趙輝

摘要：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程作為現(xiàn)階段我國高校教育中計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，旨在提升計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生對編程相關(guān)領(lǐng)域知識的認(rèn)知水準(zhǔn)以及實(shí)踐能力。然而就我國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)課程的教學(xué)現(xiàn)狀而言，普遍存在著學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容理解不深、實(shí)際學(xué)習(xí)狀況較差的現(xiàn)象。為提升我國高校教育中計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量，需要對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)手法及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的革新，以滿足新時(shí)期教育改革背景下高校教育的相關(guān)需求。

關(guān)鍵詞：編程思維；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)研究

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）13-0138-02

現(xiàn)階段在我國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這一課程的教學(xué)中普遍出現(xiàn)著學(xué)生學(xué)習(xí)狀況不佳的情況。這一現(xiàn)象主要表現(xiàn)在學(xué)生對于專業(yè)知識的理解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以支持學(xué)生進(jìn)行該領(lǐng)域知識的實(shí)踐應(yīng)用，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程的教學(xué)現(xiàn)狀中學(xué)生能聽懂、難應(yīng)用的現(xiàn)狀。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的開設(shè)，目的在于使計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生對于編程實(shí)踐能力進(jìn)行提升，并在計(jì)算思維的培養(yǎng)上得到一定的推進(jìn)。然而實(shí)踐能力的缺失使得教學(xué)目的達(dá)成的效果與預(yù)期效果出現(xiàn)了較大偏差。關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)現(xiàn)狀中存在的相應(yīng)問題，我國在高校教育改革中存在著相應(yīng)探討。結(jié)果顯示，實(shí)際教學(xué)效果的差異性問題主要是由于教學(xué)內(nèi)容偏離了實(shí)踐，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)體制中實(shí)踐環(huán)節(jié)的相應(yīng)缺失。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的開設(shè)應(yīng)當(dāng)建立在學(xué)生成熟的編程思維基礎(chǔ)之上，因而在教學(xué)改革中高校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)應(yīng)當(dāng)突破現(xiàn)有限制，從學(xué)生編程思維的培養(yǎng)以及教學(xué)方法實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)人手來對現(xiàn)有教學(xué)狀況進(jìn)行改進(jìn)。

1實(shí)踐教學(xué)在編程思維背景下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的意義

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的開設(shè)，目的在于在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體制中起到承上啟下的作用。在我國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這一課程的實(shí)際開設(shè)是在學(xué)生接受高等數(shù)學(xué)、離散數(shù)學(xué)以及語言程序設(shè)計(jì)等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)之后，目的在于對學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)深入內(nèi)容的學(xué)習(xí)之前對其編程思維以及邏輯語言運(yùn)用能力進(jìn)行相應(yīng)的提升。高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在接受數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，能夠在自我認(rèn)知層面以及計(jì)算機(jī)編程語言掌握、數(shù)據(jù)庫原理分析等專業(yè)知識進(jìn)行理解的強(qiáng)化，進(jìn)而在開展編程相應(yīng)課程時(shí)學(xué)生能夠具有更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在日后的計(jì)算機(jī)課程體系教育中能夠?qū)W(xué)習(xí)內(nèi)容更快的掌握與理解。

在當(dāng)下高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教育強(qiáng)調(diào)編程思維的背景下，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程對于實(shí)踐能力的強(qiáng)調(diào)符合當(dāng)前我國高校計(jì)算機(jī)教學(xué)理念。通過對該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握計(jì)算機(jī)處理非數(shù)值運(yùn)算問題時(shí)的一般原理和方法，熟悉解決各種問題的基本模型，且在運(yùn)用已有的算法語言編寫程序時(shí)學(xué)生能夠做到更加準(zhǔn)確與流暢。簡單來說，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的開設(shè)能夠促使學(xué)生有效辨別程序的好與壞，在編程內(nèi)容的學(xué)習(xí)中學(xué)生不再流于形式，而是能從自身角度出發(fā)對程序、模型等概念加強(qiáng)相關(guān)認(rèn)知，進(jìn)而在學(xué)生自主進(jìn)行程序設(shè)計(jì)以及簡單程序語言編寫時(shí)能夠做到明確用處、明確編寫內(nèi)容意義的目的。

作為檢驗(yàn)學(xué)生計(jì)算機(jī)程序思維理論知識學(xué)習(xí)狀況以及相關(guān)知識運(yùn)用能力是否達(dá)標(biāo)的手段之一，學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐能力既是學(xué)生階段學(xué)習(xí)狀況的檢驗(yàn)途徑，又能夠突出強(qiáng)化學(xué)生對于算法在時(shí)間及空間方面的相關(guān)認(rèn)知，因此實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)中存在著較為重要的意義，尤其在學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)以及學(xué)生編程思維養(yǎng)成上更是存在著積極的推動作用。

