《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革的研究與探討

□郭天嬌

在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)過程中，實驗教學(xué)工作的開展對于深化學(xué)生對理論知識的內(nèi)化、提升學(xué)生的探究能力與創(chuàng)新能力等具有重要意義，為此，認識到《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程的重要性并對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革路徑做出探索，對于提升《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)成效以及學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)而言具有不容忽視的理論價值與現(xiàn)實意義。

一、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中實驗教學(xué)的重要性

在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是軟件類課程中的重要基礎(chǔ)，同時也是對計算機專業(yè)學(xué)生專業(yè)能力做出衡量的指標性課程。而實驗教學(xué)不僅能夠?qū)W(xué)生的理論素養(yǎng)發(fā)展情況做出檢驗，而且能夠有效提升學(xué)生的理論知識應(yīng)用能力。在實驗過程中，學(xué)生可以對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本知識進行深化理解，并可以通過對不同存儲結(jié)構(gòu)和相應(yīng)算法進行聯(lián)系，提升自身的編程能力與軟件設(shè)計能力，同時養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的思維方式。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革策略

(一)重視實驗大綱與實驗教材改革工作。在《數(shù)據(jù)機構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革工作中，實驗大綱與實驗教材的科學(xué)性是確保實驗課程教學(xué)取得良好成效的關(guān)鍵，為此，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)工作者，有必要圍繞實驗教學(xué)需求以及學(xué)生能力發(fā)展需求，對實驗大綱、實驗教材進行適當(dāng)?shù)男抻喤c調(diào)整，確保實驗大綱、實驗教材能夠體現(xiàn)出對學(xué)生實驗實踐能力發(fā)展的關(guān)注，并確保學(xué)生可以通過實驗大綱、實驗教材對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗中涉及到的重點與難點做出準確的把握，這對于提升《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)以及學(xué)生學(xué)習(xí)的針對性、有效提升學(xué)生的實驗水平具有意義。

(二)對實驗題目進行合理設(shè)計。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革工作中，根據(jù)實驗內(nèi)容涉及到的知識難度以及實驗本身所具有的操作難度，可以將實驗分為基礎(chǔ)型、提高型以及專項型三類，通過開展劃分工作，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)的開展能夠呈現(xiàn)出從易到難、循序漸進的特點。即在學(xué)生剛剛接觸《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗時，實驗題目主要從基礎(chǔ)型實驗內(nèi)容進行選取，而隨著學(xué)生理論素養(yǎng)的提升，實驗題目則可以從提高型實驗內(nèi)容中選取，當(dāng)學(xué)生所具有的知識結(jié)構(gòu)逐漸呈現(xiàn)出系統(tǒng)性時，實驗題目則可以從專項性實驗內(nèi)容進行選取。在此基礎(chǔ)上，不同的實驗內(nèi)容能夠適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的不同階段，并可以發(fā)揮出鞏固學(xué)生理論知識、提升學(xué)生綜合能力的作用，從而促使學(xué)生能夠?qū)Α稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗中涉及到的知識和能力進行融會貫通、學(xué)以致用。另外，在對實驗題目進行設(shè)計的過程中，教師不僅需要考慮實驗題目所具有的難度，而且需要關(guān)注學(xué)生的興趣以及實驗內(nèi)容的實用性，這要求教師能夠去除《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗中較為抽象的內(nèi)容，并依據(jù)學(xué)生興趣增添一些程序設(shè)計大賽中出現(xiàn)的內(nèi)容，從而在提升學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上，為學(xué)生《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗?zāi)芰Φ奶嵘於己没A(chǔ)。

