應用型本科教育于數據結構教學中的探討

李秋萍 張 璇 李 浪 李康滿 趙輝煌

（衡陽師范學院計算機科學與技術學院 湖南·衡陽 421008）

數據結構課程是計算機相關學科中的一門綜合性的專業基礎課，是介于數學、計算機軟件、計算機硬件三者之間的核心基礎課程，這門課不僅是實現編譯程序的基礎，而且是各類軟件程序設計、數據庫系統、操作系統及其他系統程序的重要基礎。因此，該課程的學習質量至關重要。隨著復旦共識，北京指南和天大行動構成的新工科建設三部曲的進行，應用型的本科高等學校建設成為了我國高等教育改革的重要目標，應用型的本科教育模式是要同時進行理論教學與實踐訓練，并且要突出工程實踐，重點培養學生應用能力的教學模式。為了提高應用型本科教育的質量，我們需要切實的加強學生實踐性和技能性環節的教學，計算機應用型本科教育培養的目標是具備良好的理論基礎、知識面寬、創新能力強、面對實際問題可以靈活應用相應理論解決的應用型人才。為培養理論基礎夯實，實踐性強的應用型人才，怎樣開展應用型本科教育數據結構課程教學成為我們所探討的問題。

1 數據結構課程教學現狀及研究

1.1 理論基礎不扎實

數據結構課程的特點是理論性強、知識點多且內容高度抽象，這使學生在課程學習中不能夠充分理解教學內容，在對知識模糊的狀態下，隨著理論與應用的一度結合，學習越來越困難，在此狀態下，會逐漸失去對本課程學習的信心，從而造成本課程的理論基礎不扎實。除此之外，數據結構課程中的大多算法是采用C語言和C++語言來實現的，C語言和C++語言中的順序存儲結構和鏈式存儲結構是數據存儲中較常用的方法，C語言和C++本身也是將算法轉換成程序的高級編程語言之一。因此，學生對C語言和C++的掌握情況將直接影響本課程的學習效果，所以，學好數據結構理論基礎的前提是掌握好C語言和C++語言，一旦這兩者掌握不熟練，對數據結構的理論基礎的學習也會產生一定的影響。

1.2 應用動手能力弱

數據結構課程一直以來是計算機相關專業的學習重點，除卻理論知識要扎實外，應用能力也是非常重要的，目前的教學形式，注重理論基礎知識而實踐訓練只側重于單一知識點的訓練并沒有達到理想中的效果，而且，學生上機實踐課程較少，只有一周兩個課時，很難在上機實踐中有效的提高實踐能力，因上機實踐時間有限導致學生學習的理論知識不能夠及時的得到訓練與驗證，從而形成惡性循環，對理論基礎不能夠得到深刻的認識，從而應用能力也沒有得到有效的提升。

2 數據結構課程教學目標

應用型本科教育重在“應用”二字，教育觀、人才觀和質量觀需以體現時代精神和社會發展要求為先導，以實踐教學為核心，實踐教學是提高學生就業競爭力和社會職業素養的重要途徑，也是培養學生創新能力和實踐能力的重要環節，而增強應用能力需要扎實的理論基礎做鋪墊，因而加強理論基礎和提高學生應用能力是本課程的教學目標。

3 數據結構課程教學改革

3.1 改進教學方法

數據結構是一門需要高度抽象思維能力的學科，如果完全依賴于傳統教學模式之上的話，教學過程中會顯得枯燥無味，容易導致學生注意力的分散，因此，改進教學方法勢在必行，針對數據結構教學改革可分為以下兩個基本點：

3.1.1 課程教學之理論基礎

（1）在課程學習開始前，布置課前小作業，對課程有一定的預習，使同學們對將要學習的課程有一個大概的了解，（小作業可以為一些知識點的概念也可以為知識點間聯系圖）以便為后面課程的開展做鋪墊；

（2）在課程教學中，擔任課程任務的老師可以嘗試改變舊的教學方式，探索嘗試新的教學方式，盡可能有效的使學生積極、主動地沉浸到學習活動之中，在每節教學開始前將要學習的章節中的難點、重點告知學生，讓學生有更好的學習方向；

