數據結構課程教學模式的改革與實踐

司秀麗 陳桂芬 曹麗英

吉林農業大學信息技術學院 長春 130118

作者：司秀麗，副教授，碩士，研究方向為計算機應用；陳桂芬，教授，博士生導師，研究方向為計算機農業應用；曹麗英，講師，碩士，研究方向為計算機應用。

1 數據結構課程教學過程中存在的問題

在高等農業院校開設計算機專業，本身就面臨著一種挑戰。為了讓高等農業院校的計算機專業也具有生存空間，必須適當進行計算機科學和農業科學交叉和融合，該專業學生應具備較為系統的計算機專業知識和較為全面的農業信息化的能力，這樣才能在日常工作中熟練操作計算機，解決常見計算機和網絡故障，獨立或協助構建農業相關的信息管理系統和辦公網絡系統，獨立或協助進行農業科研單位的后臺數據庫維護工作。

數據結構課程是計算機學科的核心課程，是計算機硬件和計算機軟件的聯系樞紐，內容涉及計算機存儲、數據組織的方式，同高效的檢索算法和索引技術有關。數據結構作為計算機課程群的基石，開設在第二學年，是對前2年專業技術基礎的總結提升，為學生在后2年學習計算機后繼課程提供技術基礎。它不僅是一般程序設計（特別是非數值計算的程序設計）的基礎，而且也是設計和實現編譯程序、操作系統、數據庫系統及其他系統程序和大型應用程序的重要基礎，具有很強的專業性質和專業色彩。

2 教學模式的探索與實踐

2.1 明確地位，突出主體

啟發式教學為主，以教師為主導，以學生為主體。數據結構課程學習的關鍵是對算法的理解，有效地理解了算法，然后將算法轉換成程序就是自然而然的事。但講授過程中，遇到的主要困難是學生對于算法的理解，也就是由形象思維向抽象思維的過渡。最初，學生接觸抽象概念和算法時，由于課程本身邏輯性強、抽象性高，而且要求學生要有一定的編程能力，因此學生往往不易接受，或者經常會表現為上課時能聽懂，但是設計算法時卻無從下手，不會做。為此，在實際教學過程中，有效地利用課程組研制的教學資源，用形象的動畫方式演示算法，使學生建立對算法的形象思維，然后再逐步地運用啟發式、問題教學等方法指導學生完成對算法的實現，也就是抽象思維的建立。

同時，課程組不斷地更新教育方式，鼓勵學生參與課堂討論，充分調動學生的求知欲，與教師共同分析完成算法的設計，變單向的教師傳授為主的教學型教學法為師生共同參與完成的教學方式，鼓勵、引導和幫助學生主動去發現問題、分析問題、解決問題，并通過此過程獲取知識、訓練技能、培養能力。

教師在備課時，不僅要熟悉消化教材內容，更要精心設計課堂情境，準備好“問題”，設置好“陷阱”，引導學生積極思考，逐步培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

2.2 搭建豐富多元的教學資源庫

充分利用已經開發并投入使用的“數據結構算法動態演示系統”和《數據結構主要算法的動畫課件》《數據結構多媒體電子教案》，在已有教學資源的基礎上，繼續豐富完善多媒體教學資源，開發完善圖文并茂、直觀生動的教學課件。緊跟學科發展前沿，及時將最新進展及新技術補充到課件中。通過教材輔件的制作（包括多媒體教學課件、課件制作工具、綜合考試試題庫、輔導答疑網站的研制與開發），以達到借助于教學平臺為教師教學提供完整的教學解決方案，最大限度滿足教學需求的目的，豐富學生的學習內容和學習手段，激發學生自主學習的興趣，以立體化、全方位的形式把知識呈現給學生，使得該課程的教學過程變得直觀、形象、生動、活潑，增強學生學習的興趣與樂趣。

在已有題庫的基礎上，及時將研究生入學考試試題、ACM競賽試題和相關的農業科研項目內容補充到題庫中，以滿足學生施展學習的需要。

以網絡為媒介，該門課程促進學生主動學習的擴充性資料來源廣泛，資源豐富，有各類參考教材、參考書、習題、課件等。教師在教學中也發現，學生經常查閱和使用這些資料，學生和教師能夠在網上完成大量的輔助教學活動，使教師和學生在課堂外也能進行充分的交流和溝通。

