“數據結構”課程的教學探討

王占鳳程 靖方 周

（1 巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

（2 安徽農業大學，安徽 合肥 230039）

“數據結構”課程的教學探討

王占鳳1程 靖2方 周1

（1 巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

（2 安徽農業大學，安徽 合肥 230039）

數據結構是關于數據存儲、數據組織方式、數據關系等方面的計算機專業核心課程，文章從數據結構課程教學角度探討教學中所存在的問題，并對數據結構教學內容和方法進行歸納，提出解決思路。

數據結構；教學內容；教學方法

1 引言

當今計算機所研究的對象已經從單一的數值，向字符、圖像、表格、視頻等具有特定邏輯關系的非數值型數據轉變。這一情況直接改變了數據結構研究對象，即研究對象將從單一的數值型數據轉變成復雜的非數值型數據。由于數據結構教學中普遍存在研究對象的抽象化、復雜化理論知識，使得學生入門難，思維建立難。為此，如何提升“數據結構”教學質量，引導學生熟練完成各種算法構建和程序實現是課程教師的主要任務。本文結合數據結構教學情況進行了探討。

2 教學中存在的問題

在計算機專業眾多課程中，數據結構一直處于核心地位，但其抽象的知識結構，復雜的前驅課程，使得數據結構成為課程設置中既難教又難學的一門專業基礎課程。目前該課程在教學中主要存在以下問題：

2.1 抽象復雜的課程內容

數據結構課程的抽象性主要體現在抽象的數據邏輯結構；抽象的算法與可執行程序的轉換；抽象的偽代碼描述算法思想等方面[1]。同時，抽象的理論知識還要求任課教師在有限的課時內完成教學任務，客觀上從教和學兩方面均增加了難度。

2.2 難以入門的課程實驗

多數高校培養方案是先設置程序設計前驅課程[2]，普遍采用面向過程的C語言。而當今社會應用多為面向對象的語言，這種設置方案與社會需求的偏差導致學生產生疑慮和抵觸情緒，使得原本抽象的學習內容和課程實驗，在教學初期就進一步增加了難度，學生難以入門。

2.3 難以理解的課程設計

高校數據結構的實驗大綱中都明確學生在掌握理論知識的基礎上，利用程序設計語言解決基本的實際問題，以實驗課教學的形式上機實現小型設計實例。既能加深學生理解數據結構理論知識，又能促進學生熟練運用程序設計語言。而實際的教學難點是多數學生在未建立計算機程序設計思維的情況下便進入“數據結構”的學習。尤其在實驗課中尤為明顯，導致學生很容易失去信心。

2.4 單調乏味的教學模式

目前，數據結構課程主要是以理論教學為主，實驗課程為輔的傳統教學模式。一方面，理論課主要講授各種邏輯結構的算法分析與設計，較少采用案例教學、啟發式教學和任務驅動型教學法，缺乏互動式教學模式。很難建立起學生對理論知識學習的興趣。另一方面，實驗課程主要實現基礎知識的驗證性實驗，缺乏與實際問題相聯系，即使在實驗之后，學生會仍然迷茫學習數據結構的意義之所在。

2.5 畏懼排斥的學習情緒

抽象的理論知識和復雜的編程實驗導致多數學生產生一定的畏懼排斥情緒，如何激發學生的學習興趣，建立主動學習的氛圍，成為該課程教學的主要目標。根據教學經驗，學生的畏懼排斥心理主要源于前驅課程的薄弱，沒有掌握良好的編程能力和抽象數據分析能力，以至于加大了教師消除學生畏難情緒的難度，嚴重影響“數據結構”的學習效果。

2.6 課程考核的局限性

多數高校數據結構課程考核僅局限于期末的閉卷理論考試，忽略了考察學生的實踐能力。盡管算法分析設計題在試卷中占有較大比重，也僅限于考察學生的算法思維能力，能否調試運行也都無法定性討論。特別是，這種考核方式也誤導了學生的學習重心，重理論知識，輕編程實驗能力，無法全面、準確衡量學生的知識水平。

