《數據結構》實驗課程教學改革的研究與探討

□郭天嬌

在《數據結構》課程教學過程中，實驗教學工作的開展對于深化學生對理論知識的內化、提升學生的探究能力與創新能力等具有重要意義，為此，認識到《數據結構》實驗課程的重要性并對《數據結構》實驗課程教學改革路徑做出探索，對于提升《數據結構》課程教學成效以及學生專業素養而言具有不容忽視的理論價值與現實意義。

一、《數據結構》教學中實驗教學的重要性

在《數據結構》教學中，《數據結構》課程是軟件類課程中的重要基礎，同時也是對計算機專業學生專業能力做出衡量的指標性課程。而實驗教學不僅能夠對學生的理論素養發展情況做出檢驗，而且能夠有效提升學生的理論知識應用能力。在實驗過程中，學生可以對數據結構基本知識進行深化理解，并可以通過對不同存儲結構和相應算法進行聯系，提升自身的編程能力與軟件設計能力，同時養成嚴謹的科學態度和科學的思維方式。

二、《數據結構》實驗課程教學改革策略

(一)重視實驗大綱與實驗教材改革工作。在《數據機構》實驗課程教學改革工作中，實驗大綱與實驗教材的科學性是確保實驗課程教學取得良好成效的關鍵，為此，《數據結構》實驗教學工作者，有必要圍繞實驗教學需求以及學生能力發展需求，對實驗大綱、實驗教材進行適當的修訂與調整，確保實驗大綱、實驗教材能夠體現出對學生實驗實踐能力發展的關注，并確保學生可以通過實驗大綱、實驗教材對《數據結構》實驗中涉及到的重點與難點做出準確的把握，這對于提升《數據結構》實驗課程教學以及學生學習的針對性、有效提升學生的實驗水平具有意義。

(二)對實驗題目進行合理設計。在《數據結構》實驗課程教學改革工作中，根據實驗內容涉及到的知識難度以及實驗本身所具有的操作難度，可以將實驗分為基礎型、提高型以及專項型三類，通過開展劃分工作，《數據結構》實驗課程教學的開展能夠呈現出從易到難、循序漸進的特點。即在學生剛剛接觸《數據結構》實驗時，實驗題目主要從基礎型實驗內容進行選取，而隨著學生理論素養的提升，實驗題目則可以從提高型實驗內容中選取，當學生所具有的知識結構逐漸呈現出系統性時，實驗題目則可以從專項性實驗內容進行選取。在此基礎上，不同的實驗內容能夠適應學生學習的不同階段，并可以發揮出鞏固學生理論知識、提升學生綜合能力的作用，從而促使學生能夠對《數據結構》實驗中涉及到的知識和能力進行融會貫通、學以致用。另外，在對實驗題目進行設計的過程中，教師不僅需要考慮實驗題目所具有的難度，而且需要關注學生的興趣以及實驗內容的實用性，這要求教師能夠去除《數據結構》實驗中較為抽象的內容，并依據學生興趣增添一些程序設計大賽中出現的內容，從而在提升學生興趣的基礎上，為學生《數據結構》實驗能力的提升奠定良好基礎。

(三)優化實驗內容講解工作。在《數據結構》實驗課程教學工作中，學生在開展實驗之前，教師往往需要對實驗中涉及到的理論知識做出講解，并對重點內容進行強調，雖然這一過程所占用的時間較短，但是卻在保證實驗過程順利開展、提升學生實驗針對性方面發揮著至關重要的作用。在此過程中，教師有必要使用案例講解法與啟發講解法，提升講解內容的直觀性。其中，案例講解法主要應用于引導學生對《數據結構》課程中最新研究成果作出認知的過程中，如圖的案例—機器人路徑規劃問題、線性表案例—約瑟夫環問題等，依托這些案例，學生可以對科學研究方法做出深入的了解，并且能夠有效提升學生的編程能力與創新能力；啟發講解法主要應用于引導學生拓展理論視野與截圖思路方面，通過促使學生對實驗內容進行深入思考，促使學生針對同一實驗找出不同的解決路徑。如在教師對哈夫曼樹進行講解的過程中，教師可以引導學生使用不同的存儲結構來創建算法，從而在強化學生探究能力的基礎上深化學生對哈夫曼樹算法的理解。

