數據結構應用型教學實踐改革

摘 要 本文從激發學生學習興趣、加強創新意識和提高實踐能力出發，依據數據結構本身的課程特點和現有的教學條件，全面闡述了如何圍繞課程目標改革教學內容、創新學習模式、豐富教學方法、優化考核體系等內容，提出了一套相應的教學改革措施，并取得了較好的效果。

關鍵詞 數據結構 應用型教學 教學改革 優化考核

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Application Teaching Reform of Data Structure

Abstract According the course's characters and teaching conditions at present， this paper introduces how to reform teaching content， innovate study model， enrich teaching methods and optimize evaluation system which centre on course target in order to stimulate students' study interesting， enhance initiative spirit and improve practical ability. This method has been achieved a good effect.

Key words data structure； application teaching； teaching reform； optimize evaluation

數據結構是計算機及相關專業的核心課程，它通過介紹數據在計算機中的表示、組織和處理為基礎，為學生提供解決實際問題可用的數據類型、邏輯關系、存儲結構及典型算法等技術。通過該課程的學習，不僅有利于培養學生的計算機程序的思維模式，更能提高其思考問題的邏輯性、完善性和嚴謹性，從而切實增強學生獨立解決問題的能力。

然而，由于該課程本身所具有抽象性、算法易變性及對前期編程語言課程的依賴性等特點，在長期的教學過程中，普遍存在教師難教、學生難學、教學低效的問題。究其原因主要有：一是在教學中學生缺乏自主學習意識， 不愛思考、不愛動手； 二是對基礎知識的傳授時，缺乏對知識點實際應用的支撐；三是忽視對課程內容的全局把握，割裂了知識點之間的聯系， 學生只會編寫一些簡單的程序，而缺少綜合應用的能力。針對上述現象，我們提出了應用型的教學改革方法，并在實際教學過程中，取得了良好的效果。

1 明確教學目標，改革教學內容

應用型教學方法，是以實際的項目應用為驅動，解決實際的應用問題為目標，在應用中學，在學中應用的新型教學方法，旨在培養不僅掌握了課程理論知識，更會靈活應用的技術人才。

數據結構是以抽象數據類型（ADT）為核心的課程體系，在實際的教學過程中，建立以滿足應用需求為導向，從基礎理論、抽象概念、應用設計的三個環節，注重圍繞ADT建立數據對象的邏輯結構、存儲結構和操作方法有機聯系的施教方案。數據結構內容繁多，不可能也沒必要完全按照教材的內容組織教學，而是要根據授課學生專業基礎水平有效把握整個課程的基本原理、關鍵算法、重點內容，提煉出每章、每節的知識框架，同時，為重要的知識點設計學生們感興趣又能解決實際問題的應用。①比如，在講解線性表時，以制作班級的通訊錄作為應用驅動，圍繞ADT展開思考，具體內容包括采用何種類型的數據結構，系統提供什么樣的功能，相對合適的物理存儲方法及具體的實現步驟，在整個過程中，學生需要分析解決問題的關鍵，討論涉及到的知識點。由于對這樣應用學生很容易有一個感性的認知，因此便于把書本上抽象化的術語變成形象化的理解；又如，針對最短路徑的教學內容，我們以編寫校園地圖為應用驅動展開討論，借助與日常生活息息相關，并可進行實際使用的設計去激發學生的興趣。整個學習實踐的過程，不僅增強了學生對理論知識點的理解，也訓練了他們思維的嚴謹性和分析問題、解決問題的能力，更讓學生享受學以致用帶來的成就感，形成一個學習的良性循環。

2 優化教學方法，激發學習興趣

教學方法是教學基礎理論的具體化，也是教學經驗的表現形式。目前，國內外有影響的現代教學模式主要有：②

（1）掌握學習模式：強調個別化教學，利用及時反饋和強化作為控制教學的有效手段，而編寫得當的習題是獲得反饋的重要途徑。

（2）發現學習模式：首先提出問題，帶著問題意識觀察具體事實，然后再上升到一般的概念。

（3） 范例教學模式： 教師用特例具體直觀地闡明 “個體”的具體特征；根據范例“個體”的知識推論特點，分析掌握整個 “類別”事物的特征，使對“個體”的認識上升為對“類別”的認識，從而掌握其規律和范疇，認識更為抽象或總結性的規律。

