耿霞　王玉存　吳秋蘭

摘要：分析當前非計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學中存在的問題，針對非計算機專業(yè)學生的特點，基于5個“滿足”，提出一種培養(yǎng)學生學習興趣的教學方法。

關(guān)鍵詞：非計算機專業(yè)；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學質(zhì)量；興趣式教學法

0、引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究非數(shù)值問題中計算機的操作對象以及它們之間關(guān)系和操作的學科。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的性質(zhì)和研究內(nèi)容決定了它不僅是計算機專業(yè)的基礎(chǔ)課，而且已經(jīng)成為眾多理工專業(yè)的重要課程，比如數(shù)學、信息、測繪、遙感、電子、通信等專業(yè)均開設(shè)了此課程。它所討論的內(nèi)容和方法，不僅是一般程序設(shè)計的基礎(chǔ)，而且對學生繼續(xù)學習計算機領(lǐng)域的其他知識都很有幫助。

由于教學目標、學生基礎(chǔ)、課時設(shè)置等因素的不同，非計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學具有自身的特點和規(guī)律，以往該課程的教學研究主要針對計算機專業(yè)展開，而針對非計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學的研究較少。因此，筆者從非計算機專業(yè)的角度闡述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程中存在的問題，進而分析原因，探討興趣式教學方法，為提高教學效果尋找途徑。

1、非計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學中存在的問題

1）前導課程知識掌握不足。

高級語言程序設(shè)計是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程重要的前導課程之一。非計算機專業(yè)學生所學的高級語言一般是C或者c++，受課時限制等原因，非計算機專業(yè)學生只能掌握編程語言的一些基本知識，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中大量用到的數(shù)組、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、指針、遞歸等知識掌握不足，因而理解算法和設(shè)計算法的能力較差，直接妨礙了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學習，影響了學生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識的理解，甚至使學生喪失了學好這門課的自信心和學習興趣。

2）課時和教學目標之間存在矛盾。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涉及四大邏輯結(jié)構(gòu)（線性、樹、圖和集合）、兩大存儲結(jié)構(gòu)（順序存儲和鏈式存儲）、查找、排序等眾多算法，這些知識點自成體系，而且對非計算機專業(yè)學生都很重要。相對計算機專業(yè)，非計算機專業(yè)的理論課學時一般都相對不足，在教學的過程中往往每個知識點都提到但重點不突出，另外，有些經(jīng)典算法比較復雜，學生學習基礎(chǔ)較薄弱，很難在較少的學時內(nèi)理解掌握，教學難度大。

3）輕實踐。

非計算機專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗課時普遍很少，為了兼顧眾多實驗內(nèi)容，大多數(shù)實驗任務(wù)的規(guī)模都比較小，缺乏系統(tǒng)性和應(yīng)用性，使學生對課程的實用性產(chǎn)生疑惑，降低了進一步學習這門課程的興趣。

4）教學內(nèi)容與專業(yè)脫節(jié)。

目前，非計算機專業(yè)一般都沒有結(jié)合專業(yè)特點加強某部分知識點的學習，學生無法體會到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論知識如何為專業(yè)實踐服務(wù)，無法深刻理解學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的，也無法很好地調(diào)動學生學習這門課程的興趣和積極性。

2、“5個滿足”的興趣式教學

愛因斯坦說：“我認為對于一切情況，只有熱愛才是最好的老師，它遠遠超過責任感”。針對非計算機專業(yè)的特點，教師在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學中要“因?qū)I(yè)施教”，從學生的實際情況出發(fā)，掌握學生的心理需求，提高學生的學習動力。在整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學過程中，筆者認為可以從“5個滿足、5個促進”來著手培養(yǎng)學生的學習興趣。

