孫麗云++劉淑艷++李珊

【摘要】以開發(fā)應(yīng)用型教材為主線，從“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等角度進(jìn)行課程教學(xué)改革，課程內(nèi)容綜合計(jì)算機(jī)類的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和經(jīng)濟(jì)、管理類的“運(yùn)籌學(xué)”課程，促進(jìn)課程間知識(shí)互通，使得多學(xué)科共同發(fā)展，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ?應(yīng)用型 ?多學(xué)科 ?教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ?【文章編號(hào)】2095-3089（2015）11-0028-02

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。如果對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容沒有較好的掌握，在后續(xù)專業(yè)能力的提升上會(huì)遇到很大的阻礙，難以突破。所以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)體系中有著舉足輕重的地位。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的部分問題

（1）“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程理論性較強(qiáng)，內(nèi)容較抽象，傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂模式中，以教師講解演示為主，課堂上著重于概念、術(shù)語、算法步驟的解釋，教學(xué)過程比較枯燥。學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)只是知其然而不知其所以然，不能真正領(lǐng)悟課堂所學(xué)知識(shí)的用途[1]。

（2）傳統(tǒng)的大部分“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教材中，算法都用偽代碼的形式表示，這給學(xué)生造成了很大困擾。很多學(xué)生在上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，按照教材上的算法來敲程序，但往往都無法運(yùn)行，學(xué)生不能理解原因，對(duì)課程的學(xué)習(xí)造成了較大困惑。

（3）傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，上機(jī)實(shí)驗(yàn)的課時(shí)所占比例較小，學(xué)生實(shí)現(xiàn)算法的能力得不到鍛煉。

二、全面的教學(xué)改革方案

針對(duì)目前傳統(tǒng)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中存在的問題，“應(yīng)用型”課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1.課堂教學(xué)模式的全面改革

（1）開發(fā)一本適合應(yīng)用型本科學(xué)生使用的教材。

1968年，美國(guó)出現(xiàn)第1本“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”方面的教材。自20 世紀(jì)70 年代起，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”在西方被普遍列為計(jì)算機(jī)本科的必修課程。我國(guó)引進(jìn)該課程的時(shí)間是20世紀(jì)80年代，教材也是從80年代逐步建設(shè)。這些教材中的大部分都用偽代碼來表示算法，且對(duì)概念、算法的描述都較抽象。學(xué)生使用這些教材學(xué)習(xí)時(shí)，大部分能夠?qū)W會(huì)算法，但對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)這些算法及算法的用處理解的都不夠深。

①我們開發(fā)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)從應(yīng)用到實(shí)現(xiàn)（C語言版）”的教材中，每章以實(shí)際例子引出知識(shí)點(diǎn)，每章最后綜合應(yīng)用全章知識(shí)解決一個(gè)實(shí)際問題。在介紹基本知識(shí)的基礎(chǔ)上與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

如線性表章節(jié)中，對(duì)順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了8個(gè)基本算法，并在綜合應(yīng)用舉例中利用int GetLength（SeqList *L）;DataType GetNode（SeqList *L，int i）;int ?LocateList（SeqList *L， DataType e）;DeleteList（SeqList *L，int i）;這4個(gè)基本算法完成了集合的“差”運(yùn)算，使學(xué)生能夠?qū)ⅰ峨x散數(shù)學(xué)》課程中的差運(yùn)算與實(shí)際程序相結(jié)合來理解，既加深了對(duì)集合差運(yùn)算的認(rèn)識(shí)，又練習(xí)了利用基本運(yùn)算對(duì)綜合算法的實(shí)現(xiàn)。

在線性表章節(jié)的最后又分別用順序表與單循環(huán)鏈表兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了約瑟夫問題，學(xué)生可以更直觀的感受到順序表與鏈表不同的算法實(shí)現(xiàn)。

