探索“數(shù)據(jù)結構”教學改革

摘要：本文從教學內容、教學方法、教材建設、教學工具、考核與評價等方面對“數(shù)據(jù)結構”課程的教學改革進行了思考與探索。介紹了重點課程建設過程中的知識體系，課程教學改革，實驗教學改革以及成績評價體系的改革。

關鍵詞：數(shù)據(jù)結構；知識體系；教學改革

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913(2007)14-0048-03

在計算機類專業(yè)中，”數(shù)據(jù)結構”是一門非常重要的專業(yè)基礎課，ACM/IEEE CC-2005教程將算法與數(shù)據(jù)結構類課程列為核心課程之首。”數(shù)據(jù)結構”主要研究如何合理地組織數(shù)據(jù)、有效地存儲和處理數(shù)據(jù)，正確地設計算法以及對算法進行分析和評價。課程特點是概念性強、算法復雜、不易被學生所掌握。但隨著現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，教學模式及教學方法的不斷更新，結合多媒體和網(wǎng)絡技術，改變傳統(tǒng)的教學模式，將課程的難點與重點通過媒體表現(xiàn)出來，開闊學生的視野，加強學生對課程的理解，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、表述問題、分析問題和解決問題的能力。

目前我們已擁有一支老中青相結合的師資隊伍，出版了適合培養(yǎng)應用型人才的”數(shù)據(jù)結構”教材。下面僅從課程的知識體系、教學方法、成績評價體系的改革等方面對課程的建設工作進行概括性地介紹。

1數(shù)據(jù)結構課程的知識體系

數(shù)據(jù)結構課程教學內容可分為三個層次：第一個層次是數(shù)據(jù)結構的基本概念部分；第二個層次是基本的數(shù)據(jù)結構部分，包括數(shù)據(jù)的邏輯結構和物理結構兩方面；第三個層次是基本操作部分，對存儲在計算機中的數(shù)據(jù)進行各種操作，即算法設計，包括查找與排序。我們將以數(shù)據(jù)的邏輯結構為基礎，存儲結構為關鍵，算法設計為目標，借鑒CC2005/CCC2002，結合我校培養(yǎng)應用型本科人才的教學目標，從實際出發(fā)構建課程內容體系，將數(shù)據(jù)結構教學內容分為九個單元，每個單元分三個層次，形成表1所示數(shù)據(jù)結構課程知識體系。

2利用現(xiàn)代教育技術進行課堂教學改革

傳統(tǒng)的教學特點有兩個，一是注入式，即在教學工作中，只顧單純地灌輸知識，不管課程特點和授課對象的特點；二是抱著走，即在各個教學環(huán)節(jié)中，尤其是在實驗、設計中，不注重培養(yǎng)鍛煉學生動手的能力，往往按照已有的實驗步驟讓學生按部就班地完成即可。在這種教學方法下，學生的學習主動性和創(chuàng)造性受到嚴重的壓抑，處于被動地接受知識的地位。因此，課堂和實驗教學改革勢在必行。而現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，給課堂教學的改革提供了技術保障。現(xiàn)代教育技術是信息技術與現(xiàn)代教育思想的整合，它以計算機和Internet作為教學的工具，與傳統(tǒng)的教學媒體有著明顯的區(qū)別。隨著現(xiàn)代化教育技術的日新月異，對教師來說在課堂教學中結合現(xiàn)代教育技術改進教學模式提高教學水平已迫在眉睫。教師必須學會利用現(xiàn)代教育技術手段改革課堂教學，充分利用現(xiàn)代教育技術制作多媒體課件以及網(wǎng)絡課件，改進教學方法和教學手段，提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習的能力。

多媒體教學有很多優(yōu)點：它集講課、習題課、演示算法為一體，具有生動、形象、直觀的特點，所顯示的版面規(guī)范、文字精練、形式多樣，多重感官刺激，能極大地調動學生聽課的積極性，有助于學生很好地理解和掌握所學內容。在制作多媒體教學課件時，要結合本課程的特點使用多種媒體將課程各主要知識點表現(xiàn)出來，將枯燥的內容變成趣味性的知識，提高學生學習的興趣。同時，老師在講課時要以學生為主體，以學生為中心，協(xié)調好上課的各個環(huán)節(jié)，不要一味地“注入”和“抱著”，采用啟發(fā)式教學、案例教學等多種教學手段啟迪學生發(fā)現(xiàn)知識、獲取知識、創(chuàng)造新知識的能力。但利用多媒體課件進行授課同樣也存在問題，在傳統(tǒng)教學中，教師上課時需要進行板書，學生能夠隨著老師的思路分析問題并有充分的時間作好筆記。利用多媒體技術，教師已將原來需要板書的大量文字、圖表通過多媒體技術表現(xiàn)，導致學生既要關注屏幕內容又要忙于抄錄筆記，無暇思考問題，將所謂的“上課”變成了“看課”。針對這一問題，我們主張學生改變學習方法，教師注重授課各環(huán)節(jié)的協(xié)調。在聽課時學生不必作詳細的筆記，以大綱形式記好本節(jié)學習的主要內容，以及重點、難點和疑點，集中精力認真隨老師的授課思路進行思考。課后學生可通過網(wǎng)絡教學平臺瀏覽課件，進行課后復習、預習、測試等，并且借助于網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)師生互動，開展拓展知識的學習，比如研究學習ACM/ICPC大學生程序競賽題目，擴大學生的知識面和提高學生程序設計水平。