1）滿足學生的求助心理，促進學生產(chǎn)生積極情緒。

首先，解決前導課程知識的不足。前導課程知識不足使非計算機專業(yè)學生在最初學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程時容易產(chǎn)生畏難心理。教師一方面可以提前和前導課程授課教師積極溝通，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涉及的一些知識點進行有目的的講解，如動態(tài)存儲分配、結(jié)構(gòu)體、指針等，鍛煉學生編寫調(diào)試的能力，為后續(xù)學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造條件。另一方面，重視初期的教學效果，不要使學生在一開始就“掉隊”。目前大多數(shù)教材都是在前兩章介紹基本概念和線性表，這兩章知識非常重要，是其他后續(xù)章節(jié)的重要基礎(chǔ)，教師在講授這兩章內(nèi)容時，可適當放慢授課節(jié)奏，由淺入深引導學生進行學習，只有學生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)感覺入門了，才有繼續(xù)學好后續(xù)內(nèi)容的動力。

其次，及時發(fā)現(xiàn)并解決教學中的問題。在教學過程，教師要及時發(fā)現(xiàn)學生學習中存在的問題，對具有普遍性的問題進行講解。由于課時有限，課下可以通過一些即時通信工具，如QQ、微信等延伸教學，幫助學生查缺補漏，及時解決學習中碰到的問題，盡可能減少學生學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)過程中的“絆腳石”，保證學生的學習興趣不會消失，促使學生產(chǎn)生積極情緒。

2）滿足學生的實用心理，理論聯(lián)系實際促進學生增強求知欲。

不同專業(yè)有自身不同的特點和需求，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要加強課程的專業(yè)應(yīng)用性。根據(jù)不同專業(yè)選取不同的重點內(nèi)容進行學習，學生們體會到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門抽象理論與實踐緊密結(jié)合且非常有趣味的課程，從而激發(fā)學生們的學習興趣。例如，路徑分析是地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析中的關(guān)鍵問題，針對測繪、遙感、地信等專業(yè)，在講授圖結(jié)構(gòu)時，可重點講授圖的幾個應(yīng)用問題：使用Dijkslla算法和Floyd算法求最短路徑、AOE網(wǎng)和關(guān)鍵路徑等。數(shù)學、信息等專業(yè)需要處理的數(shù)據(jù)越來越多，大量的數(shù)據(jù)需要壓縮存儲，哈夫曼編碼在數(shù)據(jù)的無損壓縮方面發(fā)揮著重要的作用，因此在對數(shù)學、信息等專業(yè)講授數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，可重點講授二叉樹的一個經(jīng)典應(yīng)用，即哈夫曼樹和哈夫曼編碼。

實例教學可以激發(fā)學生的學習興趣，實際需求是引發(fā)學生學習興趣的最直接動機。結(jié)合具體的應(yīng)用實例講解知識點，可增加教學的趣味性，吸引學生的注意力。比如，將棧和表達式求值結(jié)合起來，可使學生更直觀地了解棧的應(yīng)用價值，從而更有動力去學習棧的相關(guān)知識。再如，美國流行一種找詞游戲，要求游戲者從一張?zhí)顫M字符的正方形表中找出所有的英文單詞，這些詞可以橫著讀、豎著讀或者斜著讀，設(shè)計這個游戲可以借助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中字符串和多維數(shù)組的知識。將理論知識和學生感興趣的東西結(jié)合起來，會使學生感覺新奇，并且拓寬了學生的知識面。

3）滿足學生主動參與教學的意愿，互動教學促進學生產(chǎn)生學習興趣。

我國思想家孔子說過：“學而不思則罔”，也就是說如果只是一味學習而不思考，就會感到迷惑而無所收獲。西方的哲人康德說過“感性無知性則盲，知性無感性則空”。可見，在知識的獲取上，無論是東方還是西方都強調(diào)學和思的結(jié)合，這就啟示我們，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學過程中，要改變傳統(tǒng)的教學模式，讓眾多的學生主動參與課堂教學，積極主動地思考問題，由被動接受知識變?yōu)橹鲃游罩R，從而提高學生主動學習的積極性，鍛煉學生良好的思維能力。endprint

