數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)模式的改革與實(shí)踐

司秀麗 曹麗英 陳桂芬

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 長春 130118

作者：司秀麗，副教授，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用；曹麗英，講師，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用；陳桂芬，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的重要性

在高等農(nóng)業(yè)院校開設(shè)計(jì)算機(jī)專業(yè)，本身就面臨一種挑戰(zhàn)。為了讓高等農(nóng)業(yè)院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)也具有生存空間，必須適當(dāng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的交叉和融合，該專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備較為系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)和較為全面的農(nóng)業(yè)信息化的能力，這樣才能在日常工作中熟練操作計(jì)算機(jī)，解決常見計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)故障，獨(dú)立或協(xié)助構(gòu)建農(nóng)業(yè)相關(guān)的信息管理系統(tǒng)和辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，獨(dú)立進(jìn)行或協(xié)助農(nóng)業(yè)科研單位的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫維護(hù)工作。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心課程，是計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件的聯(lián)系樞紐，內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)組織的方式，同高效的檢索算法和索引技術(shù)有關(guān)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)課程群的基石，開設(shè)在第二學(xué)年，是對(duì)前2年專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的總結(jié)提升，為學(xué)生在后2年學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)后繼課程提供技術(shù)基礎(chǔ)。它不僅是一般程序設(shè)計(jì)（特別是非數(shù)值計(jì)算的程序設(shè)計(jì)）的基礎(chǔ)，而且也是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序和大型應(yīng)用程序的重要基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的專業(yè)性質(zhì)和專業(yè)色彩。

2 教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

2.1 明確地位，突出主體

以啟發(fā)式教學(xué)為主，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是對(duì)算法的理解，有效地理解了算法，然后將算法轉(zhuǎn)換成程序就是自然而然的事。但在講授過程中，遇到的主要困難是學(xué)生對(duì)于算法的理解，也就是由形象思維向抽象思維的過渡。最初，學(xué)生接觸抽象概念和算法時(shí)，由于課程本身邏輯性強(qiáng)、抽象性高，而且要求學(xué)生要有一定的編程能力，因此學(xué)生往往不易接受，或者經(jīng)常會(huì)表現(xiàn)出上課時(shí)能聽懂，但是設(shè)計(jì)算法時(shí)卻無從下手，不會(huì)做。為此，在實(shí)際教學(xué)過程中，有效地利用課程組研制的教學(xué)資源，用形象的動(dòng)畫方式演示算法，使學(xué)生建立對(duì)算法的形象思維，然后再逐步運(yùn)用啟發(fā)式、問題教學(xué)等方法指導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)算法的實(shí)現(xiàn)，也就是抽象思維的建立。同時(shí)，課程組不斷地更新教育方式，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，與教師共同分析完成算法的設(shè)計(jì)，變單向的教師傳授為主的教學(xué)型教學(xué)法為師生共同參與完成的教學(xué)方式，鼓勵(lì)、引導(dǎo)和幫助學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，并通過此過程獲取知識(shí)、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)能力。

教師在備課時(shí)，不僅要熟悉、消化教材內(nèi)容，更要精心設(shè)計(jì)課堂情境，準(zhǔn)備好“問題”，設(shè)置好“陷阱”，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.2 搭建豐富多元的教學(xué)資源庫

充分利用已經(jīng)開發(fā)并投入使用的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要算法的動(dòng)畫課件》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多媒體電子教案》，在已有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上繼續(xù)豐富完善多媒體教學(xué)資源，開發(fā)完善圖文并茂、直觀生動(dòng)的教學(xué)課件。緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，及時(shí)將最新進(jìn)展及新技術(shù)補(bǔ)充到課件中。通過教材輔件的制作（包括多媒體教學(xué)課件、課件制作工具、綜合考試試題庫、輔導(dǎo)答疑網(wǎng)站的研制與開發(fā)），以達(dá)到借助于教學(xué)平臺(tái)，為教師教學(xué)提供完整的教學(xué)解決方案，最大限度滿足教學(xué)需求的目的，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)手段，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，以立體化、全方位的形式把知識(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，使得該課程的教學(xué)過程變得直觀、形象、生動(dòng)、活潑，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與樂趣。

在已有題庫的基礎(chǔ)上，及時(shí)將研究生入學(xué)考試試題、ACM競(jìng)賽試題和相關(guān)的農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容補(bǔ)充到題庫中，以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。

以網(wǎng)絡(luò)為媒介，該門課程促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的擴(kuò)充性資料來源廣泛，資源豐富，有各類參考教材、參考書、習(xí)題、課件等。教師在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)，學(xué)生經(jīng)常查閱和使用這些資料，學(xué)生和教師能夠在網(wǎng)上完成大量的輔助教學(xué)活動(dòng)，使教師和學(xué)生在課堂外也能進(jìn)行充分的交流和溝通。

