基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式研究

王欣欣　李炳榮　賀鵬飛

摘要：基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式，本文采用《高級語言程序設(shè)計(jì)》和《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課相融合的教學(xué)模式，避免二者分開教學(xué)所產(chǎn)生的理論脫節(jié)于編程的問題，提高學(xué)生的實(shí)踐編程能力。

關(guān)鍵詞：高級語言程序設(shè)計(jì)；算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；融合教學(xué)

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）38-0275-02

在信息時(shí)代，處理信息的主要工具是計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)是現(xiàn)今人們生活的一個(gè)重要組成部分，其應(yīng)用已從傳統(tǒng)數(shù)值計(jì)算發(fā)展到非數(shù)值計(jì)算[1]。在非數(shù)值計(jì)算里，數(shù)據(jù)處理的對象從簡單的數(shù)值處理發(fā)展到對一般的符號、圖像、聲音、視頻等有一定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理，面臨的主要問題是：如何在計(jì)算機(jī)中用高級語言程序有效地表示數(shù)據(jù)、合理地組織和處理數(shù)據(jù)。現(xiàn)今，國內(nèi)外高校解決這個(gè)問題主要學(xué)習(xí)的課程是《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》。這兩門課采用傳統(tǒng)的相分離的教學(xué)方法，教學(xué)效果并不理想，需要進(jìn)行新的課程探索。

一、基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》新教學(xué)模式的提出

高校提出了“計(jì)算機(jī)理論與編程技能相給合”的可持續(xù)性教學(xué)研究宗旨[2]，這需要進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的編程實(shí)踐能力，使《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課程進(jìn)一步融合，成為學(xué)生喜愛的實(shí)踐編程課程，從而真正掌握計(jì)算機(jī)編程技能，為服務(wù)社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，探討這兩門課程的知識融合及教學(xué)新模式，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。本文從學(xué)生和教師兩個(gè)層面進(jìn)行分析。（1）學(xué)生學(xué)習(xí)層面。《高級語言程序設(shè)計(jì)》課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，是學(xué)生接觸的第一門程序設(shè)計(jì)語言。剛上大學(xué)的學(xué)生，由于受知識和能力的局限，在學(xué)習(xí)這門課時(shí)，只學(xué)會了基本概念及編寫簡單程序的編程序，對較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，如函數(shù)、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針等不太理解，只能編寫或看懂《高級語言程序設(shè)計(jì)》中的簡單程序，不知編程何用，學(xué)習(xí)熱情不高，無法應(yīng)對復(fù)雜問題的編程問題。《高級程序語言設(shè)計(jì)》等課程是《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的先導(dǎo)課[3]，編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，必須以數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體等復(fù)雜的概念來設(shè)計(jì)算法和結(jié)構(gòu)。《高級語言程序設(shè)計(jì)》課程學(xué)習(xí)中編程的薄弱，容易使學(xué)生很難編程完成《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中概念的表示和實(shí)現(xiàn)4。學(xué)生對每學(xué)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都應(yīng)上機(jī)，用編程實(shí)現(xiàn)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課堂上，學(xué)生基本上能學(xué)會數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邏輯上的模型，上機(jī)時(shí)卻無法通過高級語言程序來實(shí)現(xiàn)，學(xué)習(xí)效果不理想[4]。（2）教師的教學(xué)方法層面。《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程一般是分開教學(xué)的，學(xué)生在兩個(gè)學(xué)期內(nèi)學(xué)習(xí)完畢。學(xué)習(xí)《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》時(shí)，一些學(xué)生忘記了《高級語言程序設(shè)計(jì)》中的大部分概念、算法及編程方法。還有一些學(xué)生掌握了算法，但是最終不能將算法轉(zhuǎn)換成程序，這使得在學(xué)習(xí)《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程過程中，需要相當(dāng)一部分時(shí)間花費(fèi)在補(bǔ)習(xí)高級程序語言的概念上，學(xué)習(xí)效果并不好。教師在授課時(shí)，除了講解復(fù)雜的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》知識，還要費(fèi)力講解學(xué)生已經(jīng)忘記的高級程序語言的內(nèi)容，受課時(shí)限制，學(xué)習(xí)效果不理想。兩門課程分開教學(xué)，會導(dǎo)致理論與編程實(shí)踐的脫節(jié)，不利于學(xué)生對兩門課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。多年教學(xué)實(shí)踐[5]表明：如果這兩門課是由相同團(tuán)體的教師講授，將編程工具（《高級語言程序設(shè)計(jì)》）和理論（《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》）相融合，授課內(nèi)容連貫起來，有利于學(xué)生對兩門課程內(nèi)容的掌握，提高編程實(shí)踐能力，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。因此，如何將兩門課程有機(jī)地融合起來，解決《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課程在學(xué)習(xí)和教學(xué)兩個(gè)方面存在的問題，提高學(xué)生的實(shí)踐編程能力，真正做到教學(xué)相長，是本文擬解決的主要問題。針對這個(gè)問題，本文提出一種將《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課程融合在一起進(jìn)行教學(xué)的新的基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)模式。

