應用型本科高校數據結構教學改革初探

劉小飛　李社蕾　李明杰

摘 要 文章分析了當前應用型本科高校數據結構教學中存在的主要問題，結合應用型本科高校學生的特點和就業趨勢，對數據結構教學的各個環節進行了改革探索，包括課程內容及其組織順序的調整、實踐教學的改革、教學方法的改進、注重過程化考核等。教學過程中采用了改進的案例化教學法，加大了實踐教學內容的分量，以實踐促進學生動手能力和思維能力的培養和創新，完善該門課程的理論知識的講解，構建該門課程知識系統。實踐表明，改革后的數據結構課程更符合應用型人才培養的需要，激發了學生的學習積極性，是對應用型本科培養模式的有效探索。

關鍵詞 數據結構 教學改革 教學方法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.062

Discussion on Teaching Reform of Data Structure in Application

-oriented Universities

——Take Sanya University as an example

LIU Xiaofei， LI Shelei， LI Mingjie

（School of Information & Intelligence Engineering， Sanya University， Sanya， Hainan 572022）

Abstract This paper analyzes the main problems existing in the current application oriented university teaching in data structure， combined with the characteristics and trend of employment of applied undergraduate students， each part of the data structure of the teaching reform， including curriculum content and organization order adjustment， practice teaching reform， improve teaching methods， pay attention to the process of assessment etc.. In the teaching process， case teaching method improvement， increase the teaching content of the components， and promote the cultivation of students' practical ability and innovative thinking ability in practice， improve the course of the theory of knowledge， the construction of the course system of knowledge. Practice has shown that the reform of the data structure curriculum more in line with the needs of application-oriented personnel training， stimulate the enthusiasm of students， is an effective exploration of application-oriented undergraduate training mode.

Keywords data structure； teaching method； teaching reform

0 引言

作為軟件工程和計算機科學等專業的必修專業基礎課程，“數據結構”是程序設計和軟件開發的主要工具和核心構件，處于計算機學科中的基礎戰略地位。我校緊緊圍繞特色鮮明的應用型本科高校的辦學定位，以培養高素質應用型人才為主線，不斷推進教學改革，提升學生的創新創業能力。本文對“數據結構”課程教學模式的探索，將基于對應用型本科人才培養模式的理解，以應用型人才培養為改革目標，從而完善數據結構課程教學模式。

1 應用型本科數據結構教學現狀分析

筆者通過近幾年在數據結構課堂上的實踐教學，對遇到的一些重要問題，歸納總結如下：

1.1 數據結構的先導知識沒有完全掌握

數據結構重要的先修課程就是C語言程序設計，相較于重點高校學生，應用型本科高校學生的基礎會偏弱一些，而且往往沒有養成良好的學習習慣，也缺乏探索鉆研的主動性。教學實際情況表明，大多數學生的C語言學習效果不佳。數據結構中會頻繁用到函數、指針和結構體等C語言中非常重要的概念，這些概念在現有很多C語言教材中都是后面幾章的學習內容，學生在C語言學習的后段往往表現出倦怠的情緒，沒有對這些知識進行良好的掌握。這些先導課程中的概念性知識沒有掌握，會導致學生在剛接觸這門課程時就處于落后狀態，學生覺得力不從心，就會逐漸失去學習興趣。

1.2 教學用書內容繁雜，且不夠生動形象

“數據結構”這門課程的教學用書，一直選擇清華大學嚴蔚敏老師的《數據結構》一書，該教材理論完善，邏輯性、抽象性強，是數據結構的經典教材。但對于民辦高校的學生來說，該教學用書的理論較為艱深，所有教材中的案例都使用了算法設計語言進行描述，這是本書的一大特色。但對于沒有完全構建程序設計思想，且編程能力偏弱的學生來說，想將教材中的案例轉換為可以實際運行出來的程序，顯得非常吃力，這不利于學生實踐能力的培養和提高。endprint

1.3 實踐課時不足，學生實踐能力欠缺

與理論課時相比，實驗課時所占比重較低，沒有充足的實踐教學時間，再加上學生沒有良好的學習習慣和學習熱情，這直接導致學生在學習過程中理論和實踐脫節，更遑論能否取得良好的實踐教學成效。有很大一部分學生在課堂上即便已經理解了教師講解的知識點，但當遇到實際問題時卻覺得無從下手，不知道該利用哪些數據結構的原理進行求解，也無法體會數據結構的實際應用價值，進而失去學習興趣。

2 教學改革探討

數據結構課程內容多、概念多、方法多、邏輯性強、高度抽象、實踐性強。許多學生感覺數據結構枯燥難學，雖然知道不少數據結構的概念，但在真實問題上使用數據結構卻頗感吃力或不知所措。根據我校學生的培養目標，通過近幾年的實踐教學經驗，要想提高實際教學質量，可以采取以下幾個改進措施：

