《數據結構》教學方法與手段的實踐創新

姜火文

(江西科技師范大學數學與計算機學院，江西南昌 330038)

“數據結構”是一門能鍛煉程序設計能力、實踐應用性很強的課程，是計算機科學與技術專業的一門核心專業基礎課。數據結構課程概念多、算法多、知識點多，內容比較抽象，有一定學習難度，教師講起來也比較難講。由于多年從事該課程教學實踐，我不斷改革創新該課程教學方法與手段，收獲了很好的成效。

1 豐富課堂教學方法

《數據結構》教學內容多，學時緊。以往教學以教師滿堂講授為主，課堂上學生思考、練習的機會欠缺，學習過程枯燥，自主學習熱情不高。我們在優化教學內容的基礎上，根據授課內容的不同，分別采用啟發式教學、參與式教學、任務驅動式教學等形式多樣的教學方式以增強教學效果，激發學生學習的主動性。

啟發式教學主要是采用啟發誘導辦法傳授知識、培養能力，使學生積極主動地學習。孔子說“不憤不啟，不悱不發。”體現的就是啟發式教學思想。例如，講到棧的應用，我在講解括號匹配、數制轉換兩個簡單實例的基礎上，進一步以迷宮問題求解思路為例啟發學生理解到應用回溯算法、遞歸算法的一系列問題都可以嘗試用到棧的思想解決，學生的思路一下開闊了。又如在講解二叉樹遍歷的遞歸算法時，我以前序遍歷遞歸算法的講解為例，啟發學生自己去學習掌握二叉樹中序遍歷和后序遍歷的遞歸算法。

參與式教學是教師與學生以平等的身份參與到教學活動中，共同討論、共同解決問題的一種合作式的教學法，其主旨是鼓勵學生積極參與教學過程，讓不同層次的學生都擁有參與和發展機會。例如，在講到圖的最小生成樹，為了讓學生準確掌握prim和kruskal兩種求解算法，我給出一個圖，要求學生分別給出這兩種求解法的求解過程，然后抽掉男女生各一位代表到臺前來給出解答，其他同學可以點評，最后老師總結。這樣讓同學們都積極主動地參與到學習中來，師生間加強了信息交流和反饋，同學們更能深刻地領會和掌握所學知識。

任務驅動教學法是給學生設計一個任務、學生在教師的幫助下，圍繞任務的解決，在強烈的問題動機的驅動下，進行自主探索和互動協作的學習。其實質就是學生“做中學”。例如，講到二叉樹，我布置任務要學生上機輸出一顆二叉樹的三種遍歷序列。學生為了完成這個任務，必須編寫完整程序、在主函數中調用建立二叉樹和遍歷二叉樹的算法。通過該任務的解決，學生不僅深入掌握了二叉樹的存儲、二叉樹的建立算法、二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷算法等數據結構理論知識，還鍛煉了綜合實踐能力，強化了編制和調試較為復雜程序的能力。

2 優化教學內容

數據結構教材內容繁多，針對我們普通應用性本科學生，部分內容可以選擇性講解或不作教學要求，這需要我們根據學習和應用實際優化教學內容。原則是突出不同數據結構的基本概念、存儲方式、基本算法思想及基本應用，著重提高學生的實際動手能力，訓練學生的編程思維、培養學生良好的程序設計風格。主要做法是修訂教學大綱，教學內容以大綱為依據。如，我們修訂后的教學大綱中，“外部排序”和“文件”這兩章;“內部排序”這章中的基數排序、插入排序中的樹形選擇排序;“圖”這章中關于節點和重連通分量等部分內容不作教學要求。“動態存儲管理”、“數組和廣義表”、“查找”這三章，只要求部分內容選講。

