摘要：本文分析了獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生特點(diǎn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)際教學(xué)中存在的問題，提出了一個(gè)適應(yīng)于獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的以學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為導(dǎo)向的教學(xué)方法體系，使得大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，極大地改善了教學(xué)效果。

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

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

Searching of Teaching Method of Data Structure at Independent Institute

LIU Li-yan， FU Rong， ZHANG Cheng

（City Institute， Dalian University of Technology， School of Computer Engineering， Dalian， Liaoning， 116600）

Abstract： This paper analyzes the characteristics of students and data structure subject at independent institute. According to existing problems in the actual teaching， this paper presents a system of teaching methods which is suitable for independent institute students and oriented by the students' learning interest， and the more students are from passive accept into active learning， improving the teaching effect.

Keywords： independent institute； data structure； teaching methods； learning interest

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的重要理論技術(shù)基礎(chǔ)，它不僅是計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心課程，而且已成為其他理工專業(yè)的熱門選修課。它的教學(xué)要求是：使得學(xué)生學(xué)會(huì)分析研究計(jì)算機(jī)加工的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特性，以便為應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的算法，并初步掌握算法的時(shí)間分析和空間分析的技術(shù)[1]。另一方面，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)過程也是復(fù)雜程序設(shè)計(jì)的訓(xùn)練過程，要求學(xué)生編寫的程序結(jié)構(gòu)清楚且正確易讀。但在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)過程中，有一個(gè)問題一直困擾著教師和學(xué)生——“教師感覺難教，學(xué)生感覺難學(xué)”。針對(duì)這個(gè)問題，本文提出一個(gè)適應(yīng)于獨(dú)立學(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的比較有效的教學(xué)方法，改善了教學(xué)效果。

一、獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)

獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)目標(biāo)是以學(xué)生為中心，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，所有的教學(xué)活動(dòng)都圍繞著這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生有自己的的個(gè)性特點(diǎn)，而且千差萬別，所以需要根據(jù)實(shí)際情況探索滿足教學(xué)需求的教學(xué)方法。獨(dú)立學(xué)院屬于三本院校，學(xué)生有自己的特點(diǎn)[2]：第一，他們是大學(xué)生，思想比較成熟，常常會(huì)考慮自己的專業(yè)與將來的工作之間的聯(lián)系，也會(huì)為將來的就業(yè)做一些計(jì)劃和準(zhǔn)備；第二，他們的邏輯思維能力不是很強(qiáng)，在數(shù)理邏輯知識(shí)方面基礎(chǔ)比較薄弱；第三，他們厭倦學(xué)習(xí)枯燥的理論知識(shí)，喜歡學(xué)習(xí)比較實(shí)用且很容易掌握的知識(shí)，學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性不是很強(qiáng)；第四，他們?nèi)狈σ欢ǖ淖钥啬芰?，有一小部分同學(xué)沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲中；第五，他們對(duì)實(shí)踐活動(dòng)比較感興趣，擅長(zhǎng)社交。

二、教學(xué)過程中存在的問題及其分析

經(jīng)過幾年的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)無論在理論教學(xué)還是在實(shí)踐教學(xué)中都存在一些問題。一是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)過程中，大部分學(xué)生感到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及的概念多，枯燥，記不住；二是學(xué)生感到理解教材中的理論知識(shí)并不難，但是對(duì)于大多數(shù)算法都感到抽象難于理解，尤其是一遇到算法設(shè)計(jì)題就更感到無從下手，寫出的算法效率低下、結(jié)構(gòu)不清晰；三是學(xué)生在上機(jī)實(shí)踐的過程中，更是困難重重，部分同學(xué)在使用編程語言實(shí)現(xiàn)教材中的基本算法時(shí)，往往在調(diào)試程序時(shí)就通不過，而對(duì)于獨(dú)立設(shè)計(jì)算法更是難上加難。以上存在的問題嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（一）學(xué)生自身的原因

