“數據結構”課程理論教學與實踐教學的統一性研究

摘要：本文分析了“數據結構”課程教與學過程中存在的問題以及問題產生的原因，分別從管理層、教師層以及學生三個層面有針對性地給出了可能的解決方案。

關鍵詞：數據結構；理論教學；實踐教學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 21-0021-02

1現狀分析

“數據結構”是計算機科學與技術專業中一門重要的專業基礎課，它不僅是各大學計算機專業的核心課程之一，也是許多高校中非計算機專業的主要選修課程之一，美國ACM和IEEE／CS于2001年制定的《Computing Curricula 2001》課程體系以及我國在2002年結合本國國情制定的《中國計算機科學與技術學科教程2002》都賦予“數據結構”課程極高的地位。該課程旨在使學生了解數據的特性，學會數據的組織方法和現實世界中的問題在計算機內部的表示方法。通過這門課程的學習，幫助學生在軟件開發的過程中正確、合理地組織數據、選擇最優的存儲結構，有效甚至高效地設計算法，從而提高軟件整體質量。

一般來說，師生對“數據結構”課程都相當重視。按理說，教和學的效果也應該不錯，然而，在筆者多年的教學過程中卻發現，事實并非如此，尤其是對于一些非國家一類院校而言情況更加嚴重。分析原因，筆者認為有以下幾個方面：其一是管理層方面的原因。盡管管理層也承認“數據結構”課程的重要性，并在學生考研、本科教學評估、教師年終考核中予以體現，但力度仍然不夠。因為“數據結構”課程的理論與實踐并重的客觀性決定了對這門課程應該投入的程度，但事實卻是自覺或不自覺地將考核的重心偏向了理論，而對實踐卻沒有有效的監管和考核措施，使得學生對實踐的重視僅停留于表面，從而導致學生動手能力得不到有效的鍛煉和提高，也正是由于學生動手能力的不足，反過來又制約了對“數據結構”理論課程的學習。其二是學生方面的原因。許多學生比較浮躁，對所學的原理、知識沒有作深入思考、領會，遇到問題不愿去深入分析，往往是淺嘗輒止，拘泥于表面，對知識間的聯系不能做到融會貫通、舉一反三，仍然習慣于中學時代的題海戰術，還未能完全適應大學的教育模式，因此，極易產生一些不必要的挫敗感，從而喪失學習“數據結構”的興趣。其三是教師方面的原因。該課程的中心地位決定了這門課程的任課教師對這門課程的理解必須相當深入，對教材內容要極其熟悉，對授課對象要有充分的了解，對教材的選擇要考慮學生的基礎，對實驗環境、實驗流程要相當熟悉，否則，極易感到力不從心，從而失去工作熱情，滿足于不出教學事故的消極狀態。

2解決的對策

在這種狀況下，我們該如何把握好“數據結構”的教與學呢？經多年的教學探索與實踐，筆者認為不妨從以下幾個方面入手。

從管理層面起，充分認識“數據結構”課程的理論教學與實驗教學并重的特點，一方面充分重視實驗教師的培養與考核，對主講教師與實驗教師都要做到有計劃、有目標地通過“送出去，引進來”的方式進行培養，在年終考核上，不僅僅只考核主講教師的課堂表現，更要重視實驗教師在實踐環節中的表現；另一方面，加重實驗教學比例，加強實驗考核。對實驗不僅設立單獨的學時，還可以通過設立單獨的學分，以強化學生投入實驗的積極性。

