提高“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)質(zhì)量的方法研究

姚保峰

（蚌埠學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，安徽 蚌埠 233000）

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是介于數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件三者之間的一門核心課程[1]，是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心基礎(chǔ)課，在整個(gè)計(jì)算機(jī)課程體系中具有重要的地位.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的掌握程度對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的其他相關(guān)課程（如操作系統(tǒng)、編譯原理）具有重要影響[2].通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程，學(xué)生將更加深入的掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí)并靈活應(yīng)用，提高編程能力，最重要的是掌握了解決各類問(wèn)題的一般方法.但是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門抽象度高、理論性強(qiáng)的課程，教材大多采用偽代碼描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相關(guān)算法[3]，因而學(xué)生的掌握情況往往并不理想.本文從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、課程實(shí)驗(yàn)及考核方法等多個(gè)方面討論如何提高課程的教學(xué)質(zhì)量.

1 改革教學(xué)方法

1.1 強(qiáng)化學(xué)生編程能力，為順利教學(xué)打好基礎(chǔ)

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程中，一個(gè)突出的問(wèn)題是學(xué)生的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)較差.目前大多數(shù)學(xué)校采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)算法，但是學(xué)生的C語(yǔ)言掌握情況往往并不理想，尤其是指針和結(jié)構(gòu)體部分是薄弱環(huán)節(jié)，而這部分內(nèi)容在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中恰恰是應(yīng)用的最多的.針對(duì)這一問(wèn)題，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容之前，有必要先花少量時(shí)間對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化，通過(guò)一個(gè)具體案例（如通訊錄管理系統(tǒng)）加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解.這樣不僅為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ)，也提高了學(xué)生的編程能力.

1.2 采取案例式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論性很強(qiáng)的科目，大量的理論知識(shí)使學(xué)生的學(xué)習(xí)倍感枯燥，嚴(yán)重降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.為了更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，采用案例式教學(xué)可以達(dá)到較好的效果.教師在備課時(shí)針對(duì)主要的知識(shí)點(diǎn)合理的選擇既能夠吸引學(xué)生又能夠說(shuō)明問(wèn)題的案例，在教學(xué)過(guò)程中圍繞給出的案例引導(dǎo)學(xué)生思考、分析和討論問(wèn)題，并在教師的指導(dǎo)下找出解決問(wèn)題的方法.這樣就使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中很多抽象的概念變得具體化，縮短了理論與實(shí)際的差距，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，而不是僅僅停留在理論層面上.同時(shí)，這種方式顯然比傳統(tǒng)的說(shuō)教式教學(xué)更具趣味性，更能充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性.表1是筆者在教學(xué)中為主要知識(shí)點(diǎn)選取的教學(xué)案例.

表1 教學(xué)案例的組織

采用案例式教學(xué)要注意案例的設(shè)計(jì)必須符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，盡量做到由易到難、由簡(jiǎn)到繁，從而體現(xiàn)知識(shí)的漸進(jìn)積累的過(guò)程.比如對(duì)棧的講解，可以先舉一個(gè)“手槍壓子彈”的簡(jiǎn)單的案例，幫助學(xué)生理解相關(guān)的概念，然后再處理“老鼠走迷宮”的案例.在講解案例的過(guò)程中引出相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，再逐步擴(kuò)展.

1.3 充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高課程教學(xué)質(zhì)量

當(dāng)前，現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)被大量應(yīng)用于課堂教學(xué)中，并引起了多方面的變化.相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)手段而言，現(xiàn)代化教學(xué)手段改變了學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的過(guò)程，把感知、理解、鞏固、運(yùn)用融合為一體，圖、文、聲、影并茂，將教學(xué)內(nèi)容以有利于學(xué)生認(rèn)知的方式呈獻(xiàn)給學(xué)生，能夠更加直觀地引導(dǎo)學(xué)生揭開(kāi)事物的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系.在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，包括多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課堂及在線問(wèn)答測(cè)試等都可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.如在講解一些典型算法（“圖的遍歷”、“構(gòu)造哈夫曼樹(shù)”等）的時(shí)候，在課件中用Flash動(dòng)畫(huà)將整個(gè)過(guò)程模擬演示出來(lái)，能夠使學(xué)生更容易理解算法中每個(gè)步驟的含義；對(duì)于每章的重點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容可以在網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)加以強(qiáng)化，對(duì)一些學(xué)有余力的同學(xué)也可以在網(wǎng)絡(luò)上給出一些深入學(xué)習(xí)的建議及參考資料；此外，在網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)設(shè)師生互動(dòng)問(wèn)答版塊及自助測(cè)試系統(tǒng)也有利于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí).

2 改革實(shí)踐教學(xué)

2.1 合理組織實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

考慮到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論抽象性和復(fù)雜性，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，因此在實(shí)踐過(guò)程中同樣要注意充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.教材上的很多實(shí)例往往脫離實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生面對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)很難產(chǎn)生興趣，如果能夠把每個(gè)問(wèn)題都放到具體的情境中，就能夠使學(xué)生產(chǎn)生解決問(wèn)題的欲望.在完成一些基礎(chǔ)任務(wù)的前提下，可以讓學(xué)生在用自己的方法實(shí)現(xiàn)表1給出的教學(xué)案例，這樣既使實(shí)驗(yàn)具有趣味性，又與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密銜接.

