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(wèn)題，結(jié)合應(yīng)用型本科高校學(xué)生的特點(diǎn)和就業(yè)趨勢(shì)，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的各個(gè)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(shí)踐教學(xué)的改革、教學(xué)方法的改進(jìn)、注重過(guò)程化考核等。教學(xué)過(guò)程中采用了改進(jìn)的案例化教學(xué)法，加大了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的分量，以實(shí)踐促進(jìn)學(xué)生動(dòng)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(shí)的講解，構(gòu)建該門課程知識(shí)系統(tǒng)。實(shí)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(duì)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(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jì)算機(jī)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(jì)和軟件開(kāi)發(fā)的主要工具和核心構(gòu)件，處于計(jì)算機(jī)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(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)模式的探索，將基于對(duì)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(guò)近幾年在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課堂上的實(shí)踐教學(xué)，對(duì)遇到的一些重要問(wèn)題，歸納總結(jié)如下：

1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)知識(shí)沒(méi)有完全掌握

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

1.2 教學(xué)用書(shū)內(nèi)容繁雜，且不夠生動(dòng)形象

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程的教學(xué)用書(shū)，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(shū)，該教材理論完善，邏輯性、抽象性強(qiáng)，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典教材。但對(duì)于民辦高校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，該教學(xué)用書(shū)的理論較為艱深，所有教材中的案例都使用了算法設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行描述，這是本書(shū)的一大特色。但對(duì)于沒(méi)有完全構(gòu)建程序設(shè)計(jì)思想，且編程能力偏弱的學(xué)生來(lái)說(shuō)，想將教材中的案例轉(zhuǎn)換為可以實(shí)際運(yùn)行出來(lái)的程序，顯得非常吃力，這不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高。endprint

1.3 實(shí)踐課時(shí)不足，學(xué)生實(shí)踐能力欠缺

與理論課時(shí)相比，實(shí)驗(yàn)課時(shí)所占比重較低，沒(méi)有充足的實(shí)踐教學(xué)時(shí)間，再加上學(xué)生沒(méi)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(guò)程中理論和實(shí)踐脫節(jié)，更遑論能否取得良好的實(shí)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(shí)點(diǎn)，但當(dāng)遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)卻覺(jué)得無(wú)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(wú)法體會(huì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(qiáng)、高度抽象、實(shí)踐性強(qiáng)。許多學(xué)生感覺(jué)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(shí)問(wèn)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(guò)近幾年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，要想提高實(shí)際教學(xué)質(zhì)量，可以采取以下幾個(gè)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(shí)，擴(kuò)展在實(shí)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(shū)本中的算法和技術(shù)。對(duì)于教學(xué)過(guò)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(duì)教學(xué)用例和實(shí)際情景進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)，對(duì)可能遇到的問(wèn)題做好準(zhǔn)備，講授過(guò)程中要清晰易懂，舉例恰當(dāng)，以能驗(yàn)證所講知識(shí)點(diǎn)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(dòng)思考、獨(dú)立解決問(wèn)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(guò)程中對(duì)于復(fù)雜抽象的理論知識(shí)有較好的理解，就必須在教學(xué)過(guò)程中引入恰當(dāng)?shù)陌咐?。?shí)踐證明，在教學(xué)過(guò)程中融入具備知識(shí)性和趣味性的案例，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大作用，較易實(shí)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(shí)，利用圖書(shū)的擺放策略，讓學(xué)生思考如何擺放圖書(shū)；在線性表的教學(xué)中，對(duì)圖書(shū)館圖書(shū)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行講解；以排隊(duì)體檢為教學(xué)模型引出隊(duì)列這一概念；在樹(shù)的教學(xué)中，將樹(shù)形結(jié)構(gòu)與家族中的家譜聯(lián)系起來(lái)；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(shí)候，QQ服務(wù)器如何核對(duì)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(shí)正好可以用這些案例來(lái)形象詮釋，學(xué)生聽(tīng)講的時(shí)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?yàn)樗险J(rèn)知規(guī)律，用于學(xué)生對(duì)復(fù)雜抽象問(wèn)題的理解再好不過(guò)，引導(dǎo)學(xué)生掌握相應(yīng)的知識(shí)和技能，使教學(xué)情境和實(shí)際應(yīng)用之間的過(guò)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(shí)去處理實(shí)際問(wèn)題的能力。

實(shí)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(shí)際課堂教學(xué)中以更加形象的動(dòng)畫(huà)形式給學(xué)生講解各種數(shù)據(jù)類型的變化，使學(xué)生對(duì)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(duì)于二叉樹(shù)的講解，可以動(dòng)態(tài)演示二叉樹(shù)的定義、遍歷和線索等知識(shí)，學(xué)生就很容易理解各操作過(guò)程。講解各種排序算法時(shí)，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(guò)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(qiáng)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)的趣味性。

2.3通過(guò)細(xì)致安排實(shí)踐教學(xué)來(lái)培養(yǎng)應(yīng)用型人才

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程的實(shí)驗(yàn)可以分為驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)以及綜合類實(shí)驗(yàn)。以學(xué)習(xí)線性表為例，切忌上來(lái)就讓學(xué)生根據(jù)題目編寫(xiě)代碼。一方面是過(guò)了一個(gè)假期，對(duì)所學(xué)的C語(yǔ)言知識(shí)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(duì)困難。因此，先從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)入手，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生樹(shù)立信心。

待學(xué)生略窺門路之后，再加入設(shè)計(jì)類的實(shí)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(jì)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(jì)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。課程設(shè)計(jì)題目覆蓋的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)盡可能避免單一，課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)和實(shí)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(jì)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(shí)驗(yàn)分組完成，一般以3個(gè)學(xué)生為一小組，在一定程度上使得學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力得到鍛煉。

綜合性實(shí)驗(yàn)完成后要上交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告里至少應(yīng)該包含四個(gè)部分：（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的簡(jiǎn)單介紹；（2）算法說(shuō)明；（3）測(cè)試結(jié)果；（4）分析與探討。其中前兩部分以及整個(gè)報(bào)告的通篇校對(duì)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(cè)試員負(fù)責(zé)。程序代碼實(shí)驗(yàn)由編程員負(fù)責(zé)，每組的三個(gè)學(xué)生在完成不同的實(shí)驗(yàn)題目時(shí)均衡體驗(yàn)三種不同的角色。

2.4 教學(xué)過(guò)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(guò)程同樣重要。對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管和考察，保證整體的教學(xué)質(zhì)量。教師要對(duì)平時(shí)出勤、課堂實(shí)驗(yàn)和課后作業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行正確有效的監(jiān)管，對(duì)某些環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)解決。在評(píng)定學(xué)生的課程成績(jī)時(shí)，要充分體現(xiàn)過(guò)程化考核的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，積極創(chuàng)新。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)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(wèn)題，依據(jù)筆者的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了一些教學(xué)方法和教學(xué)手段的探討。總的來(lái)說(shuō)，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程特點(diǎn)及我校學(xué)生的實(shí)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(guò)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的細(xì)致安排來(lái)實(shí)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(guò)程跟蹤考察。實(shí)踐證明，上述教學(xué)改革有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

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