2.3 棄舊補新，豐富教學內容

以知識結構為基礎，合理安排教學內容；分析課程內容之間的聯系，把握課程的知識結構。根據元素之間關系的不同特性可以區分為線性結構、樹型結構、圖狀或網狀結構，每種結構形態都可以分別描述為順序存儲和鏈式存儲兩種具體的存儲形態，并都有著各自特有的實現算法。教師在講授的過程中，以邏輯結構、存儲結構、算法實現這3個方面為主線貫穿始終，把基本的概念與術語解釋清楚，把各種數據結構與運算分析清楚，把有關的算法的設計思路與實現方法講解清楚。

及時更新教學內容，將研究生入學考試試題、ACM競賽試題和農業科研項目的相關內容根據教學進展引入到教學課件中，教師結合實例進行講解，引導學生利用課堂上的理論知識自己分析實際問題，尋找解決的措施。并輔之以討論式教學方法，交換看法，教師總結。

2.4 強調兩個結合

實驗、實踐環節的實施是計算機科學與技術專業人才培養的突出特點，為了強化學生最基本的操作技能，本課程將實驗、實踐教學分為實驗課、課程設計兩部分，實驗課側重基礎知識的學習與理解，課程設計則重在培養學生綜合所學知識進行大型程序設計以及合作開發項目的能力。

2.5 考核指標多元化

在教學實踐中，課程組主講教師不斷探索成績考核的改革，以提高試題質量、規范閱卷為重點，結合教學評估完善從出題、監考、閱卷到試卷裝訂等全過程的規范化操作，并努力做到考核形式多樣化，成績考核以筆試考試為主，結合實驗、課程設計和作業完成以及出勤等情況進行綜合評定。筆試成績占70%，實驗占20%，作業及出勤等平時考核占10%。實驗及課程設計以答辯形式來完成，而不是單純依據實驗報告來給出成績。

2.6 完善教學管理，加強教學研究

組織課程組教師集體備課，進行各種教學研討活動，鼓勵教師撰寫教學論文和參加教學方面的學術會議，獎勵發表教學論文的教師。傳統的“蓋房子”教學觀念，強調必先打地基再砌墻，即強調先打好基礎，然后再進行實踐、學習技能。研究樹的成長規律可以發現，樹并不是先長成發達的根系，再長樹干、枝葉，樹的根系、樹干、枝葉是同步生長的。樹的生長原理應用到教學上，就是基礎和技能的教學同步進行，甚至先教技能再教理論，在不斷實踐中掌握技能，在技能學習中提高基礎理論。

3 教學模式的特色

發揮優勢和特點，合理定位，形成鮮明的教學特色。多年來，本課程組根據自身優勢和特點，以嚴謹、務實、創新的態度合理定位，圍繞課程系統、教學內容、教學方法、實踐教學和教學管理等方面進行教學改革，努力提高教學質量，形成比較鮮明的特色。

3.1 建立1個體系

本門課程承接程序設計基礎和操作系統等專業課程，介于計算機硬件和軟件之間，起到承上啟下作用。因而在課程設置、進度安排、教學內容等方面合理組織，建立一個完善的承上啟下課程體系。

3.2 強調2個結合

強調理論與實踐相結合、教學與科研相結合，強化學生的基本知識的訓練和基本技能的培養。

3.3 完善3個方式

教學方式靈活多樣，課堂教學以啟發式為主，引導學生積極參與；實現以教師為主導、學生為主體的教學模式；借助網絡工具，拓展學生主動學習的擴充性資料，學生和教師能夠在網上完成大量的輔助教學活動，使教師和學生在課堂外也能進行充分的交流和溝通。

3.4 確保公平考核

成績考核形式多樣，筆試部分以期末考試為主，占總成績70%；實驗占20%，實驗及課程設計以答辯形式來完成，給出成績；作業及出勤等平時考核占10%。

4 總結

由于數據結構課程內容抽象，以及農業院校計算機專業學生基礎知識薄弱且編程能力較弱的原因，數據結構教學一直面臨較多的困難。筆者針對多年的數據結構課程教學實踐和經驗，提出符合農業院校計算機專業的數據結構課程的教學模式，在教學實踐中取得良好的效果。

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