從學(xué)生自身角度分析，除了具有獨(dú)立學(xué)院學(xué)生自身的特點(diǎn)外，還有另外兩個(gè)方面的原因：一是前修課程掌握的不扎實(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程之前必須較好地掌握高等數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)和C語言這三門課程。尤其C語言，由于學(xué)生剛學(xué)完第一門程序設(shè)計(jì)語言課，還沒有建立完整的程序設(shè)計(jì)思想，并且對(duì)語言本身的理解也不夠透徹。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中用得最頻繁的是指針、結(jié)構(gòu)體和函數(shù)，而這些知識(shí)又是C語言中的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，如果學(xué)生對(duì)這些知識(shí)理解的不透徹，就不能靈活運(yùn)用，在上機(jī)編程時(shí)必然會(huì)困難重重。二是不能很好地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身的概念。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及的概念多、算法多，內(nèi)容抽象枯燥，加之學(xué)生C語言的基礎(chǔ)不扎實(shí)，因此相當(dāng)一部分學(xué)生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)過程中有恐懼心理，增大了學(xué)習(xí)的難度。

（二）教學(xué)方法的原因

從教學(xué)過程角度分析，主要原因是教學(xué)方法有待改進(jìn)。在以往的教學(xué)中，大部分的課堂時(shí)間都是教師在講，學(xué)生在聽，教師只注重把所有知識(shí)點(diǎn)灌輸給學(xué)生，忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，不能充分發(fā)揮學(xué)生在課堂的主體作用，導(dǎo)致學(xué)生不能理論聯(lián)系實(shí)際，以致學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)無從下手，不會(huì)分析問題，不會(huì)建立數(shù)學(xué)模型，不會(huì)設(shè)計(jì)算法。

教育心理學(xué)家認(rèn)為：學(xué)習(xí)興趣是可以推動(dòng)人們求知的一種內(nèi)在力量，以興趣為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的結(jié)果與僅僅以努力為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)的結(jié)果有質(zhì)的不同[3，4]。本文根據(jù)獨(dú)立學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，從學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣出發(fā)對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了深入的研究與探索，引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變成主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。

三、基于學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法的研究與探索

（一）精心準(zhǔn)備首堂課的教學(xué)內(nèi)容，突出實(shí)用性，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣

“良好的開始是成功的一半”，因此，教師必須精心準(zhǔn)備首堂課的教學(xué)內(nèi)容，通過列舉恰當(dāng)且貼近實(shí)際生活工作的例子來強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)用性，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的興趣。讓學(xué)生明白一個(gè)問題——“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底有什么用”。例如，打印機(jī)中的隊(duì)列應(yīng)用，可以解決打印機(jī)速度慢于CPU 的問題，避免了數(shù)據(jù)丟失或打印次序混亂；智能ABC 漢字輸入法中常用字提前問題的實(shí)現(xiàn)，所涉及到的查找問題；工程問題涉及到有向圖等的應(yīng)用[5]。學(xué)生對(duì)這些例子很感興趣，并且通過第一堂課的學(xué)習(xí)明確了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，更加渴望學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的知識(shí)。

（二）重視基本概念的建立，理清知識(shí)體系脈絡(luò)，合理組織教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中主要學(xué)習(xí)三種邏輯結(jié)構(gòu)——線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)。盡管數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)點(diǎn)比較多，但整體的知識(shí)主線比較清晰，每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都圍繞三個(gè)內(nèi)容進(jìn)行討論——數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和相關(guān)操作算法。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對(duì)知識(shí)的理解是片面的、零散的，不能將相關(guān)的知識(shí)串聯(lián)起來。這就要求教師在教學(xué)過程中要抓住知識(shí)主線，理清知識(shí)體系脈絡(luò)，及時(shí)復(fù)習(xí)前面的內(nèi)容，不斷總結(jié)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)組合，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，使學(xué)生形成一個(gè)完整的知識(shí)體系，不斷地提高學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣。

（三）合理使用多媒體，動(dòng)態(tài)演示算法，使課堂教學(xué)變得生動(dòng)有色，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

合理使用多媒體教學(xué)有利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容理解的更透徹，更能發(fā)揮教師在課堂中的主導(dǎo)作用，使課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)有色。因此教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程時(shí)必須仔細(xì)斟酌，何時(shí)使用多媒體以及怎樣充分合理地使用多媒體都要經(jīng)過精心設(shè)計(jì)。為了讓學(xué)生在課堂上更容易地學(xué)習(xí)知識(shí)，對(duì)于難理解的算法在課件中制作了動(dòng)態(tài)演示過程，如入棧、出棧、入隊(duì)列、出隊(duì)列、二叉樹的遍歷、Huffman樹的構(gòu)建、平衡二叉排序樹的構(gòu)建、圖的遍歷、快速排序、堆排序和散列表查找等等。通過動(dòng)態(tài)演示，使枯燥難理解的算法變得生動(dòng)易于理解，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)和研究其它算法，達(dá)到了事半功倍的教學(xué)效果。

