數(shù)據結構課程教學改革研究

張 飛，黃治國，汪 洋

（黃淮學院 計算機科學系，河南 駐馬店 463000）

數(shù)據結構課程教學改革研究

張 飛，黃治國，汪 洋

（黃淮學院 計算機科學系，河南 駐馬店 463000）

文章對數(shù)據結構課程教學的改革進行了探討，提出了其課程體系結構的構建方案，給出了一套應用型本科數(shù)據結構課程教學模式．

數(shù)據結構；課程體系；教學方法；改革

教師是教學活動的直接組織者和實施者，在教學中發(fā)揮著極其重要的作用．課程教學改革的關鍵是教師教育觀念的轉變．實踐證明，教學內容的選擇，教學方法的采用都會直接影響教學效果和教學目標的實現(xiàn)，影響著人才培養(yǎng)質量．數(shù)據結構課程是計算機學科的核心課程，是計算機理論與技術的重要基石，是計算機科學與技術人才素質培養(yǎng)框架中的中堅課程，對學生軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)至關重要，可為學生今后的專業(yè)生涯打下牢固基礎．數(shù)據結構課程在大學二年級第一學期開設，具有承上啟下的作用，既對學生學過的軟件技術課程進行總結提高，又為后續(xù)專業(yè)課程提供基礎．本文就課程教學內容體系、能力培養(yǎng)、教學方法、教學資源建設等進行探討，找出適合應用型本科的課程教學模式．

1 構建先進科學的課程體系結構

數(shù)據結構作為計算機學科的專業(yè)基礎課，應與本學科的問題求解理論和設計方法論相適應，準確把握課程體系的本質．

1.1 制訂實施符合新技術要求的教學大綱

課程體系結構包含概念表述、構建數(shù)據模型、設計算法三個層面，突出數(shù)據組織方法與算法設計技術，將整個知識體系劃分為核心知識集合模塊與不同的擴展知識模塊，以適應不同層次的教學需求．

(1)突出貫穿程序設計與軟件工程的新技術．要引入抽象數(shù)據類型的概念來介紹數(shù)據結構新技術，集中體現(xiàn)分解、抽象和信息隱蔽的基本原則，展示由數(shù)學模型經抽象數(shù)據類型到數(shù)據結構的信息結構轉換三個重要階段，抓住抽象數(shù)據類型的中樞位置．

(2)制訂符合新技術發(fā)展要求的課程大綱．要以訓練構造性思維為重點，以強化程序抽象能力和培養(yǎng)數(shù)據抽象能力為指導，把握課程體系結構的本質．要適時修訂教學大綱與實驗大綱，以滿足學科發(fā)展對課程教學的要求．

1.2 教學內容增進實用性

(1)選用有特色的數(shù)據結構新教材．教材建設是提高教學質量的基本建設之一．教材是大綱精神的具體實施，是知識點的載體．教材的科學性、先進性和實用性，為知識的傳授和能力的培養(yǎng)奠定了良好的基礎．根據課程技術性的特點，將教學內容分為三層次：第一個層次是基本概念部分；第二個層次是基本結構部分，包括線性結構（線性表、棧和隊列、串、數(shù)組與廣義表）與非線性結構（樹、圖）；第三個層次是基本技術部分，包括查找與排序方法．按照三層次法組織的教材內容，包含許多精彩的經典算法，可為學習者繼續(xù)拓展提供思路．

(2)補充與新技術接軌的實用性技術．由于計算機技術發(fā)展迅速，而教材內容與新技術接軌慢，這就要求教師要及時補充教材外的實用性新技術，引入面向對象的新觀點，補充技術發(fā)展新內容，使教學內容與新技術接軌，增強實用性．

2 教學方法改革

根據數(shù)據結構課程的特點，教師在教學中應重點講述基本概念、基本邏輯結構、基本的存儲結構及經典算法，并注重其拓展應用．

(1)理論課教學．數(shù)據結構課程內容較抽象，在理論課的講授中應注重提高學生主動學習的積極性．同時，利用多媒體輔助教學手段，把數(shù)據結構中抽象的算法執(zhí)行過程動態(tài)模擬演示出來或供學生課后觀察體會．這在一定程度上可化抽象為直觀，使學生能更好地理解算法的思考過程．

(2)實驗課教學．第一次上機實驗應把本課程的編程框架用統(tǒng)一模板規(guī)劃出來，引導學生學會編程，然后讓他們上機調試，在這個基礎上再不斷增加功能，提出新的要求，激發(fā)學生的興趣，對做得好的同學給予好評，并進一步提出更高的綜合性要求．后續(xù)章節(jié)的內容可以參照這一模式實施，學到新的數(shù)據結構時，只要把相應的編碼修改即可．同時根據不同基礎、不同層次的學生提出上機實驗不同的要求．

(3)習題課教學．教師要設計組織好習題課，根據不同基礎、不同層次的學生提出不同的要求．這就要求教師要認真地了解學生，更深層次地研究學生的學習情況．

3 強化素質能力培養(yǎng)

