舒玉坤

（湖北師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，湖北黃石 435002）

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)考評(píng)初探

舒玉坤

（湖北師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，湖北黃石 435002）

分析現(xiàn)行信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的弊端，以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)考評(píng)機(jī)制進(jìn)行了廣泛深入的探討，從而有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)考評(píng)

0 引言

信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是以信息領(lǐng)域?yàn)楸尘?，?shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)信息管理相結(jié)合的交叉學(xué)科專業(yè)。該專業(yè)培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)思維能力，能熟練使用計(jì)算機(jī)，解決信息技術(shù)或科學(xué)與工程計(jì)算中的實(shí)際問題的專門人才。該專業(yè)的畢業(yè)生具有一定的算法設(shè)計(jì)、算法分析與使用專用軟件編程的能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)已不僅僅是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，也是其他非計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要課程［1］，該課程在計(jì)算機(jī)相關(guān)課程體系中有著極為重要的作用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論性較強(qiáng)的課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合性核心專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)驗(yàn)是其重要組成部分［2］。實(shí)驗(yàn)課不僅能使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、方法和技巧，注重對(duì)理論知識(shí)的理解，還能通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、分析解決問題的能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，是考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握、運(yùn)用情況和疑難討論的詳細(xì)說明，也是實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定的重要依據(jù)［3］。本文針對(duì)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在的問題提出符合本專業(yè)的、切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)考評(píng)方案。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困境

1．1 思想上不重視

部分學(xué)生存在重理論輕實(shí)驗(yàn)的觀念，特別是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)隸屬于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)院，學(xué)生以為最重要的是學(xué)好數(shù)學(xué)，實(shí)驗(yàn)課基本上是應(yīng)付完成任務(wù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理都沒有深入理解和思考，一個(gè)模版或一套代碼全班復(fù)制使用的現(xiàn)象非常普遍，有些學(xué)生甚至連實(shí)驗(yàn)總結(jié)和討論都照搬照套。來上實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生也就為露個(gè)臉，拿到實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績。實(shí)驗(yàn)課成了部分學(xué)生玩手機(jī)、打游戲的場所。

1．2 基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)

1）基礎(chǔ)課程沒學(xué)扎實(shí)，函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配等知識(shí)不熟悉，不會(huì)靈活使用。

2）有些學(xué)生畏難情緒很重，上課稍聽不懂就放棄學(xué)習(xí)，甚至有學(xué)生一聽說《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》難連第一次課就主動(dòng)放棄認(rèn)真聽課，不自信，鉆研精神欠缺，加之該課程理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多，問題如同滾雪球越滾越多，沒有理論的支撐，實(shí)驗(yàn)完全不知從何下手。

3）程序編寫完后調(diào)試若遇到問題不知道從何解決。我院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的先行課是《C語言程序設(shè)計(jì)》，相對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》而言，《C語言程序設(shè)計(jì)》的實(shí)驗(yàn)課相對(duì)簡單，代碼相對(duì)較短小，程序調(diào)試出現(xiàn)了問題比較好找，這導(dǎo)致了學(xué)生不深入學(xué)習(xí)編譯器的調(diào)試功能，待到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法時(shí)就明顯感覺跟不上甚至舉步維艱。

1．3 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度不同步

通常我院的實(shí)驗(yàn)課較理論課晚兩周進(jìn)行，而實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)間與理論課同步。這就導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)理論知識(shí)還未學(xué)完就開始上實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)教師需要花費(fèi)大量時(shí)間講解算法理論和思想，學(xué)生在還未完全領(lǐng)會(huì)算法精髓的情況下就要自己編寫代碼，導(dǎo)致漏洞百出，遇到問題不知從何下手，只有請(qǐng)老師幫忙，這極大地挫傷了學(xué)生對(duì)這門課程學(xué)習(xí)的積極性。

1．4 對(duì)實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果不深入分析思考

若程序編寫運(yùn)行無誤、輸入幾組數(shù)據(jù)能得到相應(yīng)的結(jié)果就結(jié)束實(shí)驗(yàn)，不再深入分析代碼的準(zhǔn)確性、并優(yōu)化代碼以提高代碼質(zhì)量，對(duì)已經(jīng)很精簡的代碼沒有想到擴(kuò)充它的功能，只是匆匆寫完實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交了事。