（四）通過解決實(shí)際問題，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

對(duì)于比較實(shí)用且貼近生活的例子學(xué)生總是很感興趣，因此，在學(xué)習(xí)每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，不急于介紹它的相關(guān)概念，而是先通過恰當(dāng)例子引入一個(gè)實(shí)際問題，提出問題讓學(xué)習(xí)思考如何解決，充分調(diào)用學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在學(xué)完該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)之后，返回來解決開始提出的問題。如學(xué)習(xí)隊(duì)列結(jié)構(gòu)的時(shí)候，提出一個(gè)小型機(jī)場(chǎng)模擬仿真的問題，機(jī)場(chǎng)只有一條跑道供飛機(jī)起飛或著陸，在每一時(shí)間單元，可能跑道空閑，或者可能有飛機(jī)準(zhǔn)備起飛或者可能有飛機(jī)準(zhǔn)備著陸，問題包含兩個(gè)隊(duì)列，一個(gè)是空中等待著陸的飛機(jī)隊(duì)列，一個(gè)是地面等待起飛的飛機(jī)隊(duì)列，還有一些其它的條件和限制[6]。對(duì)于學(xué)生而言，解決這樣的實(shí)際問題既有興趣又有挑戰(zhàn)性。一方面學(xué)生很容易地掌握了理論知識(shí)，另一方面學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確實(shí)很有用。

（五）分層次的實(shí)踐教學(xué)，激勵(lì)學(xué)習(xí)興趣

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)大不相同，大部分同學(xué)的程序設(shè)計(jì)能力薄弱，對(duì)編寫程序缺乏自信心，因此對(duì)所有的學(xué)生不能做一樣的要求。針對(duì)這樣的問題，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐教學(xué)中，采用分層次的實(shí)踐教學(xué)模式，將實(shí)踐內(nèi)容分為驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)層次[7]，如表1所述。在分層次的實(shí)踐教學(xué)中，不同基礎(chǔ)的學(xué)生都得到了鍛煉和提高，極大地激勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，全面培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。

（六）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

通過建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程網(wǎng)站，給所有學(xué)生提供一切可共享的教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的課外學(xué)習(xí)環(huán)境。首先，將各種教學(xué)資源以電子形式發(fā)布，包括教學(xué)課件、上機(jī)實(shí)驗(yàn)題目、每章課后習(xí)題和思考題、歷年的考研真題和考研大綱等等，便于學(xué)生自學(xué)。其次，還可以提供網(wǎng)絡(luò)在線、離線答疑，及時(shí)地解決了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。這些方式滿足了學(xué)生在課后自學(xué)的需求，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也很好地輔助了教師的教學(xué)工作。

四、改善的教學(xué)效果

通過在實(shí)際的課程教學(xué)中采用本文所提出的教學(xué)方法，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得大部分學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)效果得到了明顯的改善。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2011學(xué)年（沒有采用本文提出的教學(xué)方法）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的通過率為72%，主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)生比例為50%，2012學(xué)年（采用本文提出的教學(xué)方法）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的通過率為81%，主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)生比例為70%。

五、努力提高教師自身的綜合素質(zhì)

教學(xué)方法的研究與創(chuàng)新是永恒的課題，也是一項(xiàng)長(zhǎng)期的教學(xué)任務(wù)。作為教師要不斷學(xué)習(xí)，不斷用新理論、新知識(shí)充實(shí)自己，努力提高自身的綜合素質(zhì)。在教學(xué)過程中，重視新老教師的經(jīng)驗(yàn)交流和方法創(chuàng)新，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，不斷探索教學(xué)規(guī)律，及時(shí)掌握學(xué)生特點(diǎn)，提升教學(xué)藝術(shù)，強(qiáng)化教學(xué)意識(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量，努力培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。

六、結(jié)語

在今后的教學(xué)工作中，將以這項(xiàng)課程教學(xué)改革成果為基礎(chǔ)，繼續(xù)開展教學(xué)方法的研究與探索，使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平。

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