教學實踐過程中，可以對重點難點內(nèi)容有效設(shè)計“提問—討論—解決方法—再提問”的方式，用問題激發(fā)學生積極主動地思考，引導他們解決問題。比如，循環(huán)隊列這個難點不容易理解，教師可以先從前面學過的線性表的順序存儲人手，讓學生思考如何改造數(shù)組實現(xiàn)隊列的順序存儲，然后再通過不斷地反復提問、思考、解決問題、再提問的方式，學生自然而然地掌握循環(huán)隊列的有關(guān)知識，并且通過這種互動式教學，提高學生獨立思考問題的能力，養(yǎng)成相互交流學習體會的習慣，進一步提高分析問題和解決問題的能力。

4）滿足學生的專業(yè)實踐教學需求，促進學生實踐能力。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論和實踐結(jié)合緊密的課程，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學習最終體現(xiàn)在程序設(shè)計上。實踐教學在非計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學習中具有舉足輕重的作用。

在傳統(tǒng)的實踐教學中，往往采用規(guī)模較小的一般性實驗作為實踐內(nèi)容，這種實踐是驗證性的，比較簡單直接，學生得到的鍛煉比較少，激發(fā)不了學生的學習興趣。另外，不同專業(yè)學生學習的側(cè)重點是不同的，如果采用統(tǒng)一的尺度要求所有學生，往往起不到較好的教學效果。為了達到“因?qū)I(yè)施教”的目的，可以采用層次化的設(shè)計思想，把實驗自下而上分為基礎(chǔ)性實驗、應(yīng)用性實驗和綜合性實驗?；A(chǔ)性實驗注重對基礎(chǔ)知識的理解和掌握，主要鍛煉學生把教材中的算法轉(zhuǎn)換為程序的能力；應(yīng)用性實驗是在基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，以鞏固和應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識為目的，注重培養(yǎng)學生理論和實踐相結(jié)合的能力；綜合性實驗涉及多個知識點，注重培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用知識和創(chuàng)新的能力。例如，電子、通信專業(yè)的學生在學習計算機語言時，側(cè)重計算機硬件方面的應(yīng)用，主要培養(yǎng)基本的編程能力，實驗內(nèi)容以基礎(chǔ)性實驗為主，兼顧應(yīng)用性實驗；測繪、遙感、信息等專業(yè)側(cè)重于培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，實驗內(nèi)容以應(yīng)用性實驗為主，適當增加綜合性實驗。在進行綜合性實驗時，教師可以將學生分組，把問題進行模塊劃分，通過學生的分工協(xié)作，培養(yǎng)學生的軟件工程意識，增強學生團結(jié)合作的能力。

5）滿足學生的競爭要求，建立有效的激勵機制促進學生產(chǎn)生主動學習的熱情。

優(yōu)秀作品展示是一種有效的激勵機制。心理學家指出，在教學過程中，學生如果獲得成功，就會產(chǎn)生愉悅、輕松的情緒，這種情況反復出現(xiàn)就會產(chǎn)生學習興趣，久而久之就產(chǎn)生了學習動機。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程中，教師可以將優(yōu)秀的實驗作業(yè)、學生的創(chuàng)新思想等進行統(tǒng)一展示和講解，通過這種方式既可以增強部分學生的自信心，又可以在班級內(nèi)形成良好的競爭氛圍，提升教學質(zhì)量。

在教學中，教師可以向?qū)W生介紹ACM國際大學生程序設(shè)計競賽。競賽題目有趣且有挑戰(zhàn)性，ACM網(wǎng)站上的排行榜自然而然地會在學生中間形成一種競爭的氛圍。教師將學生在ACM網(wǎng)站上做題的情況納入最后成績的評定，可以進一步激發(fā)學生主體學習的積極性，提高學生的編程能力，使學生更加了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。

3、結(jié)語

心理學研究表明，當學生對學習對象有興趣時，大腦中有關(guān)學習神經(jīng)的細胞處于高度興奮狀態(tài)，而無關(guān)的則處于抑制狀態(tài)。孔子也認為：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者?！痹诜怯嬎銠C專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學過程中，如果學生產(chǎn)生了濃厚的興趣，就會自覺克服學習過程中遇到的困難，從而達到較好的教學效果。如何針對非計算機專業(yè)的特點，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的講授過程中因?qū)I(yè)施教，激發(fā)學生的學習興趣，仍是一個長期探索的過程。endprint