數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

唐佐俠，孫春志

(1.商丘學(xué)院，河南 商丘，476000;2.商丘師范學(xué)院 物理與電氣信息學(xué)院,河南 商丘 476000)

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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

唐佐俠1，孫春志2

(1.商丘學(xué)院，河南 商丘，476000;2.商丘師范學(xué)院 物理與電氣信息學(xué)院,河南 商丘 476000)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)核心課程之一，是一門(mén)比較抽象的課程，學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程來(lái)加深對(duì)理論課程的理解.結(jié)合我校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，分析了我校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方案，完善了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué).本文提出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革方案，能夠滿足我校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的興趣，提高了學(xué)生的自學(xué)能力、分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、以及創(chuàng)新能力，在本校得到了良好的教學(xué)效果.

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；改革；探索

0 引 言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門(mén)介于計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)學(xué)之間的一門(mén)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專業(yè)的核心課程，是高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫(kù)、人工智能等課程的基礎(chǔ).目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，主要應(yīng)用在系統(tǒng)工程、信息科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、人工智能以及各種工程技術(shù)領(lǐng)域.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此如何保證高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的基礎(chǔ).

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是一門(mén)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)結(jié)合緊密的課程，整門(mén)課程有共有72個(gè)學(xué)時(shí)，其中理論課程占36個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程占36個(gè)學(xué)時(shí)，由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)課程在整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中占有相當(dāng)重要的地位[1].

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)過(guò)程中依然存在著問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

(1)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“灌輸式”模式，傳統(tǒng)教學(xué)模式采用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的形式，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中包含著實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的內(nèi)容按部就班的操作，導(dǎo)致學(xué)生缺乏思考問(wèn)題的能力、分析問(wèn)題的能力、解決問(wèn)題的能力，嚴(yán)重影響了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，導(dǎo)致學(xué)生不能學(xué)以致用，失去了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)質(zhì)意義.為了能夠在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程中培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力，靈活應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及的基本算法和程序設(shè)計(jì)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，我校在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中需要進(jìn)行一系列的改革[2].

(2) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相脫節(jié)，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中重點(diǎn)講述了線性表、棧和隊(duì)列、串、數(shù)組、二叉樹(shù)、圖、查找和排序，這些內(nèi)容在學(xué)習(xí)過(guò)程中比較枯燥乏味、知識(shí)點(diǎn)零散、抽象難懂，如果在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，簡(jiǎn)單地讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論課程中的算法和程序設(shè)計(jì)，既不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也不能提高學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的能力，這就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生很難對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有比較透徹的理解.

(3) 學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是很多計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課程，因此，一般在大二第一學(xué)期開(kāi)設(shè)，此時(shí)學(xué)生的高級(jí)語(yǔ)言設(shè)計(jì)功底還比較薄弱，還不能夠深入地理解計(jì)算機(jī).我校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教材是采用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，如：我們?cè)谥v到數(shù)據(jù)抽象類型的時(shí)候，學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體知之甚少，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)很吃力，這就導(dǎo)致了課程進(jìn)度的緩慢，在一定程度上影響了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程的進(jìn)度，甚至直接影響到了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的興趣[3].

2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，對(duì)我校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，改革的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：

2．1 建設(shè)開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)類似，采用每一節(jié)課50 min，在這50 min內(nèi)讓學(xué)生完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生掌握程度不同，我們需要根據(jù)學(xué)生的掌握程度的不同，因人而異來(lái)做實(shí)驗(yàn)，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程需要建立開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室就是指學(xué)生可以根據(jù)自己的需要，隨時(shí)到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，保證學(xué)生有充足的時(shí)間來(lái)探索實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，以及進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)，掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，因此在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中，建立開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室是很有必要的[4].

2．2 優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

針對(duì)我校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，我們對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化，比如，不鼓勵(lì)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)步驟按部就班的操作等.優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的主要措施有以下3個(gè)方面：

(1)打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“灌輸式”模式，取消實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，在實(shí)驗(yàn)課上，將本次實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、理論基礎(chǔ)和相關(guān)知識(shí)講解給學(xué)生，講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)給學(xué)生留有足夠的想象空間，讓學(xué)生自己去體會(huì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到自己所期望的結(jié)果，打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“灌輸式”模式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的積極主動(dòng)性，保證每一堂實(shí)驗(yàn)課程的質(zhì)量.培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、動(dòng)手能力、以及創(chuàng)新能力，靈活應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及的基本算法和程序設(shè)計(jì)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[5].

