向靜

摘要：立足于普通本科院校，以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的地位和特點(diǎn)為依據(jù)，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)為目標(biāo)，構(gòu)建了教師為主導(dǎo)、學(xué)生為參與主體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。以期有效地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）08-0126-02

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，既注重基本的程序設(shè)計能力的培養(yǎng)，又強(qiáng)調(diào)邏輯思維訓(xùn)練和實(shí)踐應(yīng)用性。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所要解決的核心問題是讓學(xué)生通過實(shí)踐，驗(yàn)證、運(yùn)用和強(qiáng)化所學(xué)理論知識，理解、習(xí)慣和掌握算法構(gòu)造的思維方法，進(jìn)一步提高設(shè)計水平和動手能力。但現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系教學(xué)效果并不理想，究其原因主要有以下幾點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)課題缺乏針對性；二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在時間和空間上受到局限；三是實(shí)踐管理模式不合理，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程缺乏指導(dǎo)和交流；四是學(xué)生的語言基礎(chǔ)和算法設(shè)計能力較差。為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，我們有必要對現(xiàn)有教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)，構(gòu)建并實(shí)施符合普通高等院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)要求的，科學(xué)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，從而促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的養(yǎng)成。

1構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容是由基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、抽象數(shù)據(jù)類型和算法設(shè)計方法三個層面來描述的，所以在本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也可以將教學(xué)實(shí)踐的目標(biāo)分為三個層次：理解抽象的理論知識、掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的典型應(yīng)用、培養(yǎng)利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識解決實(shí)際問題的能力。這三個目標(biāo)層次是相輔相成、循序漸進(jìn)的，是符合學(xué)生對知識由接觸、理解到掌握、運(yùn)用的自然認(rèn)知規(guī)律的。以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為目的，依據(jù)教學(xué)實(shí)踐目標(biāo)的三個層次對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系重新構(gòu)建，可以把實(shí)驗(yàn)分成基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、拓展型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)給出了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各種具體結(jié)構(gòu)如：線性表、棧、隊(duì)列、數(shù)組、樹、圖以及查找表的創(chuàng)建、查找、插入、刪除等操作在不同存儲方式上的實(shí)現(xiàn)。可以很好地幫助學(xué)生理解教材中的算法，褪去算法的抽象性，順利地從理論過渡到實(shí)踐。由于基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)比較簡單，對語言基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)課能很快地投入角色，不至于感到無從下手，盲目無頭緒。

拓展型實(shí)驗(yàn)是針對課程內(nèi)容中的某個知識點(diǎn)進(jìn)行具體應(yīng)用，以解決簡單的實(shí)際問題，如線性表中的約瑟夫問題，棧中的表達(dá)式求值問題，隊(duì)列中的停車場管理問題，圖的最小生成樹問題以及排序的效率問題等。拓展型實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和啟發(fā)，讓學(xué)生自己編程實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中加深對該種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下數(shù)據(jù)的組織、加工、處理方法的理解，從而進(jìn)一步提高編寫和調(diào)試程序的能力，增加自主編寫算法的感性認(rèn)識和體會。

綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)，服務(wù)于學(xué)生進(jìn)行階段性的實(shí)踐活動。精選的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有典型性，且每個問題強(qiáng)調(diào)應(yīng)用教材中相應(yīng)的若干知識點(diǎn)解決問題，具有一定的設(shè)計量和難度，通過綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜程序設(shè)計的能力和分析解決問題的能力。綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)可以采用小組的形式完成，由小組負(fù)責(zé)人分工，每個成員承擔(dān)一定工作量。其目的是使學(xué)生全面掌握課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、口頭表達(dá)能力以及技術(shù)文檔寫作能力。

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是指以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目的，利用校內(nèi)外資源所開展的各種實(shí)踐活動，包括學(xué)生自主探索類、目標(biāo)導(dǎo)向類、校企合作類等。如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、實(shí)用軟件開發(fā)、軟件設(shè)計競賽、參與科研項(xiàng)目等。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的要求更高，但同時也給學(xué)生提供了更加自由的發(fā)揮空間，更能體現(xiàn)個性和能力的平臺。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)可以安排指導(dǎo)老師，讓學(xué)生自主組織團(tuán)隊(duì)，同時為學(xué)生營造自由、開放的軟硬件環(huán)境。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的具體實(shí)施

