，設(shè)計一些難易程度適中的綜合性題目，作為這門課程的課程設(shè)計，訓(xùn)練學(xué)生綜合運用知識的能力。課程設(shè)計題目覆蓋的知識點應(yīng)盡可能避免單一，課程設(shè)計題目設(shè)計和實施中，要給學(xué)生留出發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的空間。題目中設(shè)計的編程難度和廣度可適當(dāng)擴(kuò)展，并培養(yǎng)學(xué)生良好的編程習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)，實驗分組完成，一般以3個學(xué)生為一小組，在一定程度上使得學(xué)生的實踐能力和團(tuán)隊合作能力得到鍛煉。

綜合性實驗完成后要上交完整的實驗報告，報告里至少應(yīng)該包含四個部分：（1）對實驗內(nèi)容的簡單介紹；（2）算法說明；（3）測試結(jié)果；（4）分析與探討。其中前兩部分以及整個報告的通篇校對工作，應(yīng)由組內(nèi)的一位同學(xué)作為文檔編輯人員專門負(fù)責(zé)，后兩部分由組內(nèi)的測試員負(fù)責(zé)。程序代碼實驗由編程員負(fù)責(zé)，每組的三個學(xué)生在完成不同的實驗題目時均衡體驗三種不同的角色。

2.4 教學(xué)過程跟蹤考察，教學(xué)質(zhì)量跟蹤推進(jìn)

結(jié)果當(dāng)然重要，但過程同樣重要。對教學(xué)過程進(jìn)行重點監(jiān)管和考察，保證整體的教學(xué)質(zhì)量。教師要對平時出勤、課堂實驗和課后作業(yè)等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行正確有效的監(jiān)管，對某些環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題要及時解決。在評定學(xué)生的課程成績時，要充分體現(xiàn)過程化考核的標(biāo)準(zhǔn)，對各重要教學(xué)環(huán)節(jié)都要分配合理的考核權(quán)重。重視過程，鼓勵學(xué)生獨立思考，積極創(chuàng)新。

3 結(jié)束語

對當(dāng)前應(yīng)用型本科院校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題，依據(jù)筆者的教學(xué)實踐經(jīng)驗，進(jìn)行了一些教學(xué)方法和教學(xué)手段的探討?？偟膩碚f，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程特點及我校學(xué)生的實際情況，應(yīng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，面向應(yīng)用，立足基礎(chǔ)；要合理利用多種教學(xué)手段和資源，要為提高教學(xué)質(zhì)量而不斷改進(jìn)教學(xué)方法；要通過對實踐教學(xué)的細(xì)致安排來實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)；最后為保證教學(xué)質(zhì)量，要重視教學(xué)過程跟蹤考察。實踐證明，上述教學(xué)改革有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘懋元.什么是應(yīng)用型本科？[J].高校探索，2010（1）：10-11.

[2] 王淮亭.“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”實踐教學(xué)探討與研究[J].計算機教育，2009（12）：133-134.

[3] 洪熹.應(yīng)用型本科《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)研究[J].福建電腦，2013（3）：202-203.

[4] 吳長偉；齊浩亮；鄧紅.面向應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)探討[J].黑龍江科技信息， 2011（23）：224-224.endprint