3 強化實踐教學

“數據結構”內容是程序設計的重要基礎，課程學習有必要進行大量的編程訓練，所以實驗課是該課程教學的一個必不可少的重要環節。對于實驗教學，我們進行了較大改革:大規模調整了教學內容，適當增加了學時，進一步理清了各實驗目的和任務，針對性設計了基本實驗和綜合性實驗，引導學生結合學校“本科生創新研究項目”的申報與研究。例如，我們將課程眾多知識點有機地分成九個實驗單元，對每單元都精心設計了多個實驗選項，內容盡量參考經典實例選取，同時力求新穎，激發學習興趣;每次實驗要求學生撰寫實驗報告，就實驗問題描述、實現算法描述和調試分析結果等方面記錄實驗過程。通過這些改革舉措，提高了實驗教學質量，學生分析問題、設計算法、編制與調試程序的能力等，得到了更為真實的鍛煉提高。

4 改進考核機制

我們原考核方式的主要特點是:總評成績由平時成績和期末考試成績分占30%和70%構成，平時成績一般是根據上機實驗表現和考勤情況由任課教師給出，期末考試由任課教師出卷閱卷。在近幾年的教學實踐中，我們有針對性地做了一些變革。主要做法是:

⑴重新設計考核方案:總評成績=平時成績×20%+實驗成績×20%(或20% －30%之間，可由任課教師定)+期末考試成績×60%(或50% －60%之間，可由任課教師定)，平時成績由平時考勤、課堂回答、作業與小測驗構成，實驗成績由實驗課考勤、課堂表現和實驗報告構成。新方案做到兩個突出，一是突出實驗考核，二是突出過程考核，讓學生感受到實驗課和課堂出勤及表現的重要性，引導學生重視實踐課訓練和具備良好學習態度。

⑵進一步規范期末試題編制和評卷:①制定了詳細的命題辦法，以條例制度的形式具體規定了命題要求，組配卷要求，評分要求。②建立了審核程序，每份試卷要教師根據命題辦法命題后，先進行規范性自查并簽字確認，再由教研室主任核查并簽字認可，最后由教學院長檢查簽字后密封上交。③課程期末考試后，進行試卷學院自評和試卷分析及教學小結，分析命題質量、閱卷質量、考試結果，總結授課特點經驗及改進措施。

⑶建立題庫，試行教考分離:建立數據結構試題庫，考試從題庫中選題組配卷，考卷對任課教師不透明，平行班級使用相同考卷，由課程組教師交叉閱卷。

5 完善網絡和多媒體輔助教學

利用現代信息技術輔助教學是信息時代的必然趨勢。《數據結構》課程采用了多媒體輔助教學，課件質量是影響多媒體教學效果的一個關鍵因素。我們精心制作了內容豐富、動畫交互性強，融知識性、趣味性、啟發性為一體的多媒體課件，教學過程中，老師重視學生對多媒體教學的反饋信息，重視與傳統教學方式的結合，注重教學效果。揚多媒體課件的形象生動、直觀動感之長，避產生“電影看完無印象”的不良感覺之短，大力推進多媒體教學。另外，我們通過建立數據結構網絡教學平臺，開辟了教學第二課堂，形成了立體化的教學環境。我們將多媒體課件、思考題與習題、授課教案、參考文獻目錄等放置到網上，為學生自主學習提供了有效的文獻資料;通過課程網站，學生獲得教學資源和作業任務等，展開討論和交流，學習積極性和主動性得到了提高。我們日益充實完善課程網站，不斷補充電子學習資源。如:上傳經典教材、習題集、考研題集等，并給出一些精品課程網站鏈接。學生可以在宿舍和實驗室上網訪問，極大方便了同學們學習，很受學生歡迎。

6 結束語

教學有法，教無定法。今后該課程教學還擬作如下改進:

⑴對部分教學內容嘗試使用雙語教學，使學生在學到知識的同時也促進了英語的學習，多接觸專業詞匯，擴大知識面。

⑵進一步打造數據結構精品課程，如:實現精彩授課視頻上網，增加網上知識交流功能，增強師生互動。通過建設精品課，實實在在服務教學，提升課程教學品質。

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［4］和薇，鄭鯤.多媒體教學在數據結構課程中的應用［J］.計算機教育，2009，(04).

［5］卓書堯，鄧奉先.《數據結構》課堂教學初探［J］.科教新報(教育科研)，2011，(15).