地理信息科學(xué)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)

肖媚燕

文章編號：1672-5913（2015）03-0087-03

中圖分類號：G642

摘要：針對地理信息科學(xué)專業(yè)的教學(xué)實(shí)際，分析專業(yè)特點(diǎn)并針對本專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，提出地理信息科學(xué)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；地理信息科學(xué)；教學(xué)進(jìn)程；教學(xué)手段；實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

1 背 景

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為高校計(jì)算機(jī)專業(yè)及部分非計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的重要理淪技術(shù)基礎(chǔ)，不僅是計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心課，而日.成為其他理工專業(yè)的熱門選修課。

在眾多非計(jì)算機(jī)專業(yè)中，地理信息科學(xué)專業(yè)（以下簡稱地科專業(yè)）是近20年來新興的一門集地理學(xué)、計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)和地圖學(xué)于一體的綜合學(xué)科，計(jì)算機(jī)相關(guān)科目對地科專業(yè)來說非常重要。其中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是一門必要的基礎(chǔ)課程，也是許多地科專業(yè)課程的前導(dǎo)課程。

目前高校地科專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀已有相關(guān)調(diào)查，調(diào)查涉及29所高校。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在地科專業(yè)中的重要性已得到普遍認(rèn)同，但學(xué)時(shí)數(shù)偏少；結(jié)合地科專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行授課的僅占1/3，約2/3未結(jié)合；從調(diào)查結(jié)果可知地科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的效果不太理想，程序語言基礎(chǔ)不好和課程本身比較抽象是最重要的兩個(gè)原因。

根據(jù)多年教授地科專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及在教學(xué)過程中對教學(xué)方法和教學(xué)效果的不斷總結(jié)，筆者認(rèn)為地科專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)存在若干問題。為解決教學(xué)問題，改進(jìn)教學(xué)效果，筆者提出相應(yīng)的教學(xué)觀點(diǎn)和措施，目的是使地科專業(yè)的學(xué)生吃透數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識，為后序相關(guān)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 問題分析

目前地科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)科目存在一些問題，除了普遍存在的教學(xué)重點(diǎn)模糊、教學(xué)內(nèi)容取舍不當(dāng)、理論教學(xué)與實(shí)際操作相脫節(jié)、教學(xué)內(nèi)容不能聯(lián)系實(shí)際等因素外，還有兩大因素。

（1）缺乏對前導(dǎo)課程的重視。編程和數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，例如學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版）就必須先學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)和離散數(shù)學(xué)。目前大部分高校針對地科專業(yè)的編程基礎(chǔ)課程課時(shí)設(shè)置較少，也沒有設(shè)置離散數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，這給數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)帶來更大的難度。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)與專業(yè)脫節(jié)，學(xué)生體會(huì)不到科目的重要性。目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)計(jì)劃比較單一，沒有針對地科專業(yè)的特點(diǎn)做出相應(yīng)調(diào)整，而且地科專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)時(shí)較少，在教學(xué)過程中也忽視了對地科專業(yè)特點(diǎn)的引導(dǎo)，這使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)出現(xiàn)以下問題：學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)模糊，忽視實(shí)踐應(yīng)用，學(xué)生體會(huì)不到科目的重要性和必要性，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極和主動(dòng)性，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

根據(jù)以上分析，地科專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)方法應(yīng)從教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)三大方面進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

3 教學(xué)進(jìn)程

地科專業(yè)的教學(xué)進(jìn)度控制必須綜合考慮以下幾方面的問題：①重視前導(dǎo)課程的復(fù)習(xí)；②針對專業(yè)特點(diǎn)調(diào)整學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)；③合理安排學(xué)時(shí)。

4 教學(xué)手段

地科專業(yè)學(xué)生的邏輯思維能力和編程動(dòng)手能力相對較弱，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的過程中容易感到枯燥乏味，不容易激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和積極性，教學(xué)效果大打折扣，因此我們結(jié)合地科專業(yè)的特點(diǎn)提出以下教學(xué)手段，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，提高學(xué)習(xí)興趣。

4.1 案例驅(qū)動(dòng)

（1）實(shí)施方式：為調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，可以采取案例驅(qū)動(dòng)的方式，提出與地科專業(yè)息息相關(guān)的案例，如三維地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖層管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，由此引出問題并貫穿數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的整個(gè)教學(xué)過程；從地科專業(yè)對口行業(yè)中抽取各種案例，安排在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各個(gè)章目中對應(yīng)解決，讓學(xué)生帶著問題到書中找答案，由此調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

（2）應(yīng)用實(shí)例：在進(jìn)行線性表內(nèi)容的理論教學(xué)時(shí)，先向?qū)W生提出地理信息科學(xué)中的圖層管理工具是如何使用的，圖層管理的實(shí)質(zhì)是什么，這樣的問題是如何用計(jì)算機(jī)解決的。通過地科專業(yè)的相關(guān)問題引導(dǎo)同學(xué)們思考，從而明確自己的學(xué)習(xí)目的。