2基于編程思維的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革思路存在的問題

現(xiàn)階段我國在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革中存在著一定誤區(qū)。為保證教學(xué)改革工作的有效性以及教學(xué)改革內(nèi)容能夠得到相應(yīng)完善，需要在教學(xué)改革的思路上進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整?，F(xiàn)階段，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革提升較為有效的兩大思路在于對算法以及偽碼方面的認(rèn)知調(diào)整。

1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的算法

對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)，離不開對算法的認(rèn)知和理解。作為現(xiàn)階段學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為有效的媒介工具，算法能夠?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中特定求解問題進(jìn)行明確描述，進(jìn)而使學(xué)生對于問題求解指令的有限序列得以認(rèn)識與掌握，對結(jié)構(gòu)的掌握與學(xué)習(xí)也就更加高效。然而不同于算法學(xué)以及算法設(shè)計(jì)與分析課程中的算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在算法的應(yīng)用上與傳統(tǒng)算法還存在著一定分別。二者在對算法的定義上分別屬于算法研究以及算法這一工具。因而實(shí)際上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的算法使用僅限于使用算法對相應(yīng)問題進(jìn)行求解與應(yīng)用，不需要在實(shí)際應(yīng)用中將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的算法作為獨(dú)立教學(xué)模塊進(jìn)行分化教學(xué)，這一舉措不僅不利于教學(xué)開展的效率提升，更容易對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣造成干擾，使得學(xué)生誤認(rèn)為教學(xué)難度較高而產(chǎn)生畏懼心理。

2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的偽碼

相比于算法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中的重點(diǎn)突出不明確，偽碼這一模塊在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的教學(xué)則過于形式化，世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容突出不明顯，往往使得學(xué)生對于這一模塊的學(xué)習(xí)重視程度偏低。低層次的偽碼教學(xué)，往往過于簡潔，不僅難以對實(shí)際算法程序的設(shè)計(jì)內(nèi)容影響不高，且在實(shí)際應(yīng)用上也不存在相應(yīng)的程序化內(nèi)容，學(xué)生在面臨，許多偽碼的算法描述，沒有遵循偽碼的要求，在書寫時(shí)比較隨意。這就使得偽碼教學(xué)失去了其應(yīng)有的意義與價(jià)值。其次，偽碼教學(xué)的內(nèi)容不明還會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程中對實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)這一目的達(dá)成受到阻礙。在面臨儲存及中間變量設(shè)計(jì)時(shí)，如果存在變量設(shè)計(jì)不合理的狀況時(shí)任何一種問題得不到實(shí)現(xiàn)均會影響到課堂教學(xué)的實(shí)效性。

3編程思維養(yǎng)成目的下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革途徑分析

在編程思維養(yǎng)成這一教學(xué)目的下，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。首先，由于教學(xué)目的從學(xué)生理論知識的掌握轉(zhuǎn)變成立學(xué)生編程思維的培養(yǎng)，因而在實(shí)際教學(xué)方式上需要從強(qiáng)化理論知識灌輸轉(zhuǎn)變成重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)。同時(shí)，為應(yīng)對新背景下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與高校計(jì)算機(jī)教育改革目的相契合，就需要教育工作者在教材、教學(xué)方針乃至于教學(xué)體制上進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以提升新形勢下計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生基本素養(yǎng)培養(yǎng)的相應(yīng)需求。就筆者觀點(diǎn)而言，我國高校計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革可從以下思路出發(fā)。

1）更新教材

由于實(shí)踐教學(xué)對我國高校計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)存在著一定的推動作用，因而從實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)出發(fā)進(jìn)行教學(xué)手段、教學(xué)模式的改進(jìn)對于實(shí)際教學(xué)效果的提升就存在著一定的積極意義。然而就現(xiàn)階段我國在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中普遍使用的教材來看，教材內(nèi)容中涉及實(shí)踐教學(xué)的部分不足以支持我國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐教學(xué)開展。因此，要想進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的相關(guān)改革，需要在教材內(nèi)容上進(jìn)行相應(yīng)的革新與增添。自2008年以來，全新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材在我國計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域中得以廣泛使用。其中，由于教材內(nèi)容的適應(yīng)性較差，因而在實(shí)際教材內(nèi)容改革中我國教育改革工作者基于C++描述編寫了全新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材，旨在為我國計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)的開展以及學(xué)生編程思維的培養(yǎng)提供相應(yīng)保障。