對教師層面來說，又可分為理論教學與實踐教學兩個方面。理論教學方面，由于“數據結構”課程具有教學內容多、覆蓋面廣、科學性和工程性并重的特點。在高校綜合素質教育要求不斷提高，各大學專業課程不得不壓縮專業課程學時的背景下，要在較短的課內學時中把課程的要點講解清楚，課堂教學內容的有效組織是關鍵。目前，可供選擇的教材版本很多， 大多數教材基本都能涵蓋數據結構要求的基本知識內容，但不同版本的教材在內容的組織及表述上差異較大，而且算法的描述形式多種多樣，教材的選用主要依據本校學生的實際情況，比如前期的語言基礎，還有實例的可操作性。在教學方法上，可以結合實際生活中與學生很貼近的例子，采用啟發式方法，引導學生理解什么是“數據結構”，什么是數據的“邏輯結構”，什么是“物理結構”，闡明數據結構的本質是“數據的組織”。比如：在學習線性結構時，可以以學生的學籍表為例，學生的轉學、休學、留級以及查詢等活動分別對應線性表的插入、刪除、定位等操作。講到操作的具體實現時，先用實例引導學生了解設計算法的思路，再在具體的物理存儲結構上用相應的描述語句實現。總之，要以充分調動學生興趣為出發點。在教學手段上，現在大多都采用了多媒體手段，但事實上，多媒體只是一個教學的輔助手段，傳統的粉筆形式依然不可完全替代。對有些復雜的、難以理解的過程采用多媒體技術形象的表達出來是完全可行的，對于算法的描述采用多媒體形式也可以節省很多時間。但有些特別需要思考的地方，如果采用多媒體就會搶占學生的思維空間，得不到應有的效果。況且，即便是采用多媒體，也要學會把握屏幕的切換速度和節奏。另外，也可以通過建設相應的課程網站，網站上除了教師的教案和課件以外，還可以開設交流互動平臺，供學生、教師之間進行交流探討；同時，也可以將學生的優秀作業或課程設計、具有代表性的問題等放置在網站上，供學生學習或討論，教師適時更新網站內容，在適當的時候，給出較為成熟的案例。另外，盡管大學教育旨在學生能力的培養，但也要考慮學生的實情，適當的例題和習題訓練也是必須的。

要切實有效地推進實踐教學，實驗項目的設置與選取是關鍵。在實驗項目的設置上，可以采取興趣優先的原則，一方面通過設置豐富多彩、引人入勝的實習題調動學生的實踐積極性；另一方面，還可以選拔優秀的實習作業創建“數據結構”實驗案例庫，為學生提供展示自己研發成果的舞臺，讓學生獲得成就感，從而進一步強化學生參與實踐的熱情。在實驗項目的選取上，除了按興趣優先的原則以外，實驗項目的層遞性也是必不可少的考慮因素。在設計時，按照從易到難，先基礎，再綜合，后創新與探索的順序，逐步加大實驗的難度，讓學生有個逐步適應的過程。對有科研課題的任課教師，還可以考慮將實驗項目與科研課題結合起來，通過組隊的形式，分工合作，并通過助教或者碩士生的參與，進行全程指導。在每個層次的學生實踐臨結束前，老師和助教還逐組對學生們的實驗過程和實驗結果進行總結評價，分析問題并提出改進意見，同時對學生的實踐成績按完成軌跡進行評判。前面我們從管理層以及教師層兩方面對“數據結構”課程的教學進行了分析，事實上，一個教學活動的完成必然是由教與學兩方共同努力的結果。在外因上，學校以及教師盡可能地給學生提供、創造優越條件；內因上，學生也該學會反思自己，遇到不明白的問題，首先問問自己，是老師沒有講清楚，還是自己沒有聽明白，自己沒聽明白是因為前期的基礎不夠還是什么原因，抑或根本就是自己的態度問題。在找準問題之后，有的放矢，充分利用現有的人力以及信息資源，及時將問題解決。其次，學習本是一個循序漸進的過程，預習、聽課、復習、練習、上機是學習“數據結構”課程的幾個必不可少的環節，可是據觀察，現在有相當的學生僅僅只滿足于上課按時到，作業以及實驗應付甚至抄襲了事，理論和實踐不能有機結合，對知識點的理解僅停留在表面，這就嚴重阻礙了對該門課程的學習，因此，加強考核就變得尤為必要。

3結束語

“數據結構”是一門理論性和實踐性并重的學科，該課程的建設對計算機專業的建設有著重要的作用和意義。在教學過程中，堅持理論教學與實踐教學的統一性是提高“數據結構”課程教學質量的有效途徑。

參考文獻

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收稿日期：2007-09-10

作者簡介：馬傳香(1971－)，女，湖北荊州人，博士，副教授。研究方向：數據挖掘，網絡安全。

該研究受國家自然科學基金(No：60603069)以及湖北大學教學研究項目(No：2006044)資助。