張 飛，黃治國(guó)，汪 洋

（黃淮學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，河南 駐馬店 463000）

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革研究

張 飛，黃治國(guó)，汪 洋

（黃淮學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，河南 駐馬店 463000）

文章對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的改革進(jìn)行了探討，提出了其課程體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方案，給出了一套應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)模式．

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程體系；教學(xué)方法；改革

教師是教學(xué)活動(dòng)的直接組織者和實(shí)施者，在教學(xué)中發(fā)揮著極其重要的作用．課程教學(xué)改革的關(guān)鍵是教師教育觀念的轉(zhuǎn)變．實(shí)踐證明，教學(xué)內(nèi)容的選擇，教學(xué)方法的采用都會(huì)直接影響教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，影響著人才培養(yǎng)質(zhì)量．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心課程，是計(jì)算機(jī)理論與技術(shù)的重要基石，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)人才素質(zhì)培養(yǎng)框架中的中堅(jiān)課程，對(duì)學(xué)生軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，可為學(xué)生今后的專業(yè)生涯打下牢固基礎(chǔ)．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在大學(xué)二年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)，具有承上啟下的作用，既對(duì)學(xué)生學(xué)過(guò)的軟件技術(shù)課程進(jìn)行總結(jié)提高，又為后續(xù)專業(yè)課程提供基礎(chǔ)．本文就課程教學(xué)內(nèi)容體系、能力培養(yǎng)、教學(xué)方法、教學(xué)資源建設(shè)等進(jìn)行探討，找出適合應(yīng)用型本科的課程教學(xué)模式．

1 構(gòu)建先進(jìn)科學(xué)的課程體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)與本學(xué)科的問(wèn)題求解理論和設(shè)計(jì)方法論相適應(yīng)，準(zhǔn)確把握課程體系的本質(zhì)．

1.1 制訂實(shí)施符合新技術(shù)要求的教學(xué)大綱

課程體系結(jié)構(gòu)包含概念表述、構(gòu)建數(shù)據(jù)模型、設(shè)計(jì)算法三個(gè)層面，突出數(shù)據(jù)組織方法與算法設(shè)計(jì)技術(shù)，將整個(gè)知識(shí)體系劃分為核心知識(shí)集合模塊與不同的擴(kuò)展知識(shí)模塊，以適應(yīng)不同層次的教學(xué)需求．

(1)突出貫穿程序設(shè)計(jì)與軟件工程的新技術(shù)．要引入抽象數(shù)據(jù)類型的概念來(lái)介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)新技術(shù)，集中體現(xiàn)分解、抽象和信息隱蔽的基本原則，展示由數(shù)學(xué)模型經(jīng)抽象數(shù)據(jù)類型到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換三個(gè)重要階段，抓住抽象數(shù)據(jù)類型的中樞位置．

(2)制訂符合新技術(shù)發(fā)展要求的課程大綱．要以訓(xùn)練構(gòu)造性思維為重點(diǎn)，以強(qiáng)化程序抽象能力和培養(yǎng)數(shù)據(jù)抽象能力為指導(dǎo)，把握課程體系結(jié)構(gòu)的本質(zhì)．要適時(shí)修訂教學(xué)大綱與實(shí)驗(yàn)大綱，以滿足學(xué)科發(fā)展對(duì)課程教學(xué)的要求．

1.2 教學(xué)內(nèi)容增進(jìn)實(shí)用性

(1)選用有特色的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)新教材．教材建設(shè)是提高教學(xué)質(zhì)量的基本建設(shè)之一．教材是大綱精神的具體實(shí)施，是知識(shí)點(diǎn)的載體．教材的科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，為知識(shí)的傳授和能力的培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)．根據(jù)課程技術(shù)性的特點(diǎn)，將教學(xué)內(nèi)容分為三層次：第一個(gè)層次是基本概念部分；第二個(gè)層次是基本結(jié)構(gòu)部分，包括線性結(jié)構(gòu)（線性表、棧和隊(duì)列、串、數(shù)組與廣義表）與非線性結(jié)構(gòu)（樹、圖）；第三個(gè)層次是基本技術(shù)部分，包括查找與排序方法．按照三層次法組織的教材內(nèi)容，包含許多精彩的經(jīng)典算法，可為學(xué)習(xí)者繼續(xù)拓展提供思路．