數(shù)據結構課程的核心內容就是通過學習結構技術的過程，按照建構主義的學習理論，以學生為學習主體，在其與客觀環(huán)境（指所學內容）的交互過程中構建學生的知識結構．教師應引導學生在解題編程的實踐中探索規(guī)律性的認知，將感性認識升華到理性高度，從而培養(yǎng)學生算法設計能力以及創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)舉一反三、觸類旁通的學習能力，以達到提高學生應用知識解決復雜問題的素質目標．

3.1 作業(yè)練習

書面作業(yè)是上機實習的基礎．作業(yè)練習的目的是通過精心設計典型習題，啟發(fā)學生自主完成習題、改造習題，使得學生在有限的時間內，掌握盡可能多的知識．教師要做到作業(yè)全收全改、收發(fā)及時，要明確指出作業(yè)中的錯誤點，并對具有技術難點的習題進行啟發(fā)式講解．

3.2 實習指導

課程實習著眼于原理與應用的結合點，使學生學會如何把書上學到的知識用于解決實際問題，培養(yǎng)學生的動手能力．通過課程實習要使學生將書本知識學“活”，達到深化理解和靈活掌握教學內容的目的．

3.3 課程設計

課程設計重在培養(yǎng)學生軟件設計的綜合能力．數(shù)據結構課程的課程設計是進行軟件綜合訓練的第一門課，它要求選用實用性的綜合題目，采用學生個人進行和小組合作的方式，通過問題分析、總體結構設計、用戶界面設計、程序設計實現(xiàn)與測試的一系列過程，培養(yǎng)學生動手實踐、協(xié)作開發(fā)大型軟件項目的能力，為后續(xù)專業(yè)技能的訓練提供基礎．通過課程設計的訓練，突出構造性思維訓練的特征，可提高學生的組織數(shù)據編寫大型程序的能力，使學生能更好地掌握算法設計所需的技術．

3.4 考核方式

考核過程可采用全程化（平時考核、期中考試、期末考試）、立體化（課堂聽講、作業(yè)、自學、實習）、標準化（參照水平考試、等級考試等國家統(tǒng)一考試的命題要求）的新型考核體系．以此真實地反映學生掌握知識、技能的情況，充分發(fā)揮考核體系對學生學習的督促作用和引導作用．平時考核主要通過課堂提問、課堂抽查、小測驗、作業(yè)情況、上機表現(xiàn)等環(huán)節(jié)進行；期中考試和期末考試采用標準化形式，增加水平考試要求的題型，把握課程內容的深度，加大算法理解與分析、算法設計、構造分析類、能力型題目的比例．

4 加強教學資源建設

為了豐富教學資源，應進行數(shù)據結構課程網站建設．在網站上，教師要提供電子教材、多媒體課件、網上考試與練習系統(tǒng)、試題庫等相關資源．與教材配套的多媒體教學課件中具有復雜抽象算法的動態(tài)演示過程，通過實例化、可視化方式把抽象的概念形象化，突出了典型算法的本質．多媒體課件提供的選件控制方式可為教師教學的個性化發(fā)揮提供基礎保證．

4.1 開發(fā)與教材配套、適合網上教學的多媒體課件

數(shù)據結構課程的難點在于對抽象算法本質的理解，制作的多媒體課件不能是教案的簡單幻燈片．應利用Flash開發(fā)課件，以動畫的形式來展現(xiàn)算法，并結合實例演示來加強學生對算法的理解．課件制作融入先進的教學理念，滲透模塊化、數(shù)據抽象和信息隱蔽等新觀點、新技術，用精練的文字、準確的圖示描述基本概念，用直觀的動畫解釋抽象的算法過程，既可以豐富學生獲取信息的種類、方式，又有助于教師形象生動、深入淺出地講解，便于學生從直觀的感性認識過渡到理性的深入理解．

4.2 建設課程網上教學網站

在建成的數(shù)據結構課程輔導網站上，可提供教學大綱、電子教案、電子教材、課堂視頻、多媒體課件、參考文獻、聯(lián)系教師、相關題庫等豐富的教學資源，以增加學生學習課程的手段，拓寬學生的視野，為課內與課外學習相結合提供支撐，實現(xiàn)面授輔導與網上輔導相結合．通過論壇、E-mail等方式，實現(xiàn)師生、生生之間超越時間、空間限制的自由討論，可大大提高輔導的效果和效率．

4.3 加強程序設計類訓練平臺建設

應深入開展程序設計類的課程建設，提供相關的加強程序設計的訓練，并建設相關教學資源．建設數(shù)據結構精品課程網站，可提供師生交流與溝通的渠道，為數(shù)據結構學習提供有力的基礎與支持．

[1] 吳文虎．計算機程序設計基礎課程改革[J]．中國大學教學，2004(2)：13―14．

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

[3] 侯曉霞，王玲，宋斌，等．構建合理的計算機知識結構——新世紀高校計算機基礎教育改革的探討[J]．中國大學教學，2004(6)：53―54．

[4] 徐德民．面向 21世紀高等工科教育教學改革的理論與實踐[M]．西安：西北工業(yè)大學出版社，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)技術教育，2004(6)：25．

〔責任編輯 牛建兵〕

G642.0

A

1006-5261(2010)05-0087-02

2009-12-29

河南省高等教育教學改革研究項目（187）

張飛（1974―），男，河南遂平人，講師，碩士．