高職院校“數據結構”改革設計

宋　穎　劉思遠　畢明超

文章編號：1672-5913(2009)08-0050-02

摘要：“數據結構”是計算機專業課程體系中的一門較重要的必修課程，但因其理論性強、思維抽象、理解難度較大等特點，實際教學效果往往不夠理想，因此，本文對“數據結構”課程教學過程中存在的問題進行了分析，并就如何提高“數據結構”課程的教學效果，提出在教學改革方面的一些設計。

關鍵詞：高等職業教育；數據結構；教學方法

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

“數據結構”是計算機專業一門重要的必修課，是高職專升本、本科考研的必考課程之一，在整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。一方面擴展和深化在“離散數學”、“程序設計語言”(目前以C、C++語言居多)等課程學到的基本技術和方法，另一方面為進一步學習“操作系統”、“數據庫原理”、“軟件工程”、“編譯原理”等專業課奠定堅實的理論基礎，可以說，對“數據結構”課程的掌握程度直接影響到學生對計算機專業知識的學習。因此，我們有必要探討“數據結構”課程教學中存在的問題，并且結合高職學生的實際情況，總結設計出一套有效的教學方法。

2 “數據結構”課程教學中存在的問題

學生在學習“數據結構”這門課程時，普遍對課本內容理解困難，對算法設計題感到無從下手，上機調試程序時更不知如何操作。對此情況我們進行了認真分析，得出如下結論：

(1) 學生對本門課程的誤解，造成學習積極性不高。“數據結構”課程是專業基礎課，但是它既不像網頁設計那樣生動有趣，又不像Visual Foxpro等課程直接可以應用于將來的工作中。在學習過程中，學生感到“數據結構”不過是一些理論和程序的堆砌，常常問老師：“‘數據結構學完后有什么用？”，由于學生不能正確認識該課程的作用，故學習的積極性不高。

(2)“C語言”(或其它程序設計語言)課程開設不足，為“數據結構”課程教學埋下隱患。“C語言”(或其它程序設計語言)為“數據結構”的前導課程之一，學生對它的熟悉及掌握程度直接關系到“數據結構”課程的教學效果。

特別是對“數據結構”中使用頻率最高的C語言中的結構體、指針的認識和理解不深，對函數參數、函數調用的知識點不熟練。這些內容在“數據結構”的教學過程中，盡管老師費勁唇舌，學生仍然模糊不清，致使教學效果不理想，部分學生還產生畏難和厭學情緒，甚至喪失對該課程學習的興趣和信心。

(3) 課程自身問題，導致教學效果不佳。“數據結構”的邏輯性強、內容抽象、瑣碎、概念多，所有內容均自成體系，相互之間的銜接線索很少，總體感覺內容零散，沒有一個整體的知識框架體系，特別是部分知識點和算法難于理解，大部分學生常常覺得教科書中的內容與具體的算法相距甚遠，無從下手，甚至在課程學習結束以后，都不知道自己到底學了些什么。

(4) 實踐教學課時少，導致學生動手能力差。“數據結構”是一門理論與實踐并重的課程，現在的上機課時僅為20課時，實踐教學嚴重不足。還有些教師往往只注重理論教學，把實踐教學的課時全部變為了理論教學，這樣學生學起來更是枯燥乏味，對程序與算法之間的轉換就更難以實現。

3教學改革設計的實施

通過對上述存在的問題總結分析后，我們從以下幾個方面對“數據結構”課程進行了改革設計。

(1) 運用聯系的觀點闡述課程作用，激發學生學習的興趣。“數據結構”課程是計算機體系中不可或缺的一個重要環節。在教學中我們采用聯系的觀點，把“數據結構”課程納入整個計算機體系教學，學生就能認識到課程的重要性，從而激發學習興趣。例如我們講到鏈表時，可以有意把內容延伸到操作系統中計算機內存分配；講樹型結構時，可以與文件夾結構聯系在一起；講圖結構的最小生成樹，可以聯系局域網的設計；講查找技術，可以涉及網絡的搜索引擎等等。這樣不僅講課活潑生動，而且還能引起學生聯想，刺激學生學習的興趣，收到良好的教學效果。

(2) 解決C語言的不足。“數據結構”課程教學過程中主要運用的是C語言的指針、函數、數組作為函數參數以及結構體類型來分析和解決問題。對于大部分學生來說，C語言運用能力不是很強，如果在上課時直接切入主題，就會使學生有云山霧罩的感覺。要解決這個問題，應該在教學中注意做到以下兩點：一是與“C語言”的授課教師做好教學的溝通工作，統籌安排各部分的授課時間，保證指針、函數、及結構體等內容有足夠的時間，并將其作為重點講授并加強上機實踐，讓學生掌握C語言的精華。二是在學習“數據結構”課程初期，指導學生有針對性地復習指針、函數、及結構體等知識點，并強調它們在數據結構課程中的重要性。例如在課堂上以一個實例的形式對這些知識點進行復習，尤其指出學生難理解、易混淆和犯錯誤的地方，另外布置大量涉及這些知識點的作業，通過批改作業發現存在的問題然后反復進行講解。