(2)補(bǔ)充與新技術(shù)接軌的實(shí)用性技術(shù)．由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，而教材內(nèi)容與新技術(shù)接軌慢，這就要求教師要及時(shí)補(bǔ)充教材外的實(shí)用性新技術(shù)，引入面向?qū)ο蟮男掠^點(diǎn)，補(bǔ)充技術(shù)發(fā)展新內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容與新技術(shù)接軌，增強(qiáng)實(shí)用性．

2 教學(xué)方法改革

根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)，教師在教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)講述基本概念、基本邏輯結(jié)構(gòu)、基本的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及經(jīng)典算法，并注重其拓展應(yīng)用．

(1)理論課教學(xué)．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容較抽象，在理論課的講授中應(yīng)注重提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性．同時(shí)，利用多媒體輔助教學(xué)手段，把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中抽象的算法執(zhí)行過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬演示出來(lái)或供學(xué)生課后觀察體會(huì)．這在一定程度上可化抽象為直觀，使學(xué)生能更好地理解算法的思考過(guò)程．

(2)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)．第一次上機(jī)實(shí)驗(yàn)應(yīng)把本課程的編程框架用統(tǒng)一模板規(guī)劃出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)編程，然后讓他們上機(jī)調(diào)試，在這個(gè)基礎(chǔ)上再不斷增加功能，提出新的要求，激發(fā)學(xué)生的興趣，對(duì)做得好的同學(xué)給予好評(píng)，并進(jìn)一步提出更高的綜合性要求．后續(xù)章節(jié)的內(nèi)容可以參照這一模式實(shí)施，學(xué)到新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，只要把相應(yīng)的編碼修改即可．同時(shí)根據(jù)不同基礎(chǔ)、不同層次的學(xué)生提出上機(jī)實(shí)驗(yàn)不同的要求．

(3)習(xí)題課教學(xué)．教師要設(shè)計(jì)組織好習(xí)題課，根據(jù)不同基礎(chǔ)、不同層次的學(xué)生提出不同的要求．這就要求教師要認(rèn)真地了解學(xué)生，更深層次地研究學(xué)生的學(xué)習(xí)情況．

3 強(qiáng)化素質(zhì)能力培養(yǎng)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的核心內(nèi)容就是通過(guò)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)技術(shù)的過(guò)程，按照建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，在其與客觀環(huán)境（指所學(xué)內(nèi)容）的交互過(guò)程中構(gòu)建學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)．教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在解題編程的實(shí)踐中探索規(guī)律性的認(rèn)知，將感性認(rèn)識(shí)升華到理性高度，從而培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計(jì)能力以及創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)舉一反三、觸類旁通的學(xué)習(xí)能力，以達(dá)到提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的素質(zhì)目標(biāo)．

3.1 作業(yè)練習(xí)

書面作業(yè)是上機(jī)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)．作業(yè)練習(xí)的目的是通過(guò)精心設(shè)計(jì)典型習(xí)題，啟發(fā)學(xué)生自主完成習(xí)題、改造習(xí)題，使得學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)，掌握盡可能多的知識(shí)．教師要做到作業(yè)全收全改、收發(fā)及時(shí)，要明確指出作業(yè)中的錯(cuò)誤點(diǎn)，并對(duì)具有技術(shù)難點(diǎn)的習(xí)題進(jìn)行啟發(fā)式講解．

3.2 實(shí)習(xí)指導(dǎo)

課程實(shí)習(xí)著眼于原理與應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)如何把書上學(xué)到的知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力．通過(guò)課程實(shí)習(xí)要使學(xué)生將書本知識(shí)學(xué)“活”，達(dá)到深化理解和靈活掌握教學(xué)內(nèi)容的目的．

3.3 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)重在培養(yǎng)學(xué)生軟件設(shè)計(jì)的綜合能力．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的課程設(shè)計(jì)是進(jìn)行軟件綜合訓(xùn)練的第一門課，它要求選用實(shí)用性的綜合題目，采用學(xué)生個(gè)人進(jìn)行和小組合作的方式，通過(guò)問(wèn)題分析、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、用戶界面設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試的一系列過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、協(xié)作開發(fā)大型軟件項(xiàng)目的能力，為后續(xù)專業(yè)技能的訓(xùn)練提供基礎(chǔ)．通過(guò)課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，突出構(gòu)造性思維訓(xùn)練的特征，可提高學(xué)生的組織數(shù)據(jù)編寫大型程序的能力，使學(xué)生能更好地掌握算法設(shè)計(jì)所需的技術(shù)．