（3）數據結構的概念復雜多樣，可以采用畫圖或列表等方式對各個基礎知識進行歸納、總結，對于抽象度難以理解的理論可以采用動畫演示，使用多媒體等輔助教學的工具將其展現在學生面前，使學生更加清晰，更加全面理解所學知識點；

（4）創建一個本課程的知識論壇或群，學生可以在這里共同討論理解不全的知識點以及自己對一些方面的見解，使學生對本課程知識的理解更加深刻，更加全面；

（5）為學生提供網絡教學視頻資源，為沒有學習到位的學生提供再次學習的機會。

3.1.2 課程教學之實踐訓練

（1）數據結構課程的教學在于幫助學生理解算法中心思想，鍛煉學生邏輯思維創新能力，所以除了學習理論知識外，還應關注學生的上機實踐，在上機實踐前，了解學生掌握基礎知識的基本情況和程序編寫能力，這個可以通過課堂小測取得，在剛接觸數據結構實踐時，可以讓學生先做實驗指導書上的實驗，讓學生慢慢體驗實驗過程，培養編程興趣，然后再過渡到自主構造性實驗，這時學生可以充分利用所學數據結構算法知識對具體的問題進行應用。

（2）在不斷的學習下，學生在實踐時遇到諸多困難，此時，老師應給予幫助和鼓勵，讓學生重拾信心，突破重重困難，在不斷地實踐訓練下，提高學生的應用能力，創新能力。

（3）理論基礎課時往往多于上機實踐課時，理論基礎固然重要，但上機實踐培養學生應用能力也同等重要，此時應增加上機實踐課時，使學生有更多的時間來進行實踐訓練，以此逐步提高應用能力。

（4）組織學生成立多個小組，小組成員分工共同完成一個項目設計，項目設計要求展現數據結構所學理論，并編寫項目計劃書，提高學生的思維動手能力與應用動手能力。

3.2 優化教學內容

（1）明確教學的重點，理清層次的關系，從使用程序語言解決實際問題出發，理清數據結構、算法及程序的概念及其關系，掌握數據結構的基本內容，如數據的存儲結構、邏輯結構及其運算，進而構建出相應的知識體系框架（如圖1簡圖）。數據的存儲結構和邏輯結構是數據結構的兩個密不可分的方面，數據的存儲結構是指數據的邏輯結構在計算機存儲空間中的存放形式。按照數據的邏輯結構對其進行簡單的分類，包括線性結構和非線性結構。

圖1

（2）為了更快速地處理數據，提高數據實現效率，如何按一定的邏輯結構，把數據組織起來，并選擇適當的存儲表示方法把邏輯結構組織好的數據存儲到計算機的存儲器里也成為優化教學的內容。

（3）任課教師應將編程語言語法、理論基礎與編程思維培養、應用能力訓練并重教學，安排好教學進度，整理好教學資料，在上實踐課時，檢查學生們理論知識的掌握情況，以便為后續數據結構課程的開展夯實基礎。

4 結語

應用型的本科教育可以有效推進中國高等教育大眾化的步伐，滿足中國經濟社會發展對高層次應用型人才的需求。數據結構主要是讓學生掌握處理具體實際問題求解的方法，通過不斷加強理論知識的理解和反復實踐，使學生可以將不同數據的邏輯表示模式轉化為相應的內部存儲方式。數據結構課程作為計算機相關專業的核心課程，其實踐性對培養應用型人才至關重要，而當今社會所面臨的新的教育命題便包括如何培養出適應社會發展的應用型人才，因此對數據結構課程實施應用型本科教育在培養應用型人才上起到了不可或缺的作用，從數據結構的課程特點出發，對理論知識教學和上機實踐教學方式方法進行改進，在理論教學中使得知識的講解更能引發學生興趣并且具有一定的實用性，實踐教學引導學生實驗的自主性、旨在提高學生的動手能力，當今時代急需應用型人才，數據結構作為計算機的核心課程，其實行應用型本科教育，是在為培養出符合當今社會發展的應用型人才打下堅實的基礎。