2.2 采用“分層分組”的實(shí)踐教學(xué)模式，增強(qiáng)合作和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)

“分層分組”教學(xué)就是有機(jī)的結(jié)合班級(jí)教學(xué)和小組教學(xué)兩種教學(xué)組織形式，按照學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等方面的差異，將同一個(gè)班級(jí)的學(xué)生劃分為若干個(gè)層次，使不同層次的學(xué)生混搭配合，實(shí)施分組合作的學(xué)習(xí)方法.傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)以學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)為主，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中互相之間缺少交流，不利于團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的培養(yǎng).采用分層分組教學(xué)更能夠體現(xiàn)因材施教的教學(xué)原則，且加強(qiáng)了學(xué)生之間的合作交流，符合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)團(tuán)隊(duì)型人才的需求.在分層分組策略上，采用以學(xué)生自我定位為主、教師建議定位為輔的方法，客觀公平的按照學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力進(jìn)行分組，避免在分組時(shí)打擊學(xué)生的自信心.在實(shí)際操作中，首先將學(xué)生分為三個(gè)層次：A層是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力較強(qiáng)的學(xué)生；B層是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力一般的學(xué)生；C層是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力較差的學(xué)生.然后對(duì)各層的人數(shù)進(jìn)行混合搭配，每組4～6人，使各個(gè)小組的配置盡可能的均衡，并在每個(gè)組設(shè)一名組長(zhǎng)，由該組學(xué)習(xí)協(xié)調(diào)能力均較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任，負(fù)責(zé)與教師聯(lián)絡(luò)溝通實(shí)踐情況.在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，以B層次學(xué)生的能力為基準(zhǔn)，將實(shí)驗(yàn)任務(wù)細(xì)化為若干個(gè)子任務(wù)，并指出子任務(wù)中哪些屬于高級(jí)任務(wù)，哪些屬于主要任務(wù)，哪些屬于基本任務(wù)，要求A層次的學(xué)生完成包含高級(jí)任務(wù)的全部任務(wù)，B層次的學(xué)生完成主要任務(wù)，C層次的學(xué)生完成基本任務(wù).學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以首先對(duì)任務(wù)進(jìn)行集中討論，確定方案后各自獨(dú)自完成具體代碼.采用“分層分組”的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，教師要注意適時(shí)的對(duì)各小組的實(shí)驗(yàn)情況作出公正的評(píng)價(jià)，包括小組競(jìng)爭(zhēng)方面的評(píng)價(jià)和小組內(nèi)部合作情況的評(píng)價(jià)等；同時(shí)，也要注重對(duì)不同層次學(xué)生的個(gè)體評(píng)價(jià)，對(duì)有突出創(chuàng)新表現(xiàn)和進(jìn)步幅度較大的學(xué)生給予鼓勵(lì).“分層分組”的實(shí)踐教學(xué)機(jī)制充分體現(xiàn)了學(xué)生為主體的教學(xué)思想，能夠兼顧不同層次學(xué)生的情況，增強(qiáng)了學(xué)生的合作意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí).

3 改革考核方法

考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果和教師教學(xué)效果的主要手段，也是教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié).數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的期末考核不能簡(jiǎn)單的以卷面考試成績(jī)?yōu)樽罱K結(jié)果，而應(yīng)該充分考察學(xué)生的綜合能力，因此本課程的考核采用多項(xiàng)指標(biāo)相結(jié)合的考核方式.具體指標(biāo)包括學(xué)生的出勤情況、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)成績(jī)及期末考試成績(jī)等，將這些指標(biāo)按比例綜合計(jì)算.在實(shí)驗(yàn)成績(jī)中，不僅包含學(xué)生的最終實(shí)驗(yàn)成果，學(xué)生的合作互助能力、溝通協(xié)調(diào)能力也作為其實(shí)驗(yàn)成績(jī)的一部分進(jìn)行考查.新的考核方法打破了只看考試分?jǐn)?shù)，不看綜合素質(zhì)的傳統(tǒng)成績(jī)?cè)u(píng)定方式，有利于學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展.

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，進(jìn)行課程教學(xué)改革有利于實(shí)現(xiàn)“培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo).教學(xué)改革應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性為著眼點(diǎn)，達(dá)到學(xué)生能夠自愿學(xué)習(xí)、具備自主學(xué)習(xí)能力的目的.本文從教學(xué)方法、課程實(shí)踐及考核方法等方面提出了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的一些改革措施，在實(shí)際教學(xué)中可以看出，整體教學(xué)質(zhì)量取得了顯著提升.相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生的理論水平、程序設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力均有了一定的提高，同時(shí)也為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

〔1〕嚴(yán)蔚敏,吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語(yǔ)言版)[M].清華大學(xué)出版社,2001.

〔2〕高嵐.以培養(yǎng)實(shí)踐能力為核心的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)方法探討[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2008,24(8):49-51.

〔3〕馬曉波,劉利民,郭琳,秦俊平.“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索 [J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,14(3):186-187.

〔4〕趙耀紅,孫宇.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào),2012,22(4):413-415.

〔5〕張桂芬,李海濱.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索[J].高教論壇,2008(3):105-106.