(2)增加自選性實(shí)驗(yàn)的分量，自主性實(shí)驗(yàn)就是指教師根據(jù)學(xué)生的不同層次布置不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，或者學(xué)生根據(jù)自己的興趣或者理論知識(shí)掌握程度，來(lái)確定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，比如，我們?cè)趯W(xué)習(xí)了線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)之后，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，并不強(qiáng)硬要求學(xué)生使用哪一種邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而是學(xué)生根據(jù)自己的需求來(lái)自己設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，給學(xué)生留有發(fā)揮的余地，通過(guò)該方法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加了實(shí)驗(yàn)的靈活性，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的興趣.

(3)理論與實(shí)踐相結(jié)合，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程理論知識(shí)比較抽象，學(xué)生理解起來(lái)也比較困難，這就需要我們通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)使學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)，比如，在學(xué)習(xí)圖及其相關(guān)知識(shí)的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生對(duì)圖的理解不深入，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)城市交通最短路徑的方案，這就要求學(xué)生理論必須與實(shí)踐相結(jié)合，將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際生活實(shí)踐結(jié)合在一起，既保證了學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到生活中，同時(shí)也提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力.

2．3 增加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)綜合性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)也可以稱之為課程設(shè)計(jì)，就是綜合應(yīng)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題.綜合性實(shí)驗(yàn)一般由幾個(gè)人組成小組，共同尋找一個(gè)感興趣的題目，綜合性實(shí)驗(yàn)的選題應(yīng)該緊緊結(jié)合實(shí)際，應(yīng)用所學(xué)過(guò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí).在整個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師只是起到引導(dǎo)學(xué)生的作用，不對(duì)學(xué)生所做的綜合性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)多干預(yù)，學(xué)生之間互相交流，每個(gè)學(xué)生都要提出自己的意見(jiàn)和看法，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分分析不同算法的效率，產(chǎn)生新的靈感或者想法[6].比如，我們?cè)趯W(xué)習(xí)了線性表和查找之后，學(xué)生就可以根據(jù)自己的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)查找全校學(xué)生的查詢系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同的散列函數(shù)、嘗試使用不同的方法來(lái)處理沖突問(wèn)題；我們?cè)趯W(xué)習(xí)了圖的相關(guān)知識(shí)之后，我們可以根據(jù)自己的興趣；來(lái)設(shè)計(jì)關(guān)于旅游景點(diǎn)或者交通情況的問(wèn)路系統(tǒng).綜合性實(shí)驗(yàn)不僅使學(xué)生不斷熟悉掌握所學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)，同時(shí)也提高了學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力.

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)中一門(mén)核心課程之一，是一門(mén)比較抽象的課程，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程來(lái)加深對(duì)理論課程的理解.通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅鞏固了學(xué)生的理論知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力，靈活應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及的基本算法和程序設(shè)計(jì)，因此進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是非常必要的.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的不斷改革，為社會(huì)培養(yǎng)了高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)型人才.改革后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過(guò)程中取得了一定的教學(xué)成效.

[1]楊慧.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J]．赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，25(3)：189-190．

[2]李群，趙玉霞，莊波.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 》實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與探討[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2007(3)：27-28.

[3]黃現(xiàn)代.“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2007(16)：38-39，53.

[4]龔紅仿,楊宏杰,程思蔚.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2007(12)：53-55.

[5]汪沁, 楊秀金.“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)改革與研究[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004，(24)2：93-97.

[6]嚴(yán)蔚敏,吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C 語(yǔ)言版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

[責(zé)任編輯：徐明忠]

The experimental teaching reform and explore of data structure experiment

TANG Zuoxia1,SUN Chunzhi2

(1.Shangqiu University,Shangqiu 476000, China;2.School of Physics and Electrical Information,Shangqiu Normal University, Shangqiu 476000,China)

Data structure is one of the core courses of computer related majors.It is a relatively abstract course.Students need to deepen the understanding of theoretical curriculum through experimental courses.In this paper, we analyze the problems in the experimental teaching of data structure, and put forward the corresponding solutions.This paper puts forward the data structure teaching reform program, which can meet the needs of the experimental teaching of data structure, and cultivate the students' interest in data structure course, improve the students' self-learning ability, analyze the problem, solve the problem, and innovation ability, in the school has got a good teaching effect.

data structure ;experiment; reform; explore

2016-03-17

河南省科技廳自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(132300410262)

唐佐俠(1984—)，女，河南商丘人，商丘學(xué)院助教，碩士,主要從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究.

TP311.12

A

1672-3600(2017)03-0103-02