②為了便于學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)，本書還增加了對(duì)C語言中結(jié)構(gòu)體知識(shí)的簡(jiǎn)單回顧。書中全部算法用C語言實(shí)現(xiàn)，且全都可編譯執(zhí)行。每章后面附有相關(guān)習(xí)題，書中最后附有參考答案，便于學(xué)生自己練習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

（2）結(jié)合教材開展課堂教學(xué)模式的改革，采用案例教學(xué)法進(jìn)行理論知識(shí)的講解。教學(xué)過程中，引入“運(yùn)籌學(xué)”課程中的實(shí)際案例，提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的抽象理解能力及將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于其他學(xué)科的實(shí)踐能力。

（3）教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)及目標(biāo)，進(jìn)行分層次的教學(xué)，因材施教。

①根據(jù)學(xué)生上一學(xué)期的C語言成績(jī)及后續(xù)的發(fā)展目標(biāo)——工作或者考研，將學(xué)生分成不同的小組，根據(jù)學(xué)生的不同的層次制定不同的教學(xué)計(jì)劃。

如考研的同學(xué)除了

②講課過程不再采用傳統(tǒng)的以教師講解為主的方式，而是采用以學(xué)生為中心的案例式教學(xué)。每章課程內(nèi)容中的基本概念及基本知識(shí)點(diǎn)會(huì)在該章開始集中介紹，后續(xù)課時(shí)以小組課下完成案例——課上組間討論、老師答疑——小組答辯（其他小組為評(píng)委）的形式展開教學(xué)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面改革

（1）開發(fā)一本能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的，以“設(shè)計(jì)性”、“綜合性”實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

教材中包括線性表、棧和隊(duì)列、樹、圖、查找、排序等相關(guān)的基本操作及綜合應(yīng)用案例，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中全部算法用C語言實(shí)現(xiàn)，且全都可編譯執(zhí)行。每章包括主教材中課后習(xí)題的解析，為學(xué)生靈活掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)提供保障。

（2）結(jié)合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)改為“設(shè)計(jì)性”或“綜合性”實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解及應(yīng)用能力。

如打破教材原有章節(jié)的限制，綜合教材中線性表、查找和排序的知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生完成一個(gè)綜合的學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)，鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。一個(gè)綜合的學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)中，涉及到的知識(shí)點(diǎn)包括：對(duì)線性表不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的理解;在不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下進(jìn)行查找、插入、刪除及對(duì)元素按某關(guān)鍵字進(jìn)行排序算法的對(duì)比;同時(shí)可以理解不同的查找、排序算法的效率等等。

（3）根據(jù)課堂教學(xué)中分層的情況，對(duì)不同層次的學(xué)生提出不同的實(shí)驗(yàn)要求，調(diào)動(dòng)每個(gè)層次學(xué)生的積極性。如對(duì)基礎(chǔ)較差的同學(xué)，保證其能實(shí)現(xiàn)基本操作;基礎(chǔ)好的同學(xué)則以完成“設(shè)計(jì)性”、“綜合性”實(shí)驗(yàn)及競(jìng)賽題目為主，并可通過競(jìng)賽結(jié)果檢驗(yàn)課程改革結(jié)果。

（4）在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，我們模擬實(shí)際工作場(chǎng)景——每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，老師作為“項(xiàng)目經(jīng)理”帶領(lǐng)學(xué)生做項(xiàng)目。為了調(diào)動(dòng)各個(gè)層次學(xué)生的積極性，讓每個(gè)層次的學(xué)生能力都得到提高，還在班級(jí)中增設(shè)了一個(gè)“項(xiàng)目經(jīng)理助理”的崗位。讓能力強(qiáng)，提前完成任務(wù)的同學(xué)幫助老師對(duì)其他同學(xué)的項(xiàng)目進(jìn)行輔導(dǎo)，根據(jù)其輔導(dǎo)的情況，給“項(xiàng)目經(jīng)理助理”一定的分?jǐn)?shù)獎(jiǎng)勵(lì)。