上述問題的形成既有學生自身學習的內在原因，也有課程教學、引導的外因。本文將從教學實踐中研究“數據結構”的教學方法和經驗總結，探討新的教學思路。

3 教學過程中需要探討的問題

3.1 教學內容的調整

數據結構課程教學內容難點多、關聯性強，如何在有限的課時內對課程合理編排，并提升教學效果，為此，必須對教學內容精心細化，學練結合。

3.1.1 重在基礎，突出重難點

根據數據結構課程特點，授課教師應重在基礎，突出重難點。從實際教學情況出發，對教學內容做合理提煉，能使學生緊扣重點，觸類旁通。本課程的教學內容主要分布在以下模塊,如表1所示，其中給出對應知識點的算法分析和設計。

表1 數據結構常用算法教學知識點的分布

3.1.2 多元化的語言描述

目前，多數社會應用軟件開發使用面向對象程序設計語言，而高校教學為引導學生打牢專業基礎，多采用面向過程式設計語言。為拓寬學生視野，增加學生學習興趣，在教學過程適當使用對象式語言編譯算法。但必須向學生明確,建立算法思維是主要目標，語言種類只是方法。

3.1.3 因材施教

高校專業課程對教學方法具有導向作用，完善的教學大綱和培養方案，應根據關聯課程開設情況和學生前期課程掌握情況為基準，在教學過程中應增加示范教學。授課過程適當采用動態調整的教學思路，進行因材施教，將使學生對抽象的算法進行更深刻的認識，從而達到更好的教學效果。

3.2 實踐環節的設計

數據結構是一門理論和實踐并重的綜合性課程[3]，只有加強實踐編程教學，才能加深對抽象理論的理解。因此，實踐教學成為數據結構課程的必要環節，實驗方案合理的安排，有利于學生的理解和掌握。同時，還應根據不同的學生素質和不同的培養目標進行設計不同的實驗方案，才能達到理想教學的效果。

3.2.1 實驗內容的設計

數據結構實驗主要目的是通過實踐來培養學生分析問題、算法設計、實踐驗證等能力。幫助學生獨立于數據結構教科書，結合實際應用要求，通過詳細的實例分析和循序漸進式描述來啟發學生。實驗內容以順序安排教學課程為基礎，在后續試驗中逐步引用前述實驗內容，不僅能全面、直觀的向學生呈現學習成果，還能加深前期學習內容的理解和運用。例如，一元多項式的運算，就可以很好的聯系學生對加減乘進行實現，又練習鏈表的存儲和鏈表的合并等相關知識。

3.2.2 實驗課的合理安排

實驗時間合理的安排是實驗效果的有力保障，主要涉及課時量和時間節點兩大因素，在條件受限的情況下，一周至少確保安排兩節至四節實驗課。授課教師在確保試驗內容的情況下，應詳細記錄學生的常見錯誤，并及時更正學生不良編程習慣。

3.2.3 實驗課教學方法的改進

為了讓實驗教學達到預期目標，應從細化整個試驗規程入手，尤其強調試驗準備期的重要性：授課教師應提前發放實驗資料，督促學生利用課余時間吃透試驗內容，所用知識點和操作難點；在試驗課中，教師必須抽出適當時間以互動式教學，指導學生正確使用基礎算法，避免學生思路不清，錯用、亂用各項知識；在實驗完成后,老師一定要檢查學生的完成情況,特別是要避免只看結果，忽略內容的常見考核方法，強調試驗報告實時提交的原則，仔細批閱實驗報告內容，找出共性問題，再反饋教學。

3.3 教學方法的探討

“數據結構”抽象性和理論性較強，多數學生短時間內既不能深入理解理論知識，更難形成算法思維，學起來枯燥、無味。為此，需要靈活運用多種教學方法，以激發他們的學習興趣和積極性，培養其分析、解決實際問題的能力。