新教材的使用自2008年秋季以來取得了較為理想的效果，學(xué)生通過對新教材中相應(yīng)教學(xué)實(shí)例的吸收與學(xué)習(xí)對于編程思維以及模型的空間時(shí)間理念提升了相應(yīng)認(rèn)知，實(shí)踐教學(xué)的開展得以應(yīng)用。例如在傳統(tǒng)教材中涉及字符串實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，由于傳統(tǒng)教學(xué)模式條件限制以及內(nèi)容的難易度劃分，對類似習(xí)題僅在書面層次給予了解答，而對于問題出現(xiàn)的成因以及問題解決的多元化模式則一筆帶過。伴隨著計(jì)算機(jī)編程相應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展，無論是基于C++還是基于Java語言的編程問題，都具備了自身的完善數(shù)據(jù)庫以及字符串函數(shù)庫。因而在考核階段無論是學(xué)校的檢測標(biāo)準(zhǔn)還是考試大綱均對這一模塊無過高要求。在新教材改革后為滿足學(xué)生個人能力的完善，教材內(nèi)容對類似習(xí)題均增添了相應(yīng)的模塊化學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)生進(jìn)行深化的編程內(nèi)容學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

2）實(shí)驗(yàn)題目設(shè)計(jì)

作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的一大重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行階段性的檢測，進(jìn)而便于教師對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，以滿足學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)過程中監(jiān)督體制的建設(shè)。在編程思維背景下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革中，則對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了相應(yīng)的重點(diǎn)建設(shè)。作為實(shí)踐教學(xué)中較為重要的教學(xué)檢測標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)與選取對學(xué)生學(xué)習(xí)的效率以及教學(xué)工作的開展同樣具有著一定的影響作用。

近年來，為滿足數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的高效性以及教學(xué)手段的科學(xué)性，我們對全國十余所高校計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)改革結(jié)果的滿意度調(diào)查。結(jié)果顯示，對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這一科目的教學(xué)改革現(xiàn)狀學(xué)生存在著一定程度的不滿意現(xiàn)象，僅兩成學(xué)生認(rèn)為現(xiàn)有的教學(xué)手段以及教學(xué)內(nèi)容沒有從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)的目的出發(fā)，內(nèi)容偏向理論化，對學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)存在著一定的缺失。因此在實(shí)踐教學(xué)這一目標(biāo)下，多數(shù)高校開展了對實(shí)驗(yàn)題目設(shè)計(jì)改良的教學(xué)改革，旨在于通過從學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況出發(fā)提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)結(jié)果。現(xiàn)階段，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)題目主要分為以下三類，即驗(yàn)證性題目、綜合性題目以及改良性題目。分別針對教材內(nèi)容的單一性、學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力提升以及對基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握進(jìn)行了具有針對性的內(nèi)容改進(jìn)。在新型教學(xué)內(nèi)容的增添后，學(xué)生得以根據(jù)自身學(xué)習(xí)能力的具體情況選擇適合自身的實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行練習(xí)，較大的提升了學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力。

同時(shí)，在實(shí)際教學(xué)工作進(jìn)行中還應(yīng)當(dāng)對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神進(jìn)行培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生在現(xiàn)有教材中尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而針對教材內(nèi)容中重點(diǎn)難點(diǎn)自主進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)以及簡單程序算法的設(shè)計(jì)。在有效提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力同時(shí)對學(xué)生編程思維的養(yǎng)成也存在著一定的提升作用。

3）教學(xué)團(tuán)隊(duì)的改良

現(xiàn)階段，在我國高校計(jì)算機(jī)教職工作者中普遍存在著教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及教學(xué)能力方面的差異性，大多數(shù)高校中存在著教學(xué)資源分配不合理的現(xiàn)象。其中，由于學(xué)校在相應(yīng)教師招聘以及教職團(tuán)隊(duì)構(gòu)成上以學(xué)歷和職稱評定為主，間接導(dǎo)致了教師團(tuán)隊(duì)質(zhì)量難以支持實(shí)際教學(xué)工作的開展。針對這一現(xiàn)狀，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行改良對實(shí)際教學(xué)改革存在著一定價(jià)值。首先，校方應(yīng)鼓勵教師進(jìn)行職后培訓(xùn)，提升實(shí)際教學(xué)能力；同時(shí)在教師入職后應(yīng)階段性的組織教師對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)知層面的強(qiáng)化，進(jìn)而滿足教學(xué)工作開展中對教師綜合素質(zhì)的要求。同時(shí)，新老教師之間應(yīng)加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)溝通，青年教師以及經(jīng)驗(yàn)不足的教師在開展教學(xué)工作之前需要與有經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行旁聽或參加培訓(xùn)，而有經(jīng)驗(yàn)的教師應(yīng)當(dāng)定期參與青年教師的課堂教學(xué)，對其教學(xué)過程中手段以及內(nèi)容上存在的不足進(jìn)行指正與記錄，保證實(shí)際教學(xué)質(zhì)量。

4結(jié)束語

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為我國高校教育計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)中較為重要的一門專業(yè)性科目，其教學(xué)效果對學(xué)生在編程思維養(yǎng)成及相關(guān)專業(yè)能力培養(yǎng)上均存在著較大影響。因此，為滿足該課程教學(xué)的時(shí)效性，相關(guān)教師在實(shí)際教學(xué)工作的開展中還需要結(jié)合教學(xué)工作開展實(shí)際情況，進(jìn)行具有針對性的調(diào)整。