《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》教學研究與探討

楊艷

0 引言

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》是計算機科學與技術(shù)、軟件工程專業(yè)的一門必修的重點核心課程，是計算機程序設(shè)計的重要理論技術(shù)基礎(chǔ)，上承《計算機科學導論》、《高級語言程序設(shè)計》、《離散數(shù)學》和數(shù)學基礎(chǔ)課程（高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計等），下啟《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》、《軟件工程》、《編譯原理》、《操作系統(tǒng)》等，是幾乎所有計算機核心課程的必修先行課，此外更是高層次的計算機應用處理技術(shù)及科學的根基所在，如人工智能、模式識別和機器學習等。因此這門課程是本科教學中的重中之重。

但由于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程體系復雜，內(nèi)容多，理論性和實踐性都很強，學生學好這門課程具有相當?shù)碾y度。對于程序設(shè)計更是無從下手。因此，怎樣教好并讓學生學好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這門課程成為大家普遍關(guān)注的一個問題。筆者結(jié)合多年的教學經(jīng)驗以及課程特點和教學中存在的問題，探討教學實踐過程中如何針對產(chǎn)生的問題進行教學改革與實踐創(chuàng)新，以提高教學水平和學生學習效果。

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學中存在的問題與現(xiàn)狀

1.1 基礎(chǔ)知識薄弱。學生學習這門課程比較困難，這主要是由他們自身條件和這門課程決定的。首先，學生基礎(chǔ)較差，學生對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的先導課程掌握不足。特別是C語言程序設(shè)計這門課，本身教學難度比較大，學生其掌握情況很不理想。但C語言中的數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針、函數(shù)、函數(shù)的參數(shù)、函數(shù)的返回值、函數(shù)調(diào)用、遞歸及遞歸過程等內(nèi)容是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的重要基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程中使用頻率很高。其次，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這門課理論性很強，比較抽象。很多學生對其很難理解，甚至對其感覺反感。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教材里面有很多實例或例題，但難以在編譯器上運行實踐。主要還是由于學生對于先導課程掌握不足以及課程的例子太難從而導致學生上機實踐困難重重。

1.2 程序設(shè)計思想欠缺。程序設(shè)計思想是程序的重要組成部分，學生在編寫程序的過程中，沒有清晰的思路，沒有模塊化程序設(shè)計的思想，沒有計算機的思維方式，不能選用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)，操作數(shù)據(jù)。從而無法編寫程序。

1.3 動手實踐能力差。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法是一門對理論和實踐都要求非常高的課程，由于課程理論課偏多，實踐課偏少，學生上機實踐時間較少，解決實際問題和編寫程序的能力較弱，對課程的實驗實踐環(huán)節(jié)不夠重視，從而導致學生動手實踐能力差。

1.4 學習積極性不高。由于先導課程C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)差，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教材上都是偽代碼，學生運行程序較困難，從而導致學生厭學，棄學，學習積極性不高。

2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的教學改革

針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學中存在的問題，本文在實際教學過程中提出了以下一些措施。

2.1溫故而知新。以學生為主體，采用溫故而知新的教學方法，為了解決對先行課C語言程序設(shè)計掌握不足這一具體問題，要求學生在課余時間認真復習C語言，課堂上結(jié)合課程實際適當補充C語言必要的知識，尤其是對C語言中的數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針、函數(shù)、函數(shù)的參數(shù)、函數(shù)的返回值、函數(shù)調(diào)用、遞歸及遞歸過程等內(nèi)容進行強化訓練。培養(yǎng)學生建立程序設(shè)計的思想體系，提高學生的動手實踐能力，逐步提高學生閱讀和理解算法的能力。

2.2 優(yōu)化教學內(nèi)容。積極開展行業(yè)企業(yè)調(diào)研，結(jié)合崗位群對專業(yè)的能力要求，明確數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的教學目標與專業(yè)人才培養(yǎng)目標高度契合；打破傳統(tǒng)學科專業(yè)壁壘，優(yōu)化教學內(nèi)容，與行業(yè)、企業(yè)標準、和職業(yè)素質(zhì)對接，積極探索基于生產(chǎn)過程中具體工作任務和工程項目的教學內(nèi)容改革和建設(shè)；充分挖掘創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和思政教育內(nèi)容，及時反映本學科領(lǐng)域的新概念、新思想、新成果，充分體現(xiàn)對學生核心知識、核心能力和核心素質(zhì)的培養(yǎng)。

2.3改革教學方法。將現(xiàn)代教育技術(shù)與板書相結(jié)合，強調(diào)板書教學的重要作用。通過PPT演示文稿創(chuàng)造高效的教學氛圍，豐富課程講解形式。對于課程重難點內(nèi)容，必須采用板書分步講解，讓學生在學習過程中有一個思維緩沖，從而更為清晰的認識和掌握相關(guān)知識點，同時板書設(shè)計及書寫規(guī)范也是反映教師自身能力的一種表現(xiàn)。

將程序演示引入課堂，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)紙上談兵的教學方式。我系專業(yè)核心課程實踐性很強，需要學生熟練掌握高級語言程序的編寫、調(diào)試及運行能力。因此，對于此類課程，教師在講解清楚課本知識后，需在教學中演示軟件操作及程序編寫、執(zhí)行與糾錯，讓學生更加直觀的學習并在教學實踐中積累調(diào)試程序的能力，將所學知識能夠應用與上機實踐。

把握教學過程與生產(chǎn)過程對接的基本原則，把企業(yè)技術(shù)革新項目作為教學內(nèi)容的重要載體，結(jié)合行業(yè)企業(yè)的一線需要，全面推行案例教學、項目教學；將現(xiàn)代信息技術(shù)全面融入教學改革，將本課程建設(shè)成適合網(wǎng)絡(luò)傳播和教學活動內(nèi)容質(zhì)量高、教學效果好的在線開放課程；實施“以學生為主體、教師為主導”的教學模式，積極采用啟發(fā)式、合作式、參與式、混合式、翻轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等有效教學方法，不斷提高課堂教學效益。

2.4 強化實踐教學。以增強學生實踐能力和創(chuàng)新精神為目標，以未來社會和經(jīng)濟發(fā)展對人才實踐能力需求為依據(jù)，系統(tǒng)梳理課程實踐教學內(nèi)容，構(gòu)建與經(jīng)濟社會發(fā)展相適應的，更加科學、合理、系統(tǒng)的課程實踐教學方案。鼓勵開設(shè)設(shè)計性、綜合性實驗實訓。

2.5 創(chuàng)新課程考核。改革考試考核內(nèi)容和方式，注重能力考核、過程考核、綜合考核，著重考查學生運用知識分析、解決問題的能力，強化學生的創(chuàng)新意識、職業(yè)素質(zhì)和應用能力，破除“高分低能”積弊，從考核“學習結(jié)果”向注重“學習過程”轉(zhuǎn)變，以過程性評價為主，積極探索非單一答案考試改革，注重過程管理和學生個性學習檔案建設(shè)。

3 結(jié)束語

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的本科教學全過程中，我們將進一步探討以學生為主體的教學內(nèi)容和教學方法，重點培養(yǎng)和提高學生學習的主動性、積極性、獨立性，提高學生的自學能力。強化學生的動手實踐能力。在教學方法的改革創(chuàng)新中，勇于在實踐的同時及時總結(jié)經(jīng)驗，不斷創(chuàng)新。教師課堂講授注意方式、方法的靈活多樣化，使學生成為課堂的主體，教師從中發(fā)揮解惑、引導、深化的作用。

本文為2017年度湖北省教育廳科學研究計劃指導性項目，項目編號：B2017410。