李英梅　夏偉寧　邢　愷

文章編號：1672-5913(2009)10-0068-02

摘要：本文通過分析“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的特點、課程設(shè)計的重要性及目標，重點對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的教學過程進行了探討和實踐研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程設(shè)計；教學過程

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的必修、主干課之一。它旨在使學生學會分析研究數(shù)據(jù)對象的特性，學會數(shù)據(jù)的組織方法，以便選擇合適的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)，以及相應(yīng)的運算，把現(xiàn)實世界中的問題轉(zhuǎn)化為計算機內(nèi)部的表示和處理，這是一個良好的程序設(shè)計技能訓(xùn)練的過程。該課程在計算機科學專業(yè)的課程體系中處于承上啟下的中心位置，尤其對后續(xù)的軟件類課程的學習起著舉足輕重的作用。

課程設(shè)計作為一門獨立的課程，是課堂理論教學的延伸和補充?；灸繕耸菓?yīng)能夠使理論與實踐相結(jié)合，鞏固、加深和融合所學的專業(yè)課程知識，更重要的是能培養(yǎng)學生的獨立思考能力、分析和解問題的能力、開拓創(chuàng)新能力、文獻檢索能力、合作能力。

由筆者多年的教學實踐，認為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程的教學不是一蹴而就的，要循序漸進。在第一輪的理論教學和實驗教學之后，學生對很多問題不能融會貫通。尤其在遇到具體問題時，不知該如何運用所學知識，提出解決方案。所以在第二階段加入“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計這門課程，不僅可以幫助學生充分理解、鞏固所學的基本概念、原理和方法，更重要的是能夠針對實際問題來選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計相應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)并加以實現(xiàn)，從而最終解決問題。在此過程中，激發(fā)學生不斷創(chuàng)新，要敢想、敢做，鼓勵學生有自己的想法，也可以對現(xiàn)有算法加以改進?？梢钥闯?，這一過程不是通過一學期的理論課程和實驗課程就能完成的，所以在這之后進行課程設(shè)計是十分必要的。

根據(jù)上述分析，筆者認為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的基本目標是：培養(yǎng)學生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識的全面綜合訓(xùn)練，把書上學到的知識用于解決實際問題，培養(yǎng)今后軟件開發(fā)工作所需的動手實踐能力，包括問題分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、用戶界面的設(shè)計、程序設(shè)計時的基本技能和技巧，以及一整套軟件工作規(guī)范的訓(xùn)練和團體協(xié)作精神的培養(yǎng)。本文主要對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的教學過程進行探討和研究。

2 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計教學過程的研究

教學過程中包含了許多要素：教師、學生、教材、設(shè)備、媒體；教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、教學測量、教學評價等等。如何使這些要素能夠做到有機配合、有序運行，促使教學效果最優(yōu)化，只能運用系統(tǒng)論的觀點和方法，對教學過程進行科學的設(shè)計，也就是我們所說的教學過程設(shè)計?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的完整教學過程應(yīng)包括教師、學生兩個方面。教師方面包括：教學內(nèi)容的選取、教材建設(shè)、教學方式、考評方法；學生方面包括：問題分析、邏輯設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇、詳細設(shè)計和編碼、上機調(diào)試、實習報告。筆者就以上所談教學過程當中的主要幾點，談?wù)勛约旱囊恍w會。

2.1課程內(nèi)容的選取

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的內(nèi)容選取主要為課程設(shè)計題目的選取和對學生的教學要求。

2.1.1選題

(1) 選題要新穎、實用,能夠充分調(diào)動學生的積極性。選題是實現(xiàn)課程設(shè)計教學目標的關(guān)鍵。既能反映大綱要求,反映本學科的新技術(shù)發(fā)展,又能使學生運用已學的理論知識解決實際問題。

(2) 選題要難度適中，絕大多數(shù)問題只要學生耐心閱讀鉆研就可以讀懂會做，具有可行性。

(3) 選題所覆蓋的知識點要廣，要給學生留出發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的空間。

(4) 題目的規(guī)模應(yīng)充分大，并且努力使學生對規(guī)范性的軟件開發(fā)有初步體驗，在一定程度上使得學生的工程化能力和團隊合作能力得到鍛煉。

2.1.2對學生的教學要求

(1) 問題分析和任務(wù)定義：對問題的描述應(yīng)避開具體的算法和涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是對要完成的任務(wù)作出明確的說明。強調(diào)的是做什么，而不是怎么做。

(2) 邏輯設(shè)計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇：為操作對象定義相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以過程化程序設(shè)計的思想方法為原則劃分各個模塊，定義數(shù)據(jù)的抽象數(shù)據(jù)類型。

(3) 詳細設(shè)計和編碼：算法的具體描述和代碼的書寫。

(4) 上機調(diào)試：源程序的輸入和代碼的調(diào)試

(5) 實習報告應(yīng)包括以下部分：

① 需求分析

以無歧義的陳述說明程序設(shè)計的任務(wù)，強調(diào)的是程序要做什么？明確規(guī)定：輸入的形式和輸出、值的范圍、輸出的形式、程序所能達到的功能、測試的數(shù)據(jù)包括正確的輸入和錯誤的輸入及其相應(yīng)的輸出結(jié)果。