2.3 棄舊補(bǔ)新，豐富教學(xué)內(nèi)容

以知識(shí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，合理安排教學(xué)內(nèi)容。分析課程內(nèi)容之間的聯(lián)系，把握課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)。根據(jù)元素之間關(guān)系的不同特性可以區(qū)分為線性結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、圖狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)形態(tài)都可以分別描述為順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)兩種具體的存儲(chǔ)形態(tài)，并都有著各自特有的實(shí)現(xiàn)算法，教師在講授的過程中以邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、算法實(shí)現(xiàn)這3個(gè)方面為主線貫穿始終，把基本的概念與術(shù)語解釋清楚，把各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與運(yùn)算分析清楚，把有關(guān)的算法的設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn)方法講解清楚。

及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，將研究生入學(xué)考試試題、ACM競(jìng)賽試題和農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)進(jìn)展引入到教學(xué)課件中，教師結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生利用課堂上的理論知識(shí)自己分析實(shí)際問題，尋找解決的措施。并輔之以討論式教學(xué)方法，交換看法、教師總結(jié)。

2.4 強(qiáng)調(diào)兩個(gè)結(jié)合

實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的突出特點(diǎn)，為了強(qiáng)化學(xué)生最基本的操作技能，本課程將實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)分為實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)兩部分，實(shí)驗(yàn)課側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解，課程設(shè)計(jì)則培養(yǎng)學(xué)生綜合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行大型程序設(shè)計(jì)以及合作開發(fā)項(xiàng)目的能力。

2.5 考核指標(biāo)多元化

在教學(xué)實(shí)踐中，課程組主講教師不斷探索成績(jī)考核的改革，以提高試題質(zhì)量、規(guī)范閱卷為重點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)評(píng)估完善從出題、監(jiān)考、閱卷到試卷裝訂等全過程的規(guī)范化操作，并努力做到考核形式多樣化，成績(jī)考核以筆試考試為主，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和作業(yè)完成以及出勤等情況進(jìn)行綜合評(píng)定。筆試成績(jī)占70%，實(shí)驗(yàn)占20%，作業(yè)及出勤等平時(shí)考核占10%。實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)以答辯形式來完成，而不是單純依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告來給出成績(jī)。

2.6 完善教學(xué)管理，加強(qiáng)教學(xué)研究

組織課程組教師集體備課，進(jìn)行各種教學(xué)研討活動(dòng)，鼓勵(lì)教師撰寫教學(xué)論文和參加教學(xué)方面的學(xué)術(shù)會(huì)議，獎(jiǎng)勵(lì)發(fā)表教學(xué)論文的教師。傳統(tǒng)的“蓋房子”教學(xué)觀念，強(qiáng)調(diào)必先打地基再砌墻，即強(qiáng)調(diào)先打好基礎(chǔ)，然后再進(jìn)行實(shí)踐、學(xué)習(xí)技能。研究樹的成長規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，樹并不是先長成發(fā)達(dá)的根系，再長樹干、枝葉，樹的根系、樹干、枝葉是同步生長的。樹的生長過程應(yīng)用到教學(xué)上，就是基礎(chǔ)和技能的教學(xué)同步進(jìn)行，甚至先教技能再教理論，在不斷實(shí)踐中掌握技能，在技能學(xué)習(xí)中提高基礎(chǔ)理論。

3 教學(xué)模式的特色

發(fā)揮優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，合理定位，形成鮮明的教學(xué)特色。多年來，本課程組根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，以嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新的態(tài)度合理定位，圍繞課程系統(tǒng)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)和教學(xué)管理等方面進(jìn)行教學(xué)改革，努力提高教學(xué)質(zhì)量，形成比較鮮明的特色。

3.1 建立一個(gè)體系

本門課程承接程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和操作系統(tǒng)等專業(yè)課程，介于計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間，起到承上啟下作用。因而在課程設(shè)置、進(jìn)度安排、教學(xué)內(nèi)容等方面合理組織，建立一個(gè)完善的承上啟下的課程體系。

3.2 強(qiáng)調(diào)兩個(gè)結(jié)合

強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的基本知識(shí)的訓(xùn)練和基本技能的培養(yǎng)。

3.3 完善三個(gè)方式

教學(xué)方式靈活多樣，課堂教學(xué)以啟發(fā)式為主，引入學(xué)生積極參與；實(shí)現(xiàn)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式；借助網(wǎng)絡(luò)工具，拓展學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的擴(kuò)充性資料，學(xué)生和教師能夠在網(wǎng)上完成大量的輔助教學(xué)活動(dòng)，使教師和學(xué)生在課堂外也能進(jìn)行充分的交流和溝通。

3.4 確保公平考核

成績(jī)考核形式多樣，筆試部分以期末考試為主，占總成績(jī)70%；實(shí)驗(yàn)占20%，實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)以答辯形式來完成，給出成績(jī)；作業(yè)及出勤等平時(shí)考核占10%。

4 總結(jié)

由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容抽象，以及農(nóng)業(yè)院校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱且編程能力較弱，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)一直面臨較多的困難。筆者針對(duì)多年的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，提出符合農(nóng)業(yè)院校計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)模式，實(shí)踐表明，取得良好的效果。

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