“數據結構”課程教學改革思考與探討

高賢強?化希耀

摘要：“數據結構”在計算機學科中是一門綜合性強的專業基礎課程，是介于數學、計算機硬件和計算機軟件三者之間的一門核心課程。從教學過程中存在的各種問題出發，思考和探討了深化教學改革的方法、途徑，為進一步提高課程教學質量提供借鑒。

關鍵詞：數據結構；核心課程；探討；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0110-02

課程是高校人才培養的關鍵，課程教學質量是直接影響人才培養質量的核心要素。[1]“數據結構”課程是計算機程序設計類課程的基礎，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，也是計算機專業的核心課程。它所包含的內容與提供的方法，無論對學生進一步學習計算機領域的其他專業課程，還是對教師今后理論研究、軟件開發和技術管理都發揮著重要的作用。[2]因此，教好這門課程是擺在教學工作者面前的一個課題，是教學工作者面臨的一個挑戰，也是教學人員一直探索的目標和努力的方向，同時對促進學科建設和計算機專業的進一步發展，會帶來積極的影響和一定的現實意義。

一、課程教學目標和要求

本課程的教學目標為：通過對本課程的教學，使學生學會分析各種數據結構的特性，以便為涉及的數據選擇適當的邏輯結構、存儲結構及相應的算法，具備各類算法的時間分析和空間分析的能力；培養學生具備一定的數據抽象能力，能將抽象的邏輯思維轉化為具體的實踐，為后繼學習面向對象語言（Java、C++）打下堅實的基礎。

學生通過學習該課程后主要應掌握以下內容：第一，掌握面向過程的一般程序設計的基本原理和方法；第二，理解各種抽象數據類型的原理、性質，能正確處理抽象數據類型的基本算法；第三，理解各種數據結構的特點，能根據數據結構熟練進行運算和處理；第四，針對不同數據對象的特性，能夠選擇適當的數據結構和存儲結構以及相應的算法，解決實際的問題。

二、教學過程

“數據結構”課程教學過程中存在的問題表現在四個方面。

1.課程安排不合理

“數據結構”課程在塔里木大學（以下簡稱“我校”）針對計算機科學與技術專業本科生第5學期開設，64學時，其中理論學時46，實驗學時18。在學期安排上，筆者認為本課程作為一門基礎類核心課程，宜早開設，以使學生能盡早應用本課程學習的核心算法，使學生具有更多的時間從事較大型科研項目的研究和設計。在課時安排上，64學時的安排對漢族本、專科學生來說是可以的，但對民族本、專科學生來說，學時偏少，畢竟民族學生的基礎知識較漢族學生差一些。更重要的是大部分教師授課采用的是普通話授課，少數民族學生存在語言障礙，更加劇了本課程學習的難度。課程設計方面，安排在16周后，根據學校校歷安排，17周學院應組織專業課程期末考試，19周是學校教務處組織的期末統一考試時間。這就意味著，學生課程設計的同時，要備考學院、學校課程的期末考試和英語四六級考試。這種情況下，學生課程設計往往達不到要求。

2.部分學生認識不足

在教學過程中，盡管各授課教師都會強調本課程的地位以及重要性，但一方面學生認為該課程是一門理論性較強的課程，學習興趣不足，感到枯燥、乏味；另一方面由于學生本身的程序設計能力不足，在學習前導課程如“C語言程序設計”、“Java 程序設計”課程掌握不好或沒能熟練掌握，導致學習“數據結構”課程較為困難。最終，如果教師授課過程中僅僅滿足于講解知識點，而不注重培養學生利用理論知識解決實際問題的能力，學生的學習行為只能是被動行為，為了考試而學習。最后導致大部分學生死記硬背課堂講解的知識點，把一門實踐性很強的課程變成了一門內容枯燥、乏味，需要記憶大量知識點，與實踐完全脫鉤的課程。[3]

3.教學效果不理想

在本課程的教學過程中，長期以來，形成以教師為主體，學生被動學習的傳統教學模式。教師很少考慮學生的實際需要，教學過程嚴格按照教學日歷、教學大綱實施，學生則被動地接受知識。對于“數據結構”這樣一門概念、算法繁多，需要較強邏輯思維能力和實踐動手能力的課程采取這種模式，很難取得良好的教學效果。課程中部分算法的演示利用傳統的粉筆加黑板的教學方式，缺乏直觀效果，難以充分展示算法的動態變化過程，學生難以掌握數據之間的復雜關系。[4，5]近年來，本課程的教學隨著計算機的普及和時代的進步，已經在教學過程中采用多媒體教學，但是大部分教師使用訂閱教材附送的課件，沒有加上自己的思路和創意，仍然不能很好地解決問題。且多媒體授課信息量大，學生聽課強度大，理解困難，這都造成教學效果不佳。

4.理論教學與實驗教學脫節

本課程教學內容抽象、瑣碎、龐雜，涉及很多概念和技術。[6]這些內容在實際應用中又都很重要，而現行的教學計劃實踐課時普遍不足，實驗課安排的實驗項目很難覆蓋課程的所有知識點。以我校計算機科學與技術專業為例，我校實驗學時為18學時，這些學時在安排實驗內容只能立足基本知識。而即使這樣，由于一次實驗內容為兩節課（90分鐘），學生由于程序設計能力不足和算法理解不深，在規定時間內很完成，結果造成實驗教學達不到要求。對于少數民族學生來說，實驗教學內容的設計則更簡單和更趨向于驗證性實驗，學生在實驗之后根本不知道解決了什么問題，造成理論教學與實驗教學均沒有起到應該起的作用。