② 概要設(shè)計

說明程序中用到的所有抽象數(shù)據(jù)類型的定義，主程序的流程以及各程序模塊之間的層次(調(diào)用)關(guān)系。

③ 詳細設(shè)計

實現(xiàn)概要設(shè)計中定義所有數(shù)據(jù)類型，對每個操作只需要寫出偽代碼算法(偽代碼算法達到的詳細程度建議為：按照偽代碼算法可以在計算機鍵盤直接輸入高級程序設(shè)計語言程序)，畫出函數(shù)的調(diào)用關(guān)系圖。

④ 調(diào)試分析

內(nèi)容包括調(diào)試過程中遇到的問題并且是如何解決的，以及對設(shè)計實現(xiàn)的回顧討論和分析算法復(fù)雜度(包括基本操作和主要算法的時空復(fù)雜度的分析)和改進設(shè)想經(jīng)驗和體會等。

⑤ 用戶使用說明

說明用戶如何使用你編寫的程序，詳細列出每一步的操作步驟。

⑥ 測試結(jié)果

列出測試結(jié)果，包括輸入的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)。這里的測試數(shù)據(jù)應(yīng)該完整和嚴格，最好多于需求分析中所列。

⑦ 附錄

應(yīng)附上帶詳細注釋的源程序。

特別強調(diào)一下，目前實習報告這部分我們嘗試用學年論文(設(shè)計)的形式來要求學生。這樣不僅涵蓋了實習報告的全部內(nèi)容，而且學生可以掌握撰寫學術(shù)論文的規(guī)范和方法，為今后的畢業(yè)論文以及科研論文的撰寫打下基礎(chǔ)。要求論文要有摘要、參考文獻、總結(jié)和心得體會等。實踐證明很有成效。

2.2教學方式的研究

教學方式的研究主要包括教學模式和教學手段的研究。

(1) 教學模式的研究?；趩栴}驅(qū)動的課程設(shè)計教學模式，值得我們借鑒。該模式是針對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的一般性和特殊性的分析，提出了適合于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計的“以問題求解為核心”的教學模式。鼓勵學生選擇需要設(shè)計新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的題目，而不僅僅是實現(xiàn)一個定義明確的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；鼓勵優(yōu)化方案的提出、分析和驗證；鼓勵學生擴展知識體系，并建立問題求解的修養(yǎng)；鼓勵創(chuàng)新意識和主動學習意識的培養(yǎng)。

(2) 教學手段采用啟發(fā)式教學思路，設(shè)計有多種解法的題目，可以給學生留出發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力的空間，鍛煉學生靈活運用知識分析問題和解決問題的能力。

強調(diào)學生在課程設(shè)計中的主體地位，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力是培養(yǎng)學生的根本目的，創(chuàng)新源于實踐。在課程設(shè)計的過程中，徹底改變過去由教師指定內(nèi)容，由學生按一定要求、一定形式進行設(shè)計的模式。教師僅提出基本設(shè)計條件和設(shè)計成果要求，具體設(shè)計方案由學生自由選擇發(fā)揮他們的主動性，提高他們的實踐能力。

培養(yǎng)學生合作能力和群體意識，我們根據(jù)課程設(shè)計的實際情況，把整個課程設(shè)計的內(nèi)容進行了系統(tǒng)安排。每道課程設(shè)計題目，根據(jù)其復(fù)雜程度，由2-3名同學組成一個設(shè)計小組共同完成。小組人員自行對系統(tǒng)模塊進行劃分和任務(wù)安排，每人都有獨立需要完成的任務(wù)。教師在整個設(shè)計過程中，對每人進行階段檢查。在設(shè)計過程中，小組成員通力合作，共同克服困難完成最后的整合工作，培養(yǎng)了學生的團隊精神。

2.3考評方法

教師在在評價學生的設(shè)計時主要原則如下：

(1) 要嚴格控制90分以上的高分人數(shù)，鼓勵學生創(chuàng)新，而不僅僅是實現(xiàn)一個定義明確的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；鼓勵優(yōu)化方案的提出、分析和驗證；鼓勵學生擴展知識體系，只有這樣才能得高分。

(2) 若最后的成果(學年論文設(shè)計)撰寫規(guī)范，內(nèi)容完整，應(yīng)予以加分。

(3) 若算法及實現(xiàn)正確，并且有一定的個人見解，成績應(yīng)為良好。

(4) 若在設(shè)計的算法和實現(xiàn)中有少量錯誤，成績應(yīng)為中等。

(5) 若設(shè)計錯誤不算太多，大部分算法及實現(xiàn)程序都能通過，應(yīng)給予及格。

(6) 若沒有完成設(shè)計給定的要求，則應(yīng)給予不及格處理。

3結(jié)束語

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計可以使學生鞏固數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論、方法和應(yīng)用，激發(fā)學生學習和研究的興趣，提高學生的創(chuàng)新意識和鉆研能力，可以讓學生在較短的時間內(nèi)體驗軟件開發(fā)的全過程，培養(yǎng)了學生的團隊精神和開拓創(chuàng)新意識。但“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程設(shè)計教學研究還處在初級階段，經(jīng)驗不足，在今后的教學實踐中還要不斷的探索研究。

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