3.4 考核方式

考核過(guò)程可采用全程化（平時(shí)考核、期中考試、期末考試）、立體化（課堂聽講、作業(yè)、自學(xué)、實(shí)習(xí)）、標(biāo)準(zhǔn)化（參照水平考試、等級(jí)考試等國(guó)家統(tǒng)一考試的命題要求）的新型考核體系．以此真實(shí)地反映學(xué)生掌握知識(shí)、技能的情況，充分發(fā)揮考核體系對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的督促作用和引導(dǎo)作用．平時(shí)考核主要通過(guò)課堂提問(wèn)、課堂抽查、小測(cè)驗(yàn)、作業(yè)情況、上機(jī)表現(xiàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行；期中考試和期末考試采用標(biāo)準(zhǔn)化形式，增加水平考試要求的題型，把握課程內(nèi)容的深度，加大算法理解與分析、算法設(shè)計(jì)、構(gòu)造分析類、能力型題目的比例．

4 加強(qiáng)教學(xué)資源建設(shè)

為了豐富教學(xué)資源，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程網(wǎng)站建設(shè)．在網(wǎng)站上，教師要提供電子教材、多媒體課件、網(wǎng)上考試與練習(xí)系統(tǒng)、試題庫(kù)等相關(guān)資源．與教材配套的多媒體教學(xué)課件中具有復(fù)雜抽象算法的動(dòng)態(tài)演示過(guò)程，通過(guò)實(shí)例化、可視化方式把抽象的概念形象化，突出了典型算法的本質(zhì)．多媒體課件提供的選件控制方式可為教師教學(xué)的個(gè)性化發(fā)揮提供基礎(chǔ)保證．

4.1 開發(fā)與教材配套、適合網(wǎng)上教學(xué)的多媒體課件

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的難點(diǎn)在于對(duì)抽象算法本質(zhì)的理解，制作的多媒體課件不能是教案的簡(jiǎn)單幻燈片．應(yīng)利用Flash開發(fā)課件，以動(dòng)畫的形式來(lái)展現(xiàn)算法，并結(jié)合實(shí)例演示來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)算法的理解．課件制作融入先進(jìn)的教學(xué)理念，滲透模塊化、數(shù)據(jù)抽象和信息隱蔽等新觀點(diǎn)、新技術(shù)，用精練的文字、準(zhǔn)確的圖示描述基本概念，用直觀的動(dòng)畫解釋抽象的算法過(guò)程，既可以豐富學(xué)生獲取信息的種類、方式，又有助于教師形象生動(dòng)、深入淺出地講解，便于學(xué)生從直觀的感性認(rèn)識(shí)過(guò)渡到理性的深入理解．

4.2 建設(shè)課程網(wǎng)上教學(xué)網(wǎng)站

在建成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程輔導(dǎo)網(wǎng)站上，可提供教學(xué)大綱、電子教案、電子教材、課堂視頻、多媒體課件、參考文獻(xiàn)、聯(lián)系教師、相關(guān)題庫(kù)等豐富的教學(xué)資源，以增加學(xué)生學(xué)習(xí)課程的手段，拓寬學(xué)生的視野，為課內(nèi)與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合提供支撐，實(shí)現(xiàn)面授輔導(dǎo)與網(wǎng)上輔導(dǎo)相結(jié)合．通過(guò)論壇、E-mail等方式，實(shí)現(xiàn)師生、生生之間超越時(shí)間、空間限制的自由討論，可大大提高輔導(dǎo)的效果和效率．

4.3 加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)類訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)

應(yīng)深入開展程序設(shè)計(jì)類的課程建設(shè)，提供相關(guān)的加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，并建設(shè)相關(guān)教學(xué)資源．建設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程網(wǎng)站，可提供師生交流與溝通的渠道，為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)提供有力的基礎(chǔ)與支持．

[1] 吳文虎．計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革[J]．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004(2)：13―14．

[2] 吳平，黃燕，黃嵐，等．本科計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系改革初探[J]．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004(6)：49―50．

[3] 侯曉霞，王玲，宋斌，等．構(gòu)建合理的計(jì)算機(jī)知識(shí)結(jié)構(gòu)——新世紀(jì)高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革的探討[J]．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2004(6)：53―54．

[4] 徐德民．面向 21世紀(jì)高等工科教育教學(xué)改革的理論與實(shí)踐[M]．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997：38．

[5] 孫澤文．行業(yè)、企業(yè)參與和高職院校人才培養(yǎng)[J]．職業(yè)技術(shù)教育，2004(6)：25．

〔責(zé)任編輯 牛建兵〕

G642.0

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1006-5261(2010)05-0087-02

2009-12-29

河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（187）

張飛（1974―），男，河南遂平人，講師，碩士．