2.1 調整教學內容，面向應用，立足基礎

以“夠用”為標準，壓縮數據結構課程的理論教學學時，擴展在實際行業和領域中應用的經典算法和案例，使學生不僅僅局限于書本中的算法和技術。對于教學過程的組織和教學內容的安排都應更加合理，在課前要對教學用例和實際情景進行細致設計，對可能遇到的問題做好準備，講授過程中要清晰易懂，舉例恰當，以能驗證所講知識點為宜，使學生充分掌握編程的基本思想，要引導學生主動思考、獨立解決問題。

2.2 采用案例教學法， 優化教學手段

要想讓學生在學習過程中對于復雜抽象的理論知識有較好的理解，就必須在教學過程中引入恰當的案例。實踐證明，在教學過程中融入具備知識性和趣味性的案例，對激發學生的學習興趣有很大作用，較易實現課堂教學目標。引子很重要，例如在講解數據組織和操作的關系時，利用圖書的擺放策略，讓學生思考如何擺放圖書；在線性表的教學中，對圖書館圖書數據的存儲和實現進行講解；以排隊體檢為教學模型引出隊列這一概念；在樹的教學中，將樹形結構與家族中的家譜聯系起來；在圖的教學中，先介紹城市公交線路查詢系統；讓學生思考登錄QQ的時候，QQ服務器如何核對身份，Baidu如何搜索，從而引出散列查找的思想。所要講解的知識正好可以用這些案例來形象詮釋，學生聽講的時候興致很高，課堂氣氛熱烈，潛移默化中便理解了所學內容。案例教學法能得以存在和發展，即是因為它符合認知規律，用于學生對復雜抽象問題的理解再好不過，引導學生掌握相應的知識和技能，使教學情境和實際應用之間的過渡非常自然，使學生具備應用數據結構中所學知識去處理實際問題的能力。

實際教學中，要合理利用多種教學手段和資源，比如網上視頻資源等。在實際課堂教學中以更加形象的動畫形式給學生講解各種數據類型的變化，使學生對所學內容的理解更加清晰直觀，達到預期的教學效果。又比如對于二叉樹的講解，可以動態演示二叉樹的定義、遍歷和線索等知識，學生就很容易理解各操作過程。講解各種排序算法時，可以給學生播放匈牙利Sapientia大學的6種排序算法舞蹈視頻，這是非常有創意的算法視頻，使學生能真切而細致地理解算法執行過程中各要素的同步變化狀況，激發學生的學習興趣，增強了數據結構理論教學的趣味性。

2.3通過細致安排實踐教學來培養應用型人才

數據結構這門課程的實驗可以分為驗證類實驗、設計類實驗以及綜合類實驗。以學習線性表為例，切忌上來就讓學生根據題目編寫代碼。一方面是過了一個假期，對所學的C語言知識有所遺忘；另一方面，這門課程涉及很多復雜概念，比如函數、結構體等，編程相對困難。因此，先從驗證性實驗入手，引導學生獨立完成相應的設計與實現，使學生樹立信心。

待學生略窺門路之后，再加入設計類的實踐內容，培養學生的思維和創新能力。在學期后段，設計一些難易程度適中的綜合性題目，作為這門課程的課程設計，訓練學生綜合運用知識的能力。課程設計題目覆蓋的知識點應盡可能避免單一，課程設計題目設計和實施中，要給學生留出發揮想象力和創造力的空間。題目中設計的編程難度和廣度可適當擴展，并培養學生良好的編程習慣和職業素養，實驗分組完成，一般以3個學生為一小組，在一定程度上使得學生的實踐能力和團隊合作能力得到鍛煉。

綜合性實驗完成后要上交完整的實驗報告，報告里至少應該包含四個部分：（1）對實驗內容的簡單介紹；（2）算法說明；（3）測試結果；（4）分析與探討。其中前兩部分以及整個報告的通篇校對工作，應由組內的一位同學作為文檔編輯人員專門負責，后兩部分由組內的測試員負責。程序代碼實驗由編程員負責，每組的三個學生在完成不同的實驗題目時均衡體驗三種不同的角色。

2.4 教學過程跟蹤考察，教學質量跟蹤推進

結果當然重要，但過程同樣重要。對教學過程進行重點監管和考察，保證整體的教學質量。教師要對平時出勤、課堂實驗和課后作業等多個環節進行正確有效的監管，對某些環節中出現的問題要及時解決。在評定學生的課程成績時，要充分體現過程化考核的標準，對各重要教學環節都要分配合理的考核權重。重視過程，鼓勵學生獨立思考，積極創新。

3 結束語

對當前應用型本科院校數據結構教學中存在的問題，依據筆者的教學實踐經驗，進行了一些教學方法和教學手段的探討。總的來說，根據數據結構的課程特點及我校學生的實際情況，應調整教學內容，面向應用，立足基礎；要合理利用多種教學手段和資源，要為提高教學質量而不斷改進教學方法；要通過對實踐教學的細致安排來實現應用型人才培養；最后為保證教學質量，要重視教學過程跟蹤考察。實踐證明，上述教學改革有利于應用型人才的培養。

參考文獻

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