1．5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重

部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告不完整，實(shí)驗(yàn)步驟就是寫幾個(gè)關(guān)鍵算法，所以實(shí)驗(yàn)報(bào)告出現(xiàn)最多的問題是照抄，要么抄書，要么相互抄襲。對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的實(shí)驗(yàn)報(bào)告而言，其實(shí)驗(yàn)步驟部分沒有任何的步驟分析及關(guān)鍵技術(shù)解答，只是把代碼寫一遍，完全沒有重點(diǎn)可言，寫完代碼沒有結(jié)果分析與討論。這樣的實(shí)驗(yàn)報(bào)告即使沒有做實(shí)驗(yàn)也可以寫的出來，所以體現(xiàn)不了實(shí)驗(yàn)課的意義，也激發(fā)不起學(xué)生全身心投入實(shí)驗(yàn)的興趣。

1．6 實(shí)驗(yàn)教學(xué)考評(píng)機(jī)制存在弊端

當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)成績一般來自于平時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績和期末考試成績?nèi)齻€(gè)部分。由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲嚴(yán)重，不能很好地支持實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)、反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)水平。而實(shí)驗(yàn)考試只能反應(yīng)學(xué)生對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，這反而會(huì)出現(xiàn)平時(shí)學(xué)習(xí)懶散的學(xué)生由于考前突擊記憶成績高于平時(shí)態(tài)度端正的學(xué)生。這些都不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，也達(dá)不到開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的目的。

2 解決策略

改變學(xué)生重理論、輕實(shí)踐的思想，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)是一門綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的課程，且是程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)課的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和應(yīng)用算法解決實(shí)際問題的能力，實(shí)驗(yàn)可以增強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解。本專業(yè)多數(shù)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)其他理工科專業(yè)較好，有助于學(xué)習(xí)算法分析、算法時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和矩陣的壓縮存儲(chǔ)等知識(shí)。又考慮到大部分學(xué)生畢業(yè)后從事軟件開發(fā)工作，我們采取實(shí)驗(yàn)教學(xué)盡量與理論教學(xué)同步，著重吃透某些核心理論知識(shí)點(diǎn)并會(huì)熟練應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，既可以提升學(xué)生對(duì)本課程實(shí)驗(yàn)的興趣，也為后續(xù)的算法課程打下良好的基礎(chǔ)。

2．1 建立預(yù)習(xí)考核機(jī)制

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得是否順利，取決于學(xué)生對(duì)算法理論的掌握程度。實(shí)驗(yàn)教師在每次實(shí)驗(yàn)課之前都將下一次實(shí)驗(yàn)使用到的知識(shí)點(diǎn)和問題告訴學(xué)生，要求學(xué)生寫出問題的數(shù)學(xué)描述，在課前掌握其關(guān)鍵算法，做好實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備，如果條件允許，鼓勵(lì)學(xué)生先在本子上把完整的代碼寫好。要求學(xué)生憑實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告進(jìn)實(shí)驗(yàn)室［4］。為了了解學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告的真實(shí)性，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之前，教師提出一些相關(guān)的問題請(qǐng)學(xué)生回答，根據(jù)答疑情況給予學(xué)生平時(shí)成績。這樣既可以有效提高實(shí)驗(yàn)效率、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以有效杜絕實(shí)驗(yàn)課曠課現(xiàn)象發(fā)生。

2．2 建立實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫

同類知識(shí)點(diǎn)多設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)供同學(xué)們選擇，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都是一個(gè)小項(xiàng)目、小任務(wù)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。同時(shí)實(shí)驗(yàn)可選項(xiàng)目較多也避免了相互抄襲。讓學(xué)生圍繞知識(shí)點(diǎn)做實(shí)驗(yàn)而不是都圍繞著同一個(gè)實(shí)驗(yàn)編寫程序。實(shí)驗(yàn)安排由易到難，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)每個(gè)學(xué)生必做，而綜合實(shí)驗(yàn)可成立小組共同完成。

2．3 靈活安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)前對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要用到的C語言知識(shí)點(diǎn)及調(diào)試方法與技巧進(jìn)行鞏固和查漏補(bǔ)缺。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況有取舍地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，死搬硬套地按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱讓學(xué)生涉獵所有知識(shí)點(diǎn)，如果都是膚淺地了解知識(shí)點(diǎn)還不如讓學(xué)生深入掌握3～4個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)并懂得靈活應(yīng)用，其它知識(shí)點(diǎn)學(xué)生可以根據(jù)已掌握的知識(shí)進(jìn)行自學(xué)［5］。提倡學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)由小到大逐步擴(kuò)充為自己想要的功能，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生投入時(shí)間和精力在實(shí)驗(yàn)上，鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫成實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，若實(shí)驗(yàn)有創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生將成果撰寫成論文并發(fā)表。同時(shí)將優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)作品及其實(shí)驗(yàn)報(bào)告留給下一屆學(xué)生觀摩［6］，使良好的實(shí)驗(yàn)氛圍得以傳承。