二、基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式

基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式，在教學(xué)內(nèi)容上須進(jìn)行較大調(diào)整。該融合模式將《高級程序語言》和各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念、算法、實(shí)現(xiàn)相融合，重新編寫課程內(nèi)容。《高級語言程序設(shè)計(jì)》課程中的內(nèi)容需要重新組織，將線性表、數(shù)組、指針等概念糅合在《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》各章節(jié)中，使兩門課程很好地融合在一起，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程語言基礎(chǔ)的同時(shí)，學(xué)習(xí)復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型及基本操作的實(shí)現(xiàn)，相輔相成，互相促進(jìn)。解決了《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序?qū)崿F(xiàn)問題，學(xué)生能夠更好地掌握、理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在邏輯，并用高級程序語言在計(jì)算機(jī)中表示出來[6]。基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式，能夠合理地安排高級程序語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容，使兩門課程中的關(guān)鍵知識融成一個(gè)《高級語言程序設(shè)計(jì)+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》編程體系。融合后的課程，注重理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，注重學(xué)生的編程實(shí)踐能力，提高程序設(shè)計(jì)能力。

三、基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式的應(yīng)用

基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的新教學(xué)模式中，在教學(xué)方法上采取“理論教學(xué)”與“上機(jī)實(shí)驗(yàn)編程”相融合的教學(xué)模式。（1）融合教學(xué)模式的理論教學(xué)。基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式，重新編寫《高級語言程序設(shè)計(jì)+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課本[7]，重新分配《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和《高級語言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)時(shí)間。將原來分到兩個(gè)學(xué)期由兩個(gè)教師上的《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課，融合成一門課《基于高級語言程序設(shè)計(jì)+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，分兩個(gè)學(xué)期講授，授課時(shí)一般由一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)團(tuán)體的教師跟班授課。一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)團(tuán)體的教師會經(jīng)常在一起討論教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)進(jìn)度，把握整個(gè)教學(xué)過程的走向，即使更換了教師，也不會影響授課的連續(xù)性和教學(xué)效果。這解決了每位教師按照自己的教學(xué)方法和進(jìn)度上課課程不連續(xù)的弊端。

基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式，教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)有所變化，第一個(gè)學(xué)期的重點(diǎn)是如何用《高級語言程序設(shè)計(jì)》實(shí)現(xiàn)程序的設(shè)計(jì)；第二個(gè)學(xué)期的重點(diǎn)是《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的應(yīng)用，讓學(xué)生學(xué)會利用程序設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題。（2）融合教學(xué)模式的上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。用不同的上機(jī)實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)中所課授的概念、算法和結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在實(shí)際編程中學(xué)習(xí)并理解相關(guān)基本概念及算法實(shí)現(xiàn)。在每個(gè)章節(jié)的理論講解結(jié)束后，安排一個(gè)綜合的上機(jī)實(shí)例，由學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)編程完成。學(xué)生在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中應(yīng)用，可以訓(xùn)練他們的編程思維，為編寫較大的程序打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。因此，上機(jī)編程是基于高級程序語言的《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》融合教學(xué)模式的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。上機(jī)一般安排為16個(gè)學(xué)時(shí)，建議增加到48學(xué)時(shí)，每次理論課帶一次上機(jī)課，這樣學(xué)生可以充分地用高級語言程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)踐編程，真正學(xué)會用計(jì)算機(jī)編程的思維來實(shí)現(xiàn)對具體問題的分析。有條件的學(xué)校，建議在機(jī)房授課，小班授課，能進(jìn)一步提高學(xué)生的編程能力。

四、結(jié)論

《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課程相融合的教學(xué)模式，體現(xiàn)了高校“計(jì)算機(jī)理論與編程技能相給合”[9]的專業(yè)可持續(xù)性發(fā)展研究教學(xué)，克服了以往《高級語言程序設(shè)計(jì)》程序設(shè)計(jì)和《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》分開教學(xué)模式的弊端，很好地解決了《高級語言程序設(shè)計(jì)》與《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》兩門課相脫節(jié)的問題，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論更容易理解和應(yīng)用，使學(xué)生真正掌握程序語言的編程設(shè)計(jì)方法，學(xué)會用程序語言解決實(shí)際問題，為今后的學(xué)習(xí)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王欣欣.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和《C語言》新教學(xué)模式研究[J].教育教學(xué)論壇，2013，（8）.

[2]徐春雨.高職院校C語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程整合的探索與實(shí)踐[J].福建電腦，2010，（10）.

[3]陳紅琳.信管專業(yè)中“C語言”與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的整合研究[J].電腦學(xué)習(xí)，2010，（12）.

[4]數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)講義《互聯(lián)網(wǎng)文檔資源》2012[Z].

[5]數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)課件（C語言描述）《互聯(lián)網(wǎng)文檔資源》2012[Z].

[6]數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版本）《互聯(lián)網(wǎng)文檔資源》2012[Z].

[7]于翔.高職“C語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程整合教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].時(shí)代教育，2013，（5）.

[8]數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析第一章緒論《互聯(lián)網(wǎng)文檔資源》2012[Z].

[9]王欣欣.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)用教程（C語言版）[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2016.endprint