(3) 注意課堂語言的藝術性、趣味性，以激發學生的求知欲。“數據結構”是一門理論性很強的課程，其概念特別抽象。高職學生的理論基礎普遍較弱，所以如果像本科教學一樣，單純地用課堂語言教學，高職學生理解起來有一定難度，而且會感到枯燥，因此，教師在授課時要講究語言的藝術性，結合學生的實際，使用更加通俗、形象、生動、直觀的教學語言進行講授。例如堆棧的結構和運算可以和生活中的洗碗結合起來；隊列可以和學生去食堂排隊買飯結合起來；無向圖可以和城市的公路交通網(若無單行道)結合起來，有向圖可以和來水主管網結合起來。通過這樣的比喻說明，學生不僅聽起來有興趣，易于理解，而且效果也比只單純地“照本宣科”講定義要強的多，能夠達到事半功倍的效果。

(4) 抓好實踐環節，提高算法設計能力。“數據結構”是實踐很強的一門課程，不僅要學習理論知識，更要注重上機實踐。通過上機實踐來驗證理論內容并加深對各種算法的透徹理解，結合高職學生學習能力不足的實際情況，我們從以下三個方面加強和改進了實踐教學：一是學期初兩周內給出適當的上機實驗題目復習C程序語言中的指針、結構體和函數等知識點，并根據上機實驗的情況對數據結構中常用及易出錯的地方進行集體重點講解，為后面算法的上機實驗打好編程語言基礎。二是為打消學生實現類C語言算法描述和C語言源程序的轉換的畏難情緒，前兩次上機實驗時，教師可以先給出完整的源程序，讓學生在主函數中添加語句來體驗數據結構的基本操作的執行，再逐步過渡到自己編寫完整的源程序。三是精心設計上機習題同時注意進行分層次的個性化教學。從不同學生的實際水平、基礎出發，來設計不同難度的實驗題目，給出不同的實驗條件和要求，盡量讓所有學生通過自己的努力獲得實驗的成功并掌握基本知識，從而最大程度地提高學生實驗的積極性。例如，對堆棧可以設計建棧、出棧、入棧和后綴表達式求值實驗；關于樹可以設計二叉樹的建立和遍歷及給定一棵二叉樹，打印指定結點的雙親和所有的孩子結點實驗。基本操作實驗學生可以根據自己的實際情況來選擇完成。另外對于難度小的實驗要求每個學生獨立完成，而對實驗難度稍大的允許以2到3人以小組形式完成或給出部分代碼或提示。

(5) 對教學內容進行優化和歸納提煉。由于高職學生自學能力薄弱，再加上“數據結構”課程內容繁多、零散，不具備一個整體性，因此在教學中要求做到如下兩點：一是教師要分析清楚數據結構的知識體系結構，在授課時始終貫穿“一中心、四結構、兩存儲”的原則。“一中心”是算法設計建立于邏輯結構，算法實現依賴與邏輯結構。“四結構”是指集合結構、線性結構、樹型結構、圖形結構。“兩存儲”是指順序存儲、鏈接存儲。二是把握重點。在貫穿“一中心、四結構、兩存儲”的原則講授內容時，要把握好重點，有選擇有層次地教學。例如，線性表是最常用且最簡單的一種數據結構，棧和隊列是操作受限的線性表，樹和圖往往要做線性化處理，因此要把線性表作為重中之重的內容進行透徹的剖析。對于線性表的兩種存儲結構順序表和單鏈表，把單鏈表作為重點和難點來講授和上機實驗。再如，二叉樹的遍歷操作為重點來講授和上機實驗，而哈夫曼算法作為可選的上機實驗內容。

4結束語

由于“數據結構”是計算機專業的核心課程，以理論為主，而高職教學是以實踐教學為主的教學。因此，如何將這門理論性很強的課程同高職的實踐性教學相結合，值得我們進一步研究。在高職課程改革進行的如火如荼的今天，可以相信，只要我們從思想上重視“數據結構”課程改革與設計，不斷提高自身的教學能力，采用合理的教學方法，“數據結構”課程的教學必將取得良好的效果。

參考文獻：

[1] 嚴蔚敏,吳偉民.《數據結構(C語言版)》[M]. 北京:清華大學出版社,2001.

[2] 顧翔. 數據結構實踐教學探討[J]. 信息技術,2005,(30):110-112.

[3] 揭安全,李云清,楊慶紅,等. “數據結構”課程教學改革與創新[J]. 計算機教育,2008,(10):132-133.

[4] 連進. 數據結構教學方法的研究[J]. 湖北經濟學院學報,2008,(5):183-184.