三、教學改革思考和探討

1.課程安排科學化

課程安排應著眼于專業人才培養方案，更加科學和合理化。制訂人才培養方案時應做好充分調研，選取調研對象具有針對性，應選取該門課程的授課教師和該專業學生。以筆者多年的一線授課經驗和與該課程教師多次溝通與交流來看，課程安排最好安排在第3或第4學期；學時上，漢族學生64 學時，少數民族學生70學時為宜。課程設計安排在期末由于要顧及各類考試，學生不能專心，設計達不到要求，則可以根據學院專業課程情況和學生實際情況由任課教師再行安排。

2.培養學生的興趣

興趣是最好的老師，只有學生對本課程產生了興趣，才能夠變被動學習為主動學習，取得事半功倍的教學效果。[7]在教學的過程中，應經常告誡學生本課程學好可以參加程序設計方面的比賽（“藍橋杯”全國軟件大賽、全國信息技術應用水平大賽、“中國軟件杯”大學生軟件設計大賽），并以歷屆學生參加比賽的成績鼓勵學生。授課過程中教師應理論與實踐相結合，不要講枯燥乏味的理論，使學生對該課程產生恐懼心理。而應該從實際應用出發，通過對實際問題的分析，明確數據結構課程的重要性與實用性。理論課程也應把相關程序運行一遍，讓學生有直觀的印象，激發學生學習興趣。同時可以在實踐環節安排學生利用本課程所學的知識，開發一些感興趣的小程序，比如利用教材第三章“棧和隊列”中棧的先進后出原理和遞歸的含義來開發設計迷宮求解和數據轉換的程序；還可以建立討論組，結合本課程的知識解決一些實際問題，通過實踐進一步激發學生的學習興趣。[3]

3.豐富教學手段

在教學過程中嘗試以學生為主體，教師為主導的教學模式。堅持采用案例式與研討式教學相結合，授課教師課下仔細準備案例，以案例作為切入點，組織學生對案例展開討論，在討論的過程中引導學生發現問題，提出問題。教師參與學生的討論，最后在課堂中集中回答學生困惑的問題，以使學生學懂知識，學會內容。通過這種方式既增加了師生之間的互動，也使學生主動地學習課程內容，調動了學習的主觀能動性；同時學生分析問題、解決問題的能力也能得到逐步提高。[8]教學過程中，適當利用多媒體手段和flash動畫技術，將講授內容變得生動和具體，不但彌補了理論的抽象性，而且節約了時間，增加了知識點信息量的傳遞。

事實上，豐富教學手段并不是呆板使用多種教學方法，而是根據學生實際情況，根據具體授課內容，靈活地多與學生交流、溝通，任何授課教師都必須要根據自身長處，結合學生學習情況，采取適合學生理解、掌握的教學方法。在規定的時間內，把學生教會、教好的方法就是好的教學手法、教學手段。

4.加大實踐教學環節

“數據結構”是一門實踐性很強的課程，培養學生的實踐動手能力是教學的目的之一。因此，實踐教學是本課程教學的重要環節。通過實踐教學，使學生根據所學知識對實踐任務進行分析、抽象、形成解決問題的思路，使問題最終在計算機上得以實現。[8]在這個過程中，學生不僅對所學知識加深了理解，更重要的是培養了學生觀察問題、分析問題、解決問題的能力，對充分發揮學生的主觀創造能力起著重要的作用，因此，實踐教學的深化改革與教學模式創新迫在眉睫。

四、結束語

“數據結構”課程的教學改革是一項長遠的工作，需要不斷思考和探索，在此過程中要關注學生的學習情況、學習興趣度、學生的建議和意見，做到明確教學目的，改進教學方法，更新教學觀念，提高教學質量。2013年，學院審批立項“數據結構”核心課程建設，通過學院重視以及課程組關于深化本課程教學改革的若干思考和探討，相信本課程教學改革會取得更大的進步，教學質量將得到進一步的提高。

參考文獻：

[1]高賢強，吳剛，陳立平.“Java程序設計”課程教學模式探索與研究[J].現代計算機，2013，（10）：28-31.

[2]馬燕.關于“數據結構”教學模式改革的探索與實踐[J].教育與職業，2007，（2）：134-135.

[3]黃現代.“數據結構”課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2007，（8）：38-39.

[4]青宇航.關于“數據結構”現代教學方法的探索[J].教育與職業，2007，（9）：151-152.

[5]周玉林，賴鑫.“數據結構”教改中的問題研究與探討[J].上饒師范學院學報，2008，28（3）：84-88.

[6]邱勁，王平，徐展.“數據結構”課程教學改革與實踐探索[J].西南師范大學學報，2013，38（1）：139-142.

[7]鄒恒明.分而治之為上策：數據結構課程的反思與變革[J].中國大學教學，2011，（6）：53-56.

[8]張麗萍，劉東升，王春暉.計算機應用型人才培養與數據結構課程改革[J].計算機教育，2010，（5）：21-23.

（責任編輯：王意琴）