4.2 分組討論

（1）實(shí)施方式：為增加課堂教學(xué)的趣味性，可以分組討論的方式解決現(xiàn)實(shí)問題，使學(xué)生通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論學(xué)習(xí)、查閱課外資料、同學(xué)間交流分享以及辯論等方式學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識，增加趣味性，吸引學(xué)生融入到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識的學(xué)習(xí)中。

（2）應(yīng)用實(shí)例：在同學(xué)們掌握了線性表的相關(guān)理論知識后，結(jié)合地科專業(yè)中圖層管理的知識，引導(dǎo)學(xué)生用線性表實(shí)現(xiàn)圖層管理，然后把理論結(jié)合實(shí)際的環(huán)節(jié)交給同學(xué)們分組討論，通過交流分享、分組辯論以及課下查閱資料的方式共同探討解決問題的方法，從而加深理論知識的理解。

4.3 互動(dòng)考察

（1）實(shí)施方式：考慮到地科學(xué)生的邏輯思維能力相對計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說較弱的問題，加強(qiáng)師生間的互動(dòng)不僅有助于任課教師隨時(shí)考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更有助于督促學(xué)生不間斷不松懈地進(jìn)行邏輯思維能力的強(qiáng)化訓(xùn)練，提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)能力。與計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生相比，地科學(xué)生需要花更多的時(shí)間進(jìn)行師生的互動(dòng)考察式學(xué)習(xí)，因此在教學(xué)進(jìn)度設(shè)置上必須更松動(dòng)一些，給互動(dòng)考察預(yù)留出時(shí)間。互動(dòng)形式可為課堂提問、課堂練習(xí)、課堂測驗(yàn)、課堂討論、課后作業(yè)等，并將其中一部分成績作為平時(shí)成績，以達(dá)到對學(xué)生的約束作用。

（2）應(yīng)用實(shí)例：在線性表8個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)過程中，一共設(shè)置2次/學(xué)時(shí)的課堂提問、1次/學(xué)時(shí)的課堂練習(xí)、1次/2學(xué)時(shí)的課后作業(yè)和1次/4學(xué)時(shí)的課堂測驗(yàn)，并將課堂討論貫穿在教學(xué)過程巾。其他章節(jié)以此類推，以頻繁的互動(dòng)達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練的效果。

5 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

如前所述，地科專業(yè)的學(xué)生邏輯思維能力和編程動(dòng)手能力較弱，因此必須更加重視實(shí)驗(yàn)課程的開展，避免放羊式、練習(xí)式的實(shí)驗(yàn)課程。日前學(xué)校已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立開課的課程改革，對實(shí)驗(yàn)課考核體系的完善具有非常重要的意義。

（3）課程要求：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為基本目標(biāo)要求每個(gè)同學(xué)必須掌握，具體的驗(yàn)證要求可根據(jù)地科專業(yè)的特點(diǎn)適當(dāng)增減；展開適量的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)中需解決的現(xiàn)實(shí)問題；由于學(xué)時(shí)縮減，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)沒有開設(shè)專門課程，因此在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教師應(yīng)適當(dāng)開展一些簡單的項(xiàng)目化課程設(shè)計(jì)，給予學(xué)生更廣闊的思路去鞏固和理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論知識。

（4）考核方式：實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的開展必須注重實(shí)驗(yàn)的考核，完善考核體系，所有實(shí)驗(yàn)的完成情況必須以考核的方式呈現(xiàn)給任課教師，以此達(dá)到督促學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的目的。目前已采用ACM評判系統(tǒng)作為學(xué)生的上機(jī)環(huán)境，提供學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的各種統(tǒng)計(jì)、學(xué)生之間的競賽以及完成情況比較等功能，給學(xué)生一定的做題壓力，從而轉(zhuǎn)化為動(dòng)手實(shí)踐的動(dòng)力；期末考核也可以在ACM評判系統(tǒng)上進(jìn)行，根據(jù)系統(tǒng)的評分和統(tǒng)計(jì)結(jié)果對學(xué)生的上機(jī)動(dòng)手能力情況進(jìn)行考察。

（5）應(yīng)用實(shí)例：進(jìn)行樹和二叉樹的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，在掌握了樹和二叉樹理論知識的前提下，每個(gè)同學(xué)都要驗(yàn)證性實(shí)現(xiàn)任課教師要求的經(jīng)典算法。在實(shí)現(xiàn)書中的經(jīng)典算法后，教師將其整合到現(xiàn)實(shí)問題中，并作為綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主完成。

6 結(jié)語

針對地科專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)提出的教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)手段及實(shí)驗(yàn)方法經(jīng)過若十學(xué)期的考察和調(diào)整已趨于成熟，同時(shí)在考察過程中教師不斷地對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)查驗(yàn)證，并根據(jù)調(diào)查情況持續(xù)改進(jìn)，務(wù)求達(dá)到更好的教學(xué)效果。