在實際的施教過程中，可通過對課程的學時、教學任務、學習情況及教師自身特點等因素的綜合考量，形成一個最優化的教學模式，并采用多種方法去實現這個模式，提升教學效果。首先，教師在每次課前，需要明確本次課程目標，需要解決的問題，求解該問題的方法和策略及其適用領域。其次，在教學過程中，合理使用黑板板書和多媒體技術，由于多媒體教學具有信息量大，呈現快速、表現直觀的特點，對于需要學生跟隨教師一步步思考、推導和互動的知識點則選用板書效果更佳，而對于一些概念、定義或是程序動態效果的演示用多媒體教學不僅節約了時間，更是彌補了黑板表現力不夠的缺陷。當然，不管采用何種方式，都要確保教師和學生才是課堂的主體，采用啟發和探索式的教學方法，讓學生去理解、思考、互動、應用才是我們需要的教學效果，而不是讓學生看屏幕，抄筆記。除此之外，可安排適當的課時，進行課堂上的現場算法設計和程序調試，實際教學效果表明，這樣一個完整的過程不僅能使學生了解知識點的應用方式、實現的功能、可能出現的問題及調試的方法，對加深對知識點的理解亦是大有裨益，同時也可避免學生在剛開始獨立編程時無所適從的困境。

而針對學生普遍暴露出不愿深入思考、不愛動手實踐的問題，則需要教師強化學生的主體地位，并提供學生感興趣的應用課題，比如可通過參與教師的科研項目、選擇創新實驗、結合課程設計、參與程序設計大賽或自薦課題等幾種方式，盡力確保每位同學都有參與的興趣點，并在實施過程中，推行小組協同學習的方式，充分發揮集體智慧， 互相學習，共同討論、協同合作，達到一起進步的最終目的。③分組學習是促進學生思考、交流的有效手段，而教師對學生學習狀況的及時反饋和指導又是激發學生自主學習的有力保障，除了課堂之外，教師可通過電話、EMAIL、課程網站等多種方式加強與學生的交流，當然，作為教師不能固化思想，因為算法靈活多變的特點，需要肯定學生的設計想法，即便是一些設計比較粗糙的算法，也應看到其可圈點之處，給出中肯的建議和意見，保護學生的原創性和積極性。

除此之外，也可借助外力從課程的作用上來激發學生的學習興趣。目前，不少學生的學習帶有一定的“功利性”，認為有用的就學，沒用的就不學。而數據結構“功利性”方面作用并不直觀， 為此， 我們邀請部分企業的資深工程師為學生做講座，探討數據結構在實際工作中的作用及其應用的領域，從就業這個角度明確學生對數據結構的學習目的。

3 充分利用資源，優化考核體系

隨著網絡技術的發展和學院對開放實驗室建設的完善，教師在督促學生保證課堂學習之外，更要引導學生充分利用這些課外資源。

第一，要充分利用本課程網站資源，在該網站上，不僅提供了本課程的教學大綱、教學日歷、教學課件、相關參考資料等靜態資源，更重要的是提供了一個交流的平臺，每個小組可通過課程網站選擇本組的應用課題，并將實現這個課題的整個過程都在網站上展現出來，包括對問題的分析、實現方案、遇到的困難、解決的辦法、算法性能評價及開發心得等等以發帖的形式記錄下來。教師或別的小組均可參與討論，并對帖子的可借鑒性進行評分。這個方法有效地促進了學生深入思考問題的主動性、確保學生按進度完成課題的有效性，同時也讓教師能更好地掌握學生真實的學習情況，發現存在的問題，及時調整教學進度和內容。第二，可充分利用教師的科研資源，選擇部分學生參與任課老師或是同一教研組其他教師的科研項目，科研項目對學生的誘惑力更大，當然要求也更高，這個雙贏的選擇讓師生之間有更多的思想碰撞，讓學生有更多的實戰機會。第三，積極鼓勵學生參加程序設計大賽，既是對自己能力的一個挑戰，也是一個與更多兄弟院校的學生進行交流的機會，既可以站在學術研究的高度，把握算法研究的發展動態，也是對學生查閱資料和文獻的能力一個提前訓練。

當然，隨著學習方式的多樣化，對學生考核制度也應作出優化：擯棄傳統的一張試卷“紙上談兵”評價模式，加大實際應用能力在考核中所占的比重。學生的考核成績更加多樣化：課堂表現、平時作業、試卷成績、小組內部考核、課程網站評分、項目導師評價等幾部分都是考核的內容。這樣的考核方式有利于培養學生的團隊協作能力和溝通能力，貫徹公平性原則。有助于學生改變學習方式和學習側重點， 將更多的精力集中于實踐能力的培養。④

4 結束語

根據數據結構的課程特點，介紹了應用型教學方法，該方法在激發學生的學習興趣和培養學生的應用能力等方面取得了明顯的效果，學生的編程能力和邏輯思維得到了全面提高，合作意識和創新能力得到了增強。在今后的教學中，我們也將不斷完善，結合專業實際把新的教學方法和手段帶進課堂，以期更好的教學效果。

注釋

① 余臘生，石獻.基于創新理念的數據結構教學方法探討[J].計算機與信息技術，2006（11）：110-114.

② 范惠林，趙思宏.研究性教學模式在專業課程中的應用[J].現代教育科學，2002（11）：44-46.

③ 楊種學.研究型教學法在數據結構課程中的應用研究[J].計算機教育，2007（1）：55-59.

④ 王冰.C語言程序設計教學方法探討[J].計算機教育，2009（2）：142-144.