應用型本科《數據結構》課程教學探討

張華

摘要：該文主要探討應用型本科《數據結構》課程的教學模式。提出要以適應就業市場為目標、以培養學生實踐應用能力為主線來設計教學內容和培養方案。

關鍵詞：應用型本科;數據結構;教學模式

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）35-0112-02

1 概述

應用型本科的人才培養，強調學以致用，以適應就業市場需求為目標，以培養學生的技術應用能力為主線，設計課程體系、教學內容和培養方案，培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的技術應用型人才。

數據結構作為計算機專業的一門非常重要的專業基礎課，是從事計算機軟件開發的基礎，不僅對于培養學生問題分析和算法設計等基本能力非常重要，同時也是計算機網絡、操作系統、編譯原理、數據庫系統等一系列后續課程的重要基礎。這門課程教學效果的好壞，對學生以后的學習和發展具有重要意義。因此，如何教好這門課就顯得格外重要。但是，由于數據結構課程的理論性強，涉及知識面廣，內容抽象復雜，實踐操作要求高，再加上授課對象是大二學生，相關知識和技能儲備不足，導致學生學習和掌握難度大，如果不結合實際情況采取有效的教學方法和教學手段，往往很難達到良好的教學效果。

2 教學模式探討

2.1 明確課程地位，讓學生從思想上重視

數據結構是計算機軟件工程的基礎研究之一，在我國計算機學科計劃中被列為9 個主科目中的第一位，只要設置計算機專業的學校都會開設此課程。

數據結構介于數學、計算機硬件和計算機軟件三者之間，不僅是一般程序設計的基礎，也是操作系統、編譯原理、數據庫系統等大型系統程序的重要基礎。作為計算機專業重要的專業基礎課，該課程在整個課程體系中起著承上啟下的作用，不僅要對計算機程序設計基礎等前置課程進行總結和提高，還要為相關后續課程提供知識支持。

數據結構貫穿程序設計的始終，缺乏數據結構和算法的深厚功底，很難設計出高水平的具有專業水準的應用程序。掌握數據結構的相關知識及其應用對于進一步進行高效率的計算機程序開發非常重要，這也是區分一個程序設計人員水平高低的重要標志。

2.2 多種教法并用，充分調動學生學習積極性

整體上可以教學過程分為三個階段：第一階段先讓學生從宏觀上把握這門課，弄清楚為什么學、學什么、怎么學，讓學生對這門課的重點和精髓有個初步掌握;第二階段再對每種數據結構和算法進行具體分析和講解，弄清楚有什么用、怎么用，讓學生對這門課的知識點有了具體的掌握;第三階段是對這門課所學內容進行綜合應用，以檢驗和提高學生分析問題和解決問題的能力，此階段任務可通過課程設計形式來完成。

課堂的具體組織可以通過以下形式來實施：

（1） 課前設置提問環節

每次上課前可以安排5到10分鐘的提問環節。老師向學生提問以了解學生對上節課內容的掌握情況，并以此為依據來調整教學思路。同時也要鼓勵學生向老師提問，讓學生積極主動地參與到教學過程中來，同時也能鍛煉學生的心理素質和提高學生的表達能力。通過這種互動形式，既能取得良好的教學效果，又能拉近師生間距離。

（2） 課程采用案例導入

在講解本節課內容之前，先進行相關知識點的案例引入（引入案例時應該密切聯系實際，從學生易于接受的、現實生活中熟悉的情景、實事、實物入手來創設問題情境），列舉幾個實際工程環境中的相關案例，提出問題，并引導學生積極主動的分析、討論案例中問題的解決方法，繼而引出本節課的教學內容，然后再通過對本節課的知識點的講解，逐步解決案例中的問題，從而讓學生對本節課內容能更深刻的理解和掌握，同時也能提升學生分析問題和解決問題的能力。

（3） 抽象內容直觀可視

由于數據結構課程理論的深奧性、算法的復雜性、概念的抽象性，涉及知識面廣，實踐操作要求高，被公認為是計算機專業最難學的課程之一。數據結構課程學習過程中，任何一種抽象概念或復雜算法難于掌握的主要原因在于教師在課堂上用口頭、文字或代碼講授時學生無法實際看到或想象到其數據結構的具體動態變化過程。因此我們可以充分利用多媒體輔助教學形象生動的特點，在數據結構課程教學過程中使用幻燈片、動畫、交互式可執行程序等手段將抽象概念直觀化、復雜算法可視化，以符號和圖形方式來展示數據元素及數據元素間的關系，以圖像和動畫方式來表達數據結構的狀態轉換及變化過程，將數據結構課程中的抽象概念的理解和復雜算法執行形象地展現在學生面前，以提高學生的學習興趣，激發學生學習的主動性和創造性，進而提高教學效率和教學質量。