(四)提升上機輔導工作成效。在《數據結構》實驗課程教學改革工作中，學生上機實踐是提升學生實驗能力的關鍵階段。由于《數據結構》具有較高的實踐性，因此，教師也需要在學生上機階段做好輔導工作。在上機輔導實踐過程中，一些教師走入了誤區，即學生編寫程序出錯時，教師會幫助學生進行調試而忽略了引導學生認識到程序錯誤出現的原因，在此基礎上，即便是學生所編寫的程序得到有效的調試之后，學生仍舊沒有從錯誤中總結經驗和教訓。這種上機輔導方式不僅會加重教師的教學負擔，而且也會制約學生上機實踐成效的提升。針對這一問題，教師需要在學生上機之前引導學生熟悉機房軟硬件環境，并在進入上機之前要求學生做好編程工作，這不僅有利于提升上機實踐效率，而且能夠對上機時間做出最大化的利用。在學生上機之后，學生在程序調試中如果遇到問題，則需要主動向教師提問，而教師則需要持有認真負責的態度，對程序中存在的問題、調試方法等作出細致的講解，從而確保學生能夠在程序調試的過程中掌握相應的知識與能力。之后，教師則需要要求學生按照教師所作出的講解開展自主調試，直至程序問題得到有效解決。另外，在上機階段，教師需要重視對學生遇到的問題進行總結，并在結束上機之后對學生遇到的問題進行統一的歸納與講解，從而深化學生對《數據結構》實驗的理解，確保學生能夠知其然也知其所以然。

(五)規范實驗報告撰寫要求。在《數據結構》實驗課程教學改革工作中，實驗報告不僅能夠反映出學生參與《數據結構》實驗的過程，而且能夠反映出學生通過《數據結構》實驗所習得的內容，由此可見，實驗報告是《數據結構》實驗課程教學中寶貴的反饋資料，這一資料可以在《數據結構》實驗課程教學的調整、優化以及改革中發揮出不容忽視的依據作用，為此，教師不僅需要做好理論講解與實踐指導等工作，而且有必要對學生實驗報告的撰寫提出嚴格要求。具體而言，規范的實驗報告主要包括需求分析、總體設計、詳細設計、調試分析、使用說明、測試結果以及附錄。其中，需求分析部分要求學生能夠對程序設計任務進行無歧義的表達與說明，如明確輸入形式、輸入值、輸出形式、程序功能、測試數據等；總體設計部分要求學生對程序中涉及到的程序總體框架、抽象數據類型定義等進行說明；詳細設計部分要求學生呈現出操作中涉及到的算法流程以及模塊調用關系圖等；調試分析部分要求學生總結調試過程中出現的問題并對調試過程進行回顧，對算法時空分析以及改進設想進行說明；用戶說明部分要求學生對程序的操作方法進行說明；測試結果部門要求學生在確保數據完整的基礎上羅列測試結果；附錄部分則要求學生對帶有注釋的源程序進行打印。

(六)構建完善的實驗教學考核體系。在《數據結構》實驗課程教學改革工作中，實驗教學考核體系的構建至關重要。為了能夠推動《數據結構》實驗課程教學考核體系呈現出科學性與完善性，考核工作的開展不僅需要重視提升對實踐環節考核的關注，而且需要重視考核主體、考核對象以及考核方式的多元化發展。從實驗實踐環境考核力度的強化來看，在《數據結構》課程整體的考核過程中，學生的日常成績、理論考核成績以及實驗成績比例為1∶5∶4，其中，基礎型實驗的開展要求學生在一周之內完成，而專題型實驗的開展則要求學生在三周內完成，由于專題型實驗涉及到的知識呈現出了系統性和綜合性的特征，因此，實驗可以由學生小組來完成，小組成員分別負責不同模塊的設計，并需要由小組組長或者代表對程序設計思路、執行情況等進行講解與演示；從考核主體的多元化發展來看，考核主體不僅包括教師，而且需要包括學生，即教師在對學生實驗過程、實驗結果作出評價的基礎之上，學生也應當參與到評價過程當中，從而促使考核過程體現出對學生主體性的尊重并充分發揮學生在考核工作中的主觀能動性。學生所開展的評價包括對小組內成員的評價、實驗結果的評價等；從考核對象的多元化發展來看，考核對象需要從學生向師生拓展，即在對學生進行評價的基礎上，也需要對教師在教學過程中的表現進行評價，評教工作的開展能夠促使教師認識到自身在《數據結構》實驗課程教學中的不足，從而促使教師能夠對自身專業素養、教學能力以及在教學過程中的表現做出有針對性的調整；從考核方式的多元化發展來看，考核方式包括實驗報告考核、上機考核以及演示答辯考核等，其中，實驗報告考核主要運用與基礎型實驗考核工作當中，上機考核則以學生實踐能力、問題解決能力為考核重點，答辯考核的目的則在于對學生的知識習得、能力成長情況做出考量。通過對《數據結構》實驗考核體系進行完善，教師能夠更好地掌握《數據結構》實驗教學中的反饋信息，進而為《數據結構》實驗課程教學改革的深入提供依據。

三、結語

綜上所述，《數據結構》實驗教學在《數據結構》課程教學中具有重要地位，在《數據結構》實驗教學改革工作中，教學工作者有必要對實驗大綱與實驗教材進行更新，并在對實驗題目進行合理設計、優化實驗內容講解工作的基礎上，提升上機輔導工作成效、規范實驗報告撰寫要求、構建完善的實驗教學考核體系，從而為《數據結構》實驗教學成效的提升構建保障。