3.3.1 多媒體輔助教學

“數據結構”課程涉及到形式語言與自動機理論，主要包括一些經典的語法、語義分析算法。這些理論和算法抽象復雜，不易理解。為此，需要借助多種輔助教學手段，如CAI課件、CAI教學系統和教學網站等。這樣可以把抽象的理論形象化，把知識講解化靜為動，寓教于樂，培養和激發學生的學習興趣。

3.3.2 師生互動式教學

教學是由“教”與“學”兩方面構成的，師生互動才能“教”“學”相長，提高教學效果[4]。在課堂上，應采用“啟發式”“討論式”“提問式”等多種教學模式，以拓展學生思維，引導其積極思考；課后，適當利用網絡平臺，以多樣的形式及時獲取學生對教學活動反饋建議，以便及時發現問題，及時調整教學進程。作為補充，授課教師可周期性的組織研討會，一方面是答疑，另一方面逐步介紹編譯領域的新問題、新動向，不斷提高學生學習積極性。

3.4 理論與實驗教材的建設

“數據結構”經典教材比比皆是，適合我院學生實踐能力的實驗教材卻不多，根據實驗課程內容的設計，有必要編寫“數據結構”課程實驗教材。

3.5 慕課的興起

網絡化教學已經是目前較為流行的一種良好的教學手段。根據慕課搭建的網絡教學平臺，可以實現網絡化學習的各個環節。慕課是針對目前中國高校而定制搭建的網絡學習平臺，可以很好的實施多教學模式，實現碎片化學習，真正使用互聯網互動學習。數據結構課程可以利用慕課網絡教學平臺來豐富學生學習的內容，同時增強學生學習的興趣。

4 結束語

數據結構在計算機專業及其多學科交叉專業中的地位是不可撼動的。通過數據結構課程的學習，可使得學生獲得對實際問題的分析和設計的初步能力，為后續算法分析與設計這門課程起到鋪墊作用。結合多年的實踐教學經驗，在此分析了“數據結構”課程教學中提出的六個問題，期望在今后的教學中能達到較好的教學效果。

[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，2008:3-5.

[2]張敬芝.數據結構課程教學改革研究[J].長春師范學院學報，2005，（3）:8-10.

[3]蘇仕華，魏韋巍，王敬生，等.數據結構課程設計[M].北京:機械工業出版社，2009:2-5.

[4]吳其林.“編譯原理”課程的教學探討[J].電腦知識與技術，2012，（2）:408-410.

A BRIEF DISCUSSION ON THE TEACHING OF DATA STRUCTURE

WANG Zhan-Feng1CHENG Jing2FANG Zhou1
（1 Chaohu College,Chaohu Anhui 238000）
（2 Anhui Agricultural University,Hefei Anhui 230039）

Data structure is the core course of computer major on data storage,data organization and data relationships.The paper discusses the problems existing in the teaching from the perspective of data structure course teaching and summarizes the teaching contents and methods of data structure,with the corresponding solutions put forward.

Data Structure；Teaching content；Teaching method

G642.0

A

1672－2868（2016）06－0111－04

責任編輯、校對：李 曉

2016-10-12

安徽省高校校級教學研究項目（項目編號：ch13kcjgxm24）；國家自然科學基金項目（項目編號：11401056）；安徽省高等學校省級教學研究項目（項目編號：2015jyxm325）；安徽省校企合作實踐教育基地項目（項目編號：2015sjjd021）；安徽省高校省級教學研究項目（項目編號：2014jyxm331）；安徽省省級特色專業（項目編號：2013tszy020）；巢湖學院人才培養模式創新實驗區（項目編號：ch12syq02）

王占鳳（1984-），女，安徽六安人。巢湖學院信息工程學院，講師。研究方向：數據挖掘和信息安全。