（4） 課后自主在線學習

將教學大綱、教學計劃、教學課件、電子教案、電子教材、算法演示、案例分析、實驗指導、教學視頻等相關教學資料放到網上，使學生不受時間、地點限制，隨時可以自主學習。建立數據結構課程學習和討論的QQ群或微信群，在課外引人課程重點和難點內容的相關思考題、學科前沿問題或相關科研問題以供學生進行討論，也可邀請其他相關專家加入群中參與討論。

2.3 加強實踐環節，提高學生動手能力和創新意識

應用型本科人才培養是以適應市場需求為目標，強調學以致用，其中一個關鍵環節就是實踐。實踐課題的設計應該面向應用，以提高學生編程能力、分析問題和解決問題的能力為重點，注重技能的培養和鍛煉，讓學生在畢業后能更快適應就業市場的變化，滿足用人單位的需求。

實踐環節分為兩部分：上機實驗和課程設計。

上機實驗以驗證性為主，主要是對課堂教學中所學算法的正確性進行驗證，以此來提高學生的編程能力和代碼調試能力。題目設計上要針對課堂學習的知識點選擇難度適中的、具有代表性的、綜合性的典型實驗，以點帶面，讓學生在分析、設計、編碼、調試的過程中加深對所學數據結構及其加工、處理算法的掌握，達到理論聯系實際的目的。

課程設計以設計性為主，主要是對課程所學的知識點進行一次綜合性的應用，以此來提高學生分析和解決實際問題的能力，培養學生項目管理和團隊協作能力。題目設計上以“綜合、研究、創新”為原則，選取來自各應用領域的、具有一定規模的實際問題，讓學生按軟件開發團隊的角色分工自由組合為開發小組，并按照軟件工程的過程，合作解決課題所要求的實際問題，讓學生明確課程所學的數據結構知識和算法設計技術是如何應用于實際項目開發的，達到學以致用的目的。

實踐環節的教法上，不再停留于“教師布置，學生完成，教師評閱”的簡單形式，而是采用啟發式和參與式相結合的教學方式，激發學生學習的主動性，以增強教學效果。具體實施上，遵循學生主體的原則，由教師給出實驗課題并通過提問、啟發的方式，引導學生進行分組討論，使學生思維活躍起來，充分表達自己的想法，也能從別人想法中獲得啟發，教師可以適時參與討論以及時了解學生對教學內容的理解和掌握程度。實驗完成后再由各小組派代表上講臺做總結發言并進行答辯，老師和其他同學都可提問，最后再由教師做出點評。

2.4 考核評價多元化，以評促學

考核不僅是對學生學習效果的檢驗，同時也能調動學生自主學習的積極性和創造性，不能簡單地用一次期末考試進行 “一錘定音”式的集中考核，把考核點分散到整個教學過程中，使平時不認真的考核難通過，避免學生平時不學習考前猛突擊的弊端。具體考核成績可由平時+實驗+考試三部分構成。其中，平時成績可由課堂考勤、提問、作業三部分成績組成，還可以通過對平時成績設置加分項（如：對教材內容有不同見解的、對同一問題有不同算法的或在課堂討論時踴躍發言的均可獲得加分）來培養學生的開放性思維和創新性意識;實驗成績可以根據實驗完成情況和實驗過程中表現情況兩部分來進行評定，也可對先調試成功的學生成績進行加分，促使學生平時更加努力學習的同時也培養了學生獨立思考、分析和解決問題的能力。

3 結束語

數據結構是計算機程序設計的重要基礎課程，其理論性和實踐性都很強。在教學活動中，要堅持理論與實踐并重，加大實踐環節力度，重視學生在教學活動中的地位， 充分調動學生的積極性、主動性和創造性，培養學生的自學能力、分析問題和解決問題的能力以及創新思維和創造能力，以適應不斷變化的就業市場的需求。

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[通聯編輯：王力]