(三)優(yōu)化實驗內(nèi)容講解工作。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)工作中，學(xué)生在開展實驗之前，教師往往需要對實驗中涉及到的理論知識做出講解，并對重點內(nèi)容進行強調(diào)，雖然這一過程所占用的時間較短，但是卻在保證實驗過程順利開展、提升學(xué)生實驗針對性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在此過程中，教師有必要使用案例講解法與啟發(fā)講解法，提升講解內(nèi)容的直觀性。其中，案例講解法主要應(yīng)用于引導(dǎo)學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中最新研究成果作出認知的過程中，如圖的案例—機器人路徑規(guī)劃問題、線性表案例—約瑟夫環(huán)問題等，依托這些案例，學(xué)生可以對科學(xué)研究方法做出深入的了解，并且能夠有效提升學(xué)生的編程能力與創(chuàng)新能力；啟發(fā)講解法主要應(yīng)用于引導(dǎo)學(xué)生拓展理論視野與截圖思路方面，通過促使學(xué)生對實驗內(nèi)容進行深入思考，促使學(xué)生針對同一實驗找出不同的解決路徑。如在教師對哈夫曼樹進行講解的過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用不同的存儲結(jié)構(gòu)來創(chuàng)建算法，從而在強化學(xué)生探究能力的基礎(chǔ)上深化學(xué)生對哈夫曼樹算法的理解。

(四)提升上機輔導(dǎo)工作成效。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革工作中，學(xué)生上機實踐是提升學(xué)生實驗?zāi)芰Φ年P(guān)鍵階段。由于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》具有較高的實踐性，因此，教師也需要在學(xué)生上機階段做好輔導(dǎo)工作。在上機輔導(dǎo)實踐過程中，一些教師走入了誤區(qū)，即學(xué)生編寫程序出錯時，教師會幫助學(xué)生進行調(diào)試而忽略了引導(dǎo)學(xué)生認識到程序錯誤出現(xiàn)的原因，在此基礎(chǔ)上，即便是學(xué)生所編寫的程序得到有效的調(diào)試之后，學(xué)生仍舊沒有從錯誤中總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)。這種上機輔導(dǎo)方式不僅會加重教師的教學(xué)負擔(dān)，而且也會制約學(xué)生上機實踐成效的提升。針對這一問題，教師需要在學(xué)生上機之前引導(dǎo)學(xué)生熟悉機房軟硬件環(huán)境，并在進入上機之前要求學(xué)生做好編程工作，這不僅有利于提升上機實踐效率，而且能夠?qū)ι蠙C時間做出最大化的利用。在學(xué)生上機之后，學(xué)生在程序調(diào)試中如果遇到問題，則需要主動向教師提問，而教師則需要持有認真負責(zé)的態(tài)度，對程序中存在的問題、調(diào)試方法等作出細致的講解，從而確保學(xué)生能夠在程序調(diào)試的過程中掌握相應(yīng)的知識與能力。之后，教師則需要要求學(xué)生按照教師所作出的講解開展自主調(diào)試，直至程序問題得到有效解決。另外，在上機階段，教師需要重視對學(xué)生遇到的問題進行總結(jié)，并在結(jié)束上機之后對學(xué)生遇到的問題進行統(tǒng)一的歸納與講解，從而深化學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗的理解，確保學(xué)生能夠知其然也知其所以然。

(五)規(guī)范實驗報告撰寫要求。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革工作中，實驗報告不僅能夠反映出學(xué)生參與《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗的過程，而且能夠反映出學(xué)生通過《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗所習(xí)得的內(nèi)容，由此可見，實驗報告是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)中寶貴的反饋資料，這一資料可以在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)的調(diào)整、優(yōu)化以及改革中發(fā)揮出不容忽視的依據(jù)作用，為此，教師不僅需要做好理論講解與實踐指導(dǎo)等工作，而且有必要對學(xué)生實驗報告的撰寫提出嚴格要求。具體而言，規(guī)范的實驗報告主要包括需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計、調(diào)試分析、使用說明、測試結(jié)果以及附錄。其中，需求分析部分要求學(xué)生能夠?qū)Τ绦蛟O(shè)計任務(wù)進行無歧義的表達與說明，如明確輸入形式、輸入值、輸出形式、程序功能、測試數(shù)據(jù)等；總體設(shè)計部分要求學(xué)生對程序中涉及到的程序總體框架、抽象數(shù)據(jù)類型定義等進行說明；詳細設(shè)計部分要求學(xué)生呈現(xiàn)出操作中涉及到的算法流程以及模塊調(diào)用關(guān)系圖等；調(diào)試分析部分要求學(xué)生總結(jié)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題并對調(diào)試過程進行回顧，對算法時空分析以及改進設(shè)想進行說明；用戶說明部分要求學(xué)生對程序的操作方法進行說明；測試結(jié)果部門要求學(xué)生在確保數(shù)據(jù)完整的基礎(chǔ)上羅列測試結(jié)果；附錄部分則要求學(xué)生對帶有注釋的源程序進行打印。

