計算機科學與技術第二專業“數據結構”課程教學探討

袁援

摘要：計算機科學技術第二專業教育是一種擴展信息類課程影響力的重要教學環節，而數據結構是該教學環節中的核心課程，如何提高數據結構課程在第二專業教學中的質量和效果是辦好第二專業亟待解決的問題，但目前對第二專業數據結構課程的教學探討和經驗交流還比較少。本文從作者的實際教學經驗出發，對計算機科學與技術第二專業數據結構的教學做了一些探討，在分析這一教學環節特點和存在問題的基礎上，總結教學中的一些經驗，并從學習導向、教學內容、教學方式和手段幾方面提出改進這一教學環節的新措施。

關鍵詞：計算機科學與技術；第二專業；數據結構

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2012）07-0045-02

為滿足一些學生跨學科的興趣并普及計算機學科的學習，國內很多高校計算機科學與技術專業都面向非計算機專業的學生開設第二專業（下文將計算機科學技術第二專業簡稱為第二專業），通過對數據結構、計算機組成原理、軟件工程等計算機主干課程的學習，可使非計算機學科類專業的學生掌握主修專業的同時，學習并掌握一定計算機學科的專業基礎理論，可培養跨學科的復合型人才。

“數據結構”課程是程序及軟件設計的理論基石[1]，是計算機學科的核心基礎課程，各高校都非常重視“數據結構”課程的教學和教育改革[2]，在計算機專業的教學計劃中，“數據結構”一般都被列為核心課程[3]。學習數據結構時，概念和算法不易理解，技術、方法和原理不易掌握，從不同學校的課程教學過程和效果來看，普遍存在難教、難學、難用的問題[4]。即便是計算機學科的學生學習起來都會感到頭疼，更何況專業基礎較薄弱、實踐經驗稍遜的第二專業學生。如何提高數據結構課程在第二專業教學中的質量和效果是辦好第二專業亟待解決的問題。

就目前而言，對第二專業學生數據結構課程的教學經驗交流和探討還比較少，筆者以從事第二專業“數據結構”教學的實際經驗出發，結合自己多年從事計算機專業數據結構教學的經驗，為提高該教學環節的質量做些探討。

一、教學特點

當今信息時代，各個學科相互交叉、滲透，已沒有明顯的學科邊界，計算機已融入到幾乎每個學科中，各學科的高速發展已離不開信息技術為其帶來的便利，甚至文科類學科也將由計算機提升其效率，比如，法學中的電子取證，美學中的電子設計。為使自己能在本專業范圍內有更大的發展，選修第二專業的學生通常不滿足于自己對現有專業的學習現狀[5]，欲在學習計算機技術的基礎上，在本專業的發展前沿上走得更遠，期望自己成為未來社會的復合型人才。與計算機本專業的學生相比，他們對計算機課程的系統化學習具有如下特點：

（1）學生大多來自文科，對符號不太敏感，不太習慣工科的基于邏輯分析的學習方式；（2）選修第二專業的學生

大都是在專業領域中比較有思想和追求的，學生往往對計算機系統學習的期望值比較高，開始學習時熱情都比較高漲，通常對計算機領域充滿憧憬，學習熱情比較高；（3）前導課程較少，在計算機程序開發方面有一些開發經驗，但比較少。

基于這些分析，在第二專業數據結構課程的實際教與學的過程中，由于課程本身入門的起點比較高，學生對課程困難估計不足，在學生準備不充分的情況下可能表現出厭學情緒，這時教與學雙方都會感到比較吃力。出現上述問題時，如果采用與計算機本專業學生類似的方式進行授課可能得不到解決，在授課過程中，應該在不同方面進行教改的嘗試和探究，以全新的方式對待第二專業數據結構的教學。

二、新的教學措施

（一）學習導向

1.以形象思維為主，抽象思維為輔。數據結構中的大部分模型都來自于生活，比如，棧、隊列、樹、圖等，考慮到第二專業學生的實際情況和取向，應將學習中難度大的分析和抽象表達轉換為形象的現實事物，多打比方，多用一些形象、有趣的事例或類比來代替抽象、枯燥的理論陳述，在形象理解的基礎上回歸到數據結構的邏輯模型。

2.注重工科學習模式，切忌概念死記硬背。第二專業學生多為文科學生，平時的學習方法以記憶為主，習慣背誦式的學習方式，多數學符號通常不太敏感，在教學中，應根據學生的具體情況因材施教，讓他們更注重概念理解基礎上的概念記憶。

