袁援

摘要：計算機科學技術第二專業(yè)教育是一種擴展信息類課程影響力的重要教學環(huán)節(jié)，而數(shù)據(jù)結(jié)構是該教學環(huán)節(jié)中的核心課程，如何提高數(shù)據(jù)結(jié)構課程在第二專業(yè)教學中的質(zhì)量和效果是辦好第二專業(yè)亟待解決的問題，但目前對第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構課程的教學探討和經(jīng)驗交流還比較少。本文從作者的實際教學經(jīng)驗出發(fā)，對計算機科學與技術第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構的教學做了一些探討，在分析這一教學環(huán)節(jié)特點和存在問題的基礎上，總結(jié)教學中的一些經(jīng)驗，并從學習導向、教學內(nèi)容、教學方式和手段幾方面提出改進這一教學環(huán)節(jié)的新措施。

關鍵詞：計算機科學與技術；第二專業(yè)；數(shù)據(jù)結(jié)構

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2012）07-0045-02

為滿足一些學生跨學科的興趣并普及計算機學科的學習，國內(nèi)很多高校計算機科學與技術專業(yè)都面向非計算機專業(yè)的學生開設第二專業(yè)（下文將計算機科學技術第二專業(yè)簡稱為第二專業(yè)），通過對數(shù)據(jù)結(jié)構、計算機組成原理、軟件工程等計算機主干課程的學習，可使非計算機學科類專業(yè)的學生掌握主修專業(yè)的同時，學習并掌握一定計算機學科的專業(yè)基礎理論，可培養(yǎng)跨學科的復合型人才。

“數(shù)據(jù)結(jié)構”課程是程序及軟件設計的理論基石[1]，是計算機學科的核心基礎課程，各高校都非常重視“數(shù)據(jù)結(jié)構”課程的教學和教育改革[2]，在計算機專業(yè)的教學計劃中，“數(shù)據(jù)結(jié)構”一般都被列為核心課程[3]。學習數(shù)據(jù)結(jié)構時，概念和算法不易理解，技術、方法和原理不易掌握，從不同學校的課程教學過程和效果來看，普遍存在難教、難學、難用的問題[4]。即便是計算機學科的學生學習起來都會感到頭疼，更何況專業(yè)基礎較薄弱、實踐經(jīng)驗稍遜的第二專業(yè)學生。如何提高數(shù)據(jù)結(jié)構課程在第二專業(yè)教學中的質(zhì)量和效果是辦好第二專業(yè)亟待解決的問題。

就目前而言，對第二專業(yè)學生數(shù)據(jù)結(jié)構課程的教學經(jīng)驗交流和探討還比較少，筆者以從事第二專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構”教學的實際經(jīng)驗出發(fā)，結(jié)合自己多年從事計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構教學的經(jīng)驗，為提高該教學環(huán)節(jié)的質(zhì)量做些探討。

一、教學特點

當今信息時代，各個學科相互交叉、滲透，已沒有明顯的學科邊界，計算機已融入到幾乎每個學科中，各學科的高速發(fā)展已離不開信息技術為其帶來的便利，甚至文科類學科也將由計算機提升其效率，比如，法學中的電子取證，美學中的電子設計。為使自己能在本專業(yè)范圍內(nèi)有更大的發(fā)展，選修第二專業(yè)的學生通常不滿足于自己對現(xiàn)有專業(yè)的學習現(xiàn)狀[5]，欲在學習計算機技術的基礎上，在本專業(yè)的發(fā)展前沿上走得更遠，期望自己成為未來社會的復合型人才。與計算機本專業(yè)的學生相比，他們對計算機課程的系統(tǒng)化學習具有如下特點：

（1）學生大多來自文科，對符號不太敏感，不太習慣工科的基于邏輯分析的學習方式；（2）選修第二專業(yè)的學生

大都是在專業(yè)領域中比較有思想和追求的，學生往往對計算機系統(tǒng)學習的期望值比較高，開始學習時熱情都比較高漲，通常對計算機領域充滿憧憬，學習熱情比較高；（3）前導課程較少，在計算機程序開發(fā)方面有一些開發(fā)經(jīng)驗，但比較少。

基于這些分析，在第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構課程的實際教與學的過程中，由于課程本身入門的起點比較高，學生對課程困難估計不足，在學生準備不充分的情況下可能表現(xiàn)出厭學情緒，這時教與學雙方都會感到比較吃力。出現(xiàn)上述問題時，如果采用與計算機本專業(yè)學生類似的方式進行授課可能得不到解決，在授課過程中，應該在不同方面進行教改的嘗試和探究，以全新的方式對待第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構的教學。

二、新的教學措施

（一）學習導向

1.以形象思維為主，抽象思維為輔。數(shù)據(jù)結(jié)構中的大部分模型都來自于生活，比如，棧、隊列、樹、圖等，考慮到第二專業(yè)學生的實際情況和取向，應將學習中難度大的分析和抽象表達轉(zhuǎn)換為形象的現(xiàn)實事物，多打比方，多用一些形象、有趣的事例或類比來代替抽象、枯燥的理論陳述，在形象理解的基礎上回歸到數(shù)據(jù)結(jié)構的邏輯模型。

2.注重工科學習模式，切忌概念死記硬背。第二專業(yè)學生多為文科學生，平時的學習方法以記憶為主，習慣背誦式的學習方式，多數(shù)學符號通常不太敏感，在教學中，應根據(jù)學生的具體情況因材施教，讓他們更注重概念理解基礎上的概念記憶。