3實驗教學的改革

“數(shù)據(jù)結構”是實踐性很強的一門課程，在學好理論課的基礎上做好上機實驗是整個教學環(huán)節(jié)中的重要一步。根據(jù)學科的特點安排的實驗內容有驗證性、設計性和綜合性等實驗。 驗證性實驗保持與數(shù)據(jù)結構課程相關知識的緊密結合；設計性實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與能力；綜合性實驗培養(yǎng)學生的綜合能力。同時，允許學生結合本人的興趣，從實際應用中選擇有具體應用背景的實驗題目，充分發(fā)揮學生的主動性。根據(jù)以往的教學經驗，學生能根據(jù)實驗要求完成實驗任務，但最后提交上來的實驗報告無法體現(xiàn)其實驗工作，主要原因一是學生沒有按照軟件工程的要求來分析設計實驗，沒有養(yǎng)成良好的程序設計習慣，拿到實驗題目后直接上機進行編程實現(xiàn)；二是學生不會寫實驗報告。針對這種情況，我們從實際出發(fā)，用一個具體的實驗，從分析、設計到實現(xiàn)、測試等過程進行實例教學，指導學生如何分析問題和解決問題，培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的科學工作方法和作風。指導學生如何按設計步驟：實驗題目、實驗目的要求、需求分析、概要設計、詳細設計、調試分析和實驗結果，寫出實驗報告。同時還要求學生學會編寫軟件文檔，并將軟件文檔與源程序通過網(wǎng)絡上傳到指定位置。

通過對實驗教學的改革，學生學會利用軟件工程思想設計實驗，并學會編寫軟件開發(fā)文檔和實驗報告。通過實驗對”數(shù)據(jù)結構”課程中的知識點認識更清，促進學生學習數(shù)據(jù)結構的積極性。

4成績評價體系的改革

目前，我們對學生學習成績的評價采用平時成績(20%)+實驗成績(10%)+期末考試成績(70%)。這種以期末考試為主的形式測評學生，對全面考核學生，提高學生素質，培養(yǎng)創(chuàng)造性的人才是不利的。主要表現(xiàn)在：第一，這種以期末考試為主的考試形式，使一部分同學不注重平時的學習，在考前突擊一兩天就可以過關，由于這部分同學對知識沒有任何有深度的理解，考試過后馬上遺忘，不利于知識的掌握；其次，對于平時愛鉆研的同學，由于在考試過程中沒有發(fā)揮好，致使成績不理想，沒有真實地反映出學生的實際水平；第三，由于以期末考試為主，有的同學為了過關，想方設法作弊；第四，直到考試結束后，任課教師才有機會根據(jù)考試結果了解其教學質量；第五，實驗成績權值偏低，不利于學生實踐能力的培養(yǎng)。

針對上述問題，我們提出分階段考核并重視實踐動手能力的培養(yǎng)。我們把課程分為三塊，第一塊，線性表，包括線性表、棧和隊列、串、數(shù)組和廣義表；第二塊，樹和圖；第三塊，查找與排序。當每一塊教學任務完成后，給學生一周的時間復習，然后進行考試。這樣，一門課總共考三次，第一次考第一塊內容，第二次側重第二塊內容，兼顧第一塊內容；最后一次側重第三塊內容，兼顧第一塊和第二塊內容。前兩次考試各占總成績的20%，最后一次考試占40%。由于我校以培養(yǎng)應用型人才為目標，應在課程教學中反映出來，所以，提高實驗成績在總成績中權重，將原來的10%提高到20%，因此，需要加強實驗教學的考核，要求學生按時完成實驗內容，書寫實驗報告，提交軟件文檔和源程序代碼。

課程考核從偏重期末考試改變?yōu)槠仉A段性考核，并重視實驗教學，以改變以期末考試為主的格局，使學生能夠在平時自覺地給自己加壓，注重平時的學習，避免突擊復習，并能做好每一次實驗，認真對待每一階段的學習。更重要的是如果某個同學在某一次考試中失敗，該生可從其余考試中將成績補回來。學生通過復習這一段所學的內容找出問題，教師通過答疑課或通過網(wǎng)絡教學平臺進行答疑解惑。

5結束語

由于數(shù)據(jù)結構是計算機專業(yè)的基礎核心課程，因此，對于該課程的教學不僅要從課程的知識體系結構進行探討，還要從課程教學方法、實驗教學方法、成績評價體系等方面進行研究。今后，我們還要不斷地完善實驗教學體系、多媒體教學課件以及網(wǎng)絡學習平臺，改革成績評價體系，培養(yǎng)合格的應用型本科人才。

參考文獻

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作者簡介: 李紅衛(wèi)(1966-)，男(漢族)，山西陽城人，江蘇技術師范學院副教授，碩士，主要研究方向：嵌入式操作系統(tǒng)，算法。

E-mail:lhw@jstu.edu.cn。

通信地址：江蘇省常州市育英路2號，江蘇技術師范學院 計算機科學與技術學院213001

基金項目：本文為江蘇技術師范學院”數(shù)據(jù)結構”重點課程建設基金資助