2．4 建立實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)機(jī)制

實(shí)驗(yàn)教師采用啟發(fā)式教學(xué)、參與式教學(xué)等形式多樣化的教學(xué)方式對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精講，實(shí)驗(yàn)過程著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生多練。對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的疑難問題首先鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考解決，自己解決不了的可與同學(xué)討論求解，討論后仍不能解決的及時(shí)給予耐心指導(dǎo)。這樣，既可以及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的了解情況以便為后續(xù)討論交流工作做準(zhǔn)備，也可以因人而異、因材施教實(shí)現(xiàn)個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)機(jī)制則強(qiáng)調(diào)獨(dú)立操作、疑難問題的提出與解決情況，能獨(dú)立操作、疑難問題提的有亮點(diǎn)有意義且通過思考能解決的得分最高，其次是能獨(dú)立操作但疑難問題不會(huì)解決，最差的情況是既不能獨(dú)立操作、還提出有低級(jí)錯(cuò)誤的問題。通過實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)管，可以從源頭上杜絕實(shí)驗(yàn)抄襲。

2．5 建立實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)機(jī)制

首先，規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫格式，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在于真實(shí)性、完整性、深入性和科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、討論總結(jié)和實(shí)驗(yàn)心得，及時(shí)批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告有利于教師在第一時(shí)間了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)機(jī)制是實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果占60%，討論總結(jié)和實(shí)驗(yàn)心得占40% ．若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績均為零分。教師將批閱的實(shí)驗(yàn)報(bào)告及時(shí)反饋給學(xué)生，有助于引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)入良性循環(huán)。

2．6 充分利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”

實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，為達(dá)到最理想的實(shí)驗(yàn)效果，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)輔助教學(xué)以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，比如成立《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)討論小組、微信群和博客等，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)遇到的問題及時(shí)給予指導(dǎo)以及做完實(shí)驗(yàn)后遇到的問題展開討論和交流。

3 總結(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)苠憻拰W(xué)生思維能力、實(shí)踐操作能力、運(yùn)用算法解決實(shí)際問題的能力、實(shí)驗(yàn)分析以及高質(zhì)量編程能力。針對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)學(xué)生積極性差、實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同和現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)考評(píng)機(jī)制存在弊端等問題采取建立預(yù)習(xí)考核機(jī)制、建立實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫、建立動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)機(jī)制以及充分利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”等方法可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

［1］嚴(yán)蔚敏，吳偉民．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：C語言版［M］．北京：清華大學(xué)出版社，1997．

［2］張學(xué)文，司佑全．《電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在的問題及對(duì)策［J］．湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，35（3）：97～101．

［3］袁 硯，李 祥，潘 楊，等．實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在的問題及創(chuàng)新途徑［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（30）：12241，12245．

［4］祝秋文，黃振華，懷利兵，等．電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)探索與實(shí)踐［J］．湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，31（1）：94～96．

［5］高崇志，李 進(jìn)，謝冬青．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革思考［J］．科技視界，2015，32：163，310．

［6］陶 影，張 斌．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)重視算法設(shè)計(jì)與分析能力的培養(yǎng)［J］．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（12）：119 ～122．

Preliminary study on the experimental teaching evaluation in specialty of information and computing science“data structure”course

SHU Yu－kun

（College of Mathematics and Statistics，Hubei Normal University，Huangshi 435002，China）

Analysis of existing problems in experimental teaching in specialty of Information and Computing Science，taking experimental teaching of data structure as an example，extensive and in－depth discussion on the evaluation mechanism of each link in the experiment，in order to effectively stimulate students＇enthusiasm for learning，improve the quality of experimental teaching and promote students＇all－round development．

experimental teaching；experiment report；experimental evaluation

G642

A

1009－2714（2016）04－0097－04

10．3969／j．issn．1009－2714．2016．04．021

2016—04—06

舒玉坤（1984— ），女，湖南溆浦人，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事微電子與信息技術(shù)研究．