(六)構(gòu)建完善的實驗教學(xué)考核體系。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革工作中，實驗教學(xué)考核體系的構(gòu)建至關(guān)重要。為了能夠推動《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)考核體系呈現(xiàn)出科學(xué)性與完善性，考核工作的開展不僅需要重視提升對實踐環(huán)節(jié)考核的關(guān)注，而且需要重視考核主體、考核對象以及考核方式的多元化發(fā)展。從實驗實踐環(huán)境考核力度的強化來看，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程整體的考核過程中，學(xué)生的日常成績、理論考核成績以及實驗成績比例為1∶5∶4，其中，基礎(chǔ)型實驗的開展要求學(xué)生在一周之內(nèi)完成，而專題型實驗的開展則要求學(xué)生在三周內(nèi)完成，由于專題型實驗涉及到的知識呈現(xiàn)出了系統(tǒng)性和綜合性的特征，因此，實驗可以由學(xué)生小組來完成，小組成員分別負責(zé)不同模塊的設(shè)計，并需要由小組組長或者代表對程序設(shè)計思路、執(zhí)行情況等進行講解與演示；從考核主體的多元化發(fā)展來看，考核主體不僅包括教師，而且需要包括學(xué)生，即教師在對學(xué)生實驗過程、實驗結(jié)果作出評價的基礎(chǔ)之上，學(xué)生也應(yīng)當(dāng)參與到評價過程當(dāng)中，從而促使考核過程體現(xiàn)出對學(xué)生主體性的尊重并充分發(fā)揮學(xué)生在考核工作中的主觀能動性。學(xué)生所開展的評價包括對小組內(nèi)成員的評價、實驗結(jié)果的評價等；從考核對象的多元化發(fā)展來看，考核對象需要從學(xué)生向師生拓展，即在對學(xué)生進行評價的基礎(chǔ)上，也需要對教師在教學(xué)過程中的表現(xiàn)進行評價，評教工作的開展能夠促使教師認識到自身在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)中的不足，從而促使教師能夠?qū)ψ陨韺I(yè)素養(yǎng)、教學(xué)能力以及在教學(xué)過程中的表現(xiàn)做出有針對性的調(diào)整；從考核方式的多元化發(fā)展來看，考核方式包括實驗報告考核、上機考核以及演示答辯考核等，其中，實驗報告考核主要運用與基礎(chǔ)型實驗考核工作當(dāng)中，上機考核則以學(xué)生實踐能力、問題解決能力為考核重點，答辯考核的目的則在于對學(xué)生的知識習(xí)得、能力成長情況做出考量。通過對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗考核體系進行完善，教師能夠更好地掌握《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)中的反饋信息，進而為《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程教學(xué)改革的深入提供依據(jù)。

三、結(jié)語

綜上所述，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中具有重要地位，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)改革工作中，教學(xué)工作者有必要對實驗大綱與實驗教材進行更新，并在對實驗題目進行合理設(shè)計、優(yōu)化實驗內(nèi)容講解工作的基礎(chǔ)上，提升上機輔導(dǎo)工作成效、規(guī)范實驗報告撰寫要求、構(gòu)建完善的實驗教學(xué)考核體系，從而為《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學(xué)成效的提升構(gòu)建保障。