我們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從內(nèi)容到難度都是一個呈階梯式的體系，是一個對學(xué)生由淺入深、由部分到整體、由局部到系統(tǒng)的訓(xùn)練過程。不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該有不同的教學(xué)實(shí)施方式，才能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中獲得令人滿意的教學(xué)效果。

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)主要是對所學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本操作算法的驗(yàn)證，可以在相關(guān)知識學(xué)習(xí)后，以作業(yè)的形式布置給學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)課上由學(xué)生參照老師給出的參考代碼進(jìn)行驗(yàn)證。在基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)中教師可以采用演示法將抽象的算法執(zhí)行過程以淺顯易懂的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，如就地逆置單鏈表的算法，通過對原鏈表的結(jié)點(diǎn)依次刪除，然后逆序插入的演示過程讓學(xué)生對算法有感性地認(rèn)識，從而快速地掌握基本知識點(diǎn)。

拓展型實(shí)驗(yàn)可以采用類比啟發(fā)式教學(xué)法，由教師對同一個問題給出其中一種求解算法，學(xué)生在理解教師的求解方法的基礎(chǔ)上，給出其他求解算法。以對關(guān)鍵思路進(jìn)行啟發(fā)的形式幫助學(xué)生進(jìn)行算法框架的構(gòu)建。如約瑟夫問題，可以在線性表的順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯煞N結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)，順序表上實(shí)現(xiàn)要特別注意出隊(duì)人員的標(biāo)識和一維空間到循環(huán)空間的轉(zhuǎn)換。那么用鏈表實(shí)現(xiàn)這兩個問題怎么解決呢？這個問題就可以拋給學(xué)生，讓學(xué)生在實(shí)踐中去思考，去探索，最終找到解決的方法。

綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)要求教師在試驗(yàn)開始前對所涉及的相關(guān)知識點(diǎn)及操作流程進(jìn)行講解，讓學(xué)生做到有的放矢，不至于盲目展開實(shí)驗(yàn)。對于綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)，教師可以采用案例引導(dǎo)的教學(xué)模式，按照軟件工程的思想進(jìn)行授課，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行需求分析、展開討論、確定實(shí)施步驟和計劃并確定小組成員的分工。通過這種系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生就能夠掌握綜合復(fù)雜問題的解決方法，從而鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和分析解決問題的能力。

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)可以由教師提供多個不同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題，也可以讓學(xué)生直接參與到教師的教研、科研項(xiàng)目中來，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與教科研項(xiàng)目的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。在這一階段實(shí)驗(yàn)中，教師已經(jīng)不再起主導(dǎo)作用，學(xué)生自主組隊(duì)，按照要求進(jìn)行構(gòu)思，共同商討設(shè)計思路，構(gòu)建算法框架。項(xiàng)目組長可以根據(jù)成員特長進(jìn)行分工，管理并控制整個項(xiàng)目的運(yùn)作，最后匯總并撰寫項(xiàng)目報告。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的選取始終圍繞提高學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力這一目標(biāo)。根據(jù)實(shí)踐內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)靈活使用的多種教學(xué)方法，使學(xué)生能更好地理解課堂教學(xué)內(nèi)容、拓展知識面，延伸和擴(kuò)展課堂教學(xué)。在教學(xué)過程中，還要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺和資源管理平臺，為學(xué)生順利完成各層次實(shí)驗(yàn)提供保障和基礎(chǔ)。

3結(jié)束語

立足于我校的辦學(xué)特色和學(xué)生的層次水平，以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的地位和特點(diǎn)為依據(jù)，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)為目標(biāo)，我們構(gòu)建了教師為主導(dǎo)、學(xué)生為參與主體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和層次的不同，實(shí)施了不同的教學(xué)方法和手段。新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使學(xué)生由被動的知識灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥淖灾鲗W(xué)習(xí)，使教學(xué)形式由單一的指導(dǎo)驗(yàn)證轉(zhuǎn)

變?yōu)槎嘈问降幕咏涣?，使學(xué)生學(xué)習(xí)由一體化轉(zhuǎn)為個性化。有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力。