3.培養團隊學習精神，發揮不同專業的特長。不同專業的學生會從自己的角度去理解同一個問題，比如，對樹的理解，經濟管理專業的學生比較容易將其與社會組織結構做類比，法學專業的學生更容易將其與法規文檔的組織方式做比較，為了使不同專業的學生都對同一問題有更準確的理解，教學時應該注重培養學生的團隊學習精神，在一個團隊中彼此交流思想和想法，發揮不同專業的特點和特長，盡量將不同的想法統一到數據結構的抽象模型上來。

（二）教學內容

1.首先注重廣度，其次注重深度。“數據結構”課程理論性強，重點部分比較抽象難于理解。第二專業數據結構教學一般不會開太多課時，在兼顧學生基礎和編程能力的基礎上，教學內容和教學計劃應在計算機專業數據結構教學的基礎上做適當調整，教學應該考試首先覆蓋教材中的重點概念、模型、算法，強調數據結構內在的邏輯關系。在學生掌握好一些通識性概念的基礎上，再對概念做一定的展開并加深其應用，逐漸潛移默化地培養學生解決應用問題的思維能力。

2.強調課程體系，加強語言理解。為使第二專業學生能系統地理解各種數據結構之間的區別與聯系，從而從系統地角度把握這一課程，在授課過程中，應以課程體系結構為主線，時刻注重章節之間的關聯和承上啟下的關系。比如，講完線性表、棧和隊列、字符串等內容后，對線性數據結構做總結，并闡明線性數據結構與樹型、圖型數據結構之間的異同，并說明它們在課程體系中的地位。

關于數據結構比較新的教材中的算法描述大都是基于C或C++語言的，考慮到第二專業學生的語言基礎不太好，本來很簡單的數據結構和算法思想，可能由于學生對語言理解的畏難情緒而增大掌握數據結構課程的難度。因此，可以在講解數據結構正文之前，系統地講解一些關于C語言的重要知識，同時在講述具體算法中的特定語句時，強調并分析該語句，克服學生的語言障礙。

（三）教學方式和手段

1.理論教學和案例導學并重。由于數據結構對其他課程的理論指導作用，基于理論分析的教學方法在第二專業數據結構教學中是必不可少的，大部分第二專業學生在看到教材中大量符號后會得出一個錯誤認識，認為它是一門純理論課，事實上這門課程對實際應用也具有很強的指導性。因此，應盡可能結合具體應用案例講解知識點，這樣學生學習更有目的性，教學效果也會更突出。

2.組織課堂討論，形成教學互動。數據結構中有一些在認知上容易混淆的知識點，并且需要對某些知識點進行對比，例如，比較各種排序方法的特點。第二專業學生習慣被動接受數據結構課程知識，可能不能首先對這些問題做積極性思考，此時，教師可采用教師引導與學生分組討論相結合的方法調動學生的積極性和參與意識。對一些典型題目可邀請學生上臺解答，做題過程中臺下同學可提出異議或修改意見，針對同一問題學生可展開廣泛討論，直至教師給出評判結果并闡明理由為止。這些方法都可以讓學生在團體協作中發現新問題并逐步完善其考慮，加強理解和記憶過程，形成教與學的互動，從而大大激發學生學習的興趣和自信。

三、教學效果分析

筆者于2010—2011第二學期承擔重慶郵電大學計算機學院計算機科學與技術第二專業數據結構的教學任務（教學任務1），2011—2012第二學期正承擔同樣的教學任務（教學任務2）。文中的分析及教學措施源自教學任務1的教學體會，由于學評教效果及學生的實際掌握情況較好，現正將這一方法用于教學任務2。教學實踐表明，新措施能使學生在有限的時間內克服專業缺陷感和對程序開發語言的畏懼感，能明顯提高學生的學習興趣，有利于調動學生的學習積極性和主動性，并幫助學生在有限的學時內較快掌握該門課程。

筆者正在教學任務2中擴展性地應用教學任務1的新措施，并結合自己在計算機本專業數據結構教學中的經驗對新措施進行調整，在今后的教學中將進一步提高類似課程的教學質量，鞏固教學效果，將新措施由點推廣到面，并期望能擴展到計算機科學與技術第二專業教學的其他課程中，以起到一定的示范作用。

信息類課程的教學必須適合時代的發展，計算機科學技術第二專業的教學正是這種要求的體現。計算機科學與技術第二專業的教學難度比較大，只有在教學中注重教學方法的改進，才能更好地實現非計算機專業人才的培養目標，擴大計算機的影響力。

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，1997：1-2.

[2]葛云生.“數據結構”課程教學改革與探索[J].高教論

壇，2010，(1).

[3]杜作陽.數據結構教學改革的研究[J].高教論壇，

2007，(6).

[4]葉雙，吳清江.提高“數據結構”課程教學效果的方法初

探[J].高等教育，2009，(3).

[5]白振旭，錢美年.高等院校二專業教育情況探析[J].中

國科教創新導刊，2009，(26).