3.培養(yǎng)團隊學習精神，發(fā)揮不同專業(yè)的特長。不同專業(yè)的學生會從自己的角度去理解同一個問題，比如，對樹的理解，經(jīng)濟管理專業(yè)的學生比較容易將其與社會組織結(jié)構做類比，法學專業(yè)的學生更容易將其與法規(guī)文檔的組織方式做比較，為了使不同專業(yè)的學生都對同一問題有更準確的理解，教學時應該注重培養(yǎng)學生的團隊學習精神，在一個團隊中彼此交流思想和想法，發(fā)揮不同專業(yè)的特點和特長，盡量將不同的想法統(tǒng)一到數(shù)據(jù)結(jié)構的抽象模型上來。

（二）教學內(nèi)容

1.首先注重廣度，其次注重深度?！皵?shù)據(jù)結(jié)構”課程理論性強，重點部分比較抽象難于理解。第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構教學一般不會開太多課時，在兼顧學生基礎和編程能力的基礎上，教學內(nèi)容和教學計劃應在計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構教學的基礎上做適當調(diào)整，教學應該考試首先覆蓋教材中的重點概念、模型、算法，強調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構內(nèi)在的邏輯關系。在學生掌握好一些通識性概念的基礎上，再對概念做一定的展開并加深其應用，逐漸潛移默化地培養(yǎng)學生解決應用問題的思維能力。

2.強調(diào)課程體系，加強語言理解。為使第二專業(yè)學生能系統(tǒng)地理解各種數(shù)據(jù)結(jié)構之間的區(qū)別與聯(lián)系，從而從系統(tǒng)地角度把握這一課程，在授課過程中，應以課程體系結(jié)構為主線，時刻注重章節(jié)之間的關聯(lián)和承上啟下的關系。比如，講完線性表、棧和隊列、字符串等內(nèi)容后，對線性數(shù)據(jù)結(jié)構做總結(jié)，并闡明線性數(shù)據(jù)結(jié)構與樹型、圖型數(shù)據(jù)結(jié)構之間的異同，并說明它們在課程體系中的地位。

關于數(shù)據(jù)結(jié)構比較新的教材中的算法描述大都是基于C或C++語言的，考慮到第二專業(yè)學生的語言基礎不太好，本來很簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構和算法思想，可能由于學生對語言理解的畏難情緒而增大掌握數(shù)據(jù)結(jié)構課程的難度。因此，可以在講解數(shù)據(jù)結(jié)構正文之前，系統(tǒng)地講解一些關于C語言的重要知識，同時在講述具體算法中的特定語句時，強調(diào)并分析該語句，克服學生的語言障礙。

（三）教學方式和手段

1.理論教學和案例導學并重。由于數(shù)據(jù)結(jié)構對其他課程的理論指導作用，基于理論分析的教學方法在第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構教學中是必不可少的，大部分第二專業(yè)學生在看到教材中大量符號后會得出一個錯誤認識，認為它是一門純理論課，事實上這門課程對實際應用也具有很強的指導性。因此，應盡可能結(jié)合具體應用案例講解知識點，這樣學生學習更有目的性，教學效果也會更突出。

2.組織課堂討論，形成教學互動。數(shù)據(jù)結(jié)構中有一些在認知上容易混淆的知識點，并且需要對某些知識點進行對比，例如，比較各種排序方法的特點。第二專業(yè)學生習慣被動接受數(shù)據(jù)結(jié)構課程知識，可能不能首先對這些問題做積極性思考，此時，教師可采用教師引導與學生分組討論相結(jié)合的方法調(diào)動學生的積極性和參與意識。對一些典型題目可邀請學生上臺解答，做題過程中臺下同學可提出異議或修改意見，針對同一問題學生可展開廣泛討論，直至教師給出評判結(jié)果并闡明理由為止。這些方法都可以讓學生在團體協(xié)作中發(fā)現(xiàn)新問題并逐步完善其考慮，加強理解和記憶過程，形成教與學的互動，從而大大激發(fā)學生學習的興趣和自信。

三、教學效果分析

筆者于2010—2011第二學期承擔重慶郵電大學計算機學院計算機科學與技術第二專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構的教學任務（教學任務1），2011—2012第二學期正承擔同樣的教學任務（教學任務2）。文中的分析及教學措施源自教學任務1的教學體會，由于學評教效果及學生的實際掌握情況較好，現(xiàn)正將這一方法用于教學任務2。教學實踐表明，新措施能使學生在有限的時間內(nèi)克服專業(yè)缺陷感和對程序開發(fā)語言的畏懼感，能明顯提高學生的學習興趣，有利于調(diào)動學生的學習積極性和主動性，并幫助學生在有限的學時內(nèi)較快掌握該門課程。

筆者正在教學任務2中擴展性地應用教學任務1的新措施，并結(jié)合自己在計算機本專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構教學中的經(jīng)驗對新措施進行調(diào)整，在今后的教學中將進一步提高類似課程的教學質(zhì)量，鞏固教學效果，將新措施由點推廣到面，并期望能擴展到計算機科學與技術第二專業(yè)教學的其他課程中，以起到一定的示范作用。

信息類課程的教學必須適合時代的發(fā)展，計算機科學技術第二專業(yè)的教學正是這種要求的體現(xiàn)。計算機科學與技術第二專業(yè)的教學難度比較大，只有在教學中注重教學方法的改進，才能更好地實現(xiàn)非計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，擴大計算機的影響力。

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