（5）在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，引入“藍(lán)橋杯”比賽評(píng)分機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。

“藍(lán)橋杯”比賽成績(jī)是以選手提交程序的運(yùn)行結(jié)果作為主要評(píng)分依據(jù)的，要求程序有規(guī)范的數(shù)據(jù)輸入和輸出。且為了閱卷老師能盡快把握程序意圖，選手應(yīng)對(duì)函數(shù)過程及關(guān)鍵語句作必要的注釋[1]。這些都是我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生形成的良好編程習(xí)慣，通過科學(xué)的評(píng)分機(jī)制可以強(qiáng)化和訓(xùn)練學(xué)生這方面的能力。

3.課程設(shè)計(jì)的全面改革

（1）綜合其他學(xué)科中的實(shí)際問題，讓學(xué)生完成大型的綜合性實(shí)驗(yàn)。提出問題由學(xué)生解決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選取及實(shí)現(xiàn)，并以答辯形式檢查成果。

（2）學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果可用于“運(yùn)籌學(xué)”課程中相關(guān)算法的演示，給其他學(xué)科的學(xué)生以直觀的感受，更好的理解他們所學(xué)知識(shí)。

三、實(shí)際建設(shè)成果

在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程設(shè)計(jì)三個(gè)方面的全面改革過程中，我們?nèi)〉昧溯^明顯的效果。

（1）應(yīng)用型教材建設(shè)中，課題組成員查閱大量文獻(xiàn)及各類資料，積極思考;并通過與其他學(xué)校、其他學(xué)科的教師多溝通，多交流的形式，找出了大量適合培養(yǎng)應(yīng)用型人才的、與知識(shí)點(diǎn)關(guān)系密切的典型案例。

（2）在注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)的過程中，需考慮各個(gè)層次同學(xué)的需求，比如打算畢業(yè)工作的學(xué)生和想考研的同學(xué)其學(xué)習(xí)目的與學(xué)習(xí)方式就會(huì)有所不同。為了在課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，能夠充分調(diào)動(dòng)不同層次學(xué)生的積極性，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程體系建設(shè)過程中采用“分層次”教學(xué)的方式解決該問題。且我們的“分層次”教學(xué)中，對(duì)學(xué)生的分組考慮了“基礎(chǔ)”與“發(fā)展”兩個(gè)方向——上一學(xué)期的《C語言程序設(shè)計(jì)》課程的“基礎(chǔ)”和畢業(yè)后的“發(fā)展”是要考研或者工作。

（3）由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)現(xiàn)狀是“重理論、輕實(shí)踐”，所以相關(guān)的考試題目、實(shí)驗(yàn)題目、課程設(shè)計(jì)題目都存在偏重理論考查，與實(shí)際應(yīng)用脫離的情況。在進(jìn)行課程體系建設(shè)的過程中，我們注重對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”各種題庫(kù)的應(yīng)用化建設(shè)。課題組成員完成了大量習(xí)題、考研真題、實(shí)驗(yàn)題目及課程設(shè)計(jì)題目的收集、整理，完成了大量試題庫(kù)的建設(shè)。

四、總結(jié)與展望

在整個(gè)課程體系建設(shè)過程中，我們從“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及課程設(shè)計(jì)三個(gè)方面進(jìn)行了系列的改革，主要目的是提高學(xué)生的應(yīng)用能力，對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課堂上所學(xué)知識(shí)能夠活學(xué)活用。我們教學(xué)過程中通過大量的案例練習(xí)，特別是引入其他學(xué)科的案例，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)及學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解都有非常顯著的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧玉林，覃曉. “藍(lán)橋杯”軟件大賽對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革的啟示[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012：29（4）：111-113.

基金項(xiàng)目：

2014年度河北省教育廳自籌經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“基于多學(xué)科的應(yīng)用型“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程體系建設(shè)綜合研究”（SZ141189）