面向在線開放課程的數據結構教材建設研究

王夢菊

（哈爾濱金融學院，黑龍江 哈爾濱150030）

1 在線開放課程的特征分析

1．1 課程視頻模塊化，內容橫向化

課程內容設置“顆粒度小”，總體組織“邏輯關系完整”。視頻長度一般在10到20分鐘左右，適合模塊化學習。打破學科界限和傳統教材內容，跨學科組織課程，強調廣度。通過課程視頻的在線開放，使學習者能夠實現過程化共享，而不僅僅局限于知識點的共享。

1.2 提供虛擬學習社區，鼓勵在線學習交流

在授課過程中，教師預先在討論區中發布主題供學習者參與討論。通過社交媒體增強學習者交互的共享性和社會化。

1.3 課程考核強調過程性評價，進行全面評估

通過分析在線開放平臺的學習數據，掌握學生的學習情況，及時調整教學進度。因此，在線開放課程對學生的評價不僅包括終結性評價，而且突出診斷性評價與形成性評價。

2 面向在線開放課程的數據結構教材建設策略

2．1 結構清晰，模塊完整

教材的首要目標是保證教學的科學性，即能夠體現教學大綱和教學目標的要求，具備完整嚴謹的知識體系結構，內容闡釋準確、深入淺出，將“原理－技術－應用”相結合，編排內容合乎邏輯、科學合理。

數據結構的內容十分豐富，初學者往往會感到知識點龐大混亂、學后忘前。解決這一問題最好的方法就是知識組織清晰、重點突出。同時，從教學需求及讀者需求出發，對課程知識體系進行梳理。為此，數據結構教材應圍繞“全局概述—三大數據結構—兩大算法”這條主線展開講述，知識體系應力求清晰完整；對于各章中的重點、難點及總結性知識點可考慮設置突出標識（如陰影文字），使學生易于抓住重點，便于學習。也可考慮配以知識結構圖、使讀者對本章知識結構一目了然。作為在線開放課程“算法與數據結構”的通用教材，在編寫中應注意到知識模塊的獨立性和相關性，不同院校、不同專業、不同基礎的學生可以根據不同的需要進行組合使用，從而適應各類高等院校和各類學習者的多樣化人才培養需求。可在各章設有“重點知識整理”環節，幫助讀者記憶總結。各章節圍繞“基本知識提要—典型題解析—拓展知識—測試習題”這條主線展開，符合教學和學習規律。

2.2 突出重點，講透難點

就教材而言，編者的主要工作是講解準確、突出重點、講透難點，這也是在線開放課程教材編寫遵循的原則。基礎概念和術語、算法思想及規律應作為重點講解內容；將算法的設計、實現和分析比較作為難點。針對難點，應配以適當的例子，幫助學生參照例子進行模仿練習，舉一反三。因此，對于經典算法應采用實際編程語言，編寫函數。如采用C語言，只要添加上主函數，程序既可運行。這樣，有利于讀者的在難點問題上的模仿訓練。同時，算法編寫應注意要風格統一、可讀性強。各種數據類型的抽象數據類型設計應考慮便于用其他高級編程語言來改寫，這有利于讀者在難點問題上的拓展學習，也有利于在線開放課程的講授。

2.3 概念準確，語言流暢

在專業基礎課教材中，概念準確十分重要。然而，由于計算機科學十分年輕，發展又快，使得許多概念在文獻中沒有統一的定義。因此，在概念第一次出現的位置提出可能的不同定義，盡可能給出所有概念的準確定義。對“一名多義”及“多名一義”的術語進行介紹，方便讀者辨別和閱讀相關文獻，也為后續課程的學習作鋪墊。同時，在線開放課程面向的受眾具有多元化特點，不同的學習者同一概念的理解和接受能力是不一致的，多方面講解有助于引領學習者盡快領悟概念、術語在計算機領域的相關內涵。例如，數據結構課程中出現的二維表中的記錄，在先行課C語言程序設計中對應的是結構體，在后續課程數據庫原理中對應的是關系中的元組，而在Excel等應用軟件中又可稱為“行”。也就是說，記錄、結構體、元組、行，是在不同的課程中同一概念的不同稱謂或實現方式。以上述方式講解概念、名詞、術語，有助于打破課程間壁壘，幫助學習者更早地看到計算機專業知識架構的全貌。

語言流暢是提高教材可讀性的基礎。語言風格可考慮講義的方式，并通過潤色使其更加準確、流暢。

2.4 題型豐富，知識覆蓋全面，難度比例適當，兼顧教學與讀者自學

可設置“典型題解析”環節，對于經典題目不只是簡單地給出參考答案，而是進行詳細的闡述解析，道其所以然，并講解解題技巧，有利于學生舉一反三，運用原理規律。由于在線開放課程的過程化特性，學生容易忽略課程中提及的中英文術語，可在教材中加入附錄——常用術語中英文對照，對于初學數據結構課程的學生將大有幫助。

習題與實訓教材的題型應盡量豐富，“典型題解析”部分則不局限于某種題型，針對知識特點以圖示、列表、過程演示等方法進行解析，為學生提供豐富多樣的學習素材。習題來源應廣泛，如歷屆考研真題、軟考真題、企業校招真題及多年一線教學的教案。選題應參考多所本科高校計算機類專業的教學大綱，依據教學重點、難點設置各知識點習題比例。

針對教學的講授需求，注意下述方面。教材中引例與典型例題取材應適當，重點突出、深度適宜，適合在講授中引課、論證、練習，有利于培養學生的科學思維與科學方法；具有豐富的實例，經典算法應給出相應的C語言函數及程序，稍加改動即可上機運行，以方便教師演示和學生驗證。考慮案例啟發式的知識編排，以激發學生的思考，方便帶動課堂氣氛；各章末可安排小結，注重問題的探索性，為學生和教師留有足夠的空間，使統一要求與因材施教相結合。

為滿足學生的自學需求，可注意以下方面。通過對復雜理論知識進行梳理并模塊化設置，使學生能夠按照不同需求來選擇、整合；設置重點知識整理與典型題解析，為學生進行自主學習和相互合作創造良好的教材環境；設置測試習題與參考答案，為學生提供了檢測學習效果的平臺，便于發展學生的自學能力。

為便于開展實驗實訓，可設置如下內容。提供了向實際應用的實踐性題目和需要綜合運用多種數據結構才能解答的題目，使學生通過上機實踐，一方面鞏固、深化了課堂講授內容，另一方面又能提高學生獨立綜合運用所學知識解決實際問題和難題的能力，從而激發學生學習的主動性，提升實驗課教學效果。

2．5 選取描述語言，方便多專業適用

目前，數據結構教材采用的語言主要有面向對象語言和面向過程語言兩大類。作為面向對象的C++和JAVA描述，程序表面的可讀性很好，內涵十分豐富，但要具體分析一個獨立算法的時間和空間的代價往往比較困難。而這些內容恰恰是學習數據結構的一個重要目標，也是許多專業學生學習計算機的主要因素。加上教學計劃安排的課程順序、學時要求等因素，所以在編寫教材時也可考慮C語言描述。C語言雖然是一個小語言，但具有豐富的表達能力，這使它簡單、易學，又能滿足基本的教學需求。另外，C語言是一個過程語言，用C描述的算法，其時間和空間代價分析最直觀、準確。同時，算法編寫風格應統一，以便具有良好的可讀性強和可移植性，用其他高級編程語言來改寫這些程序也可以輕松實現。

2.6 圖文設計規范，教材編制精良

教材的文字表達是否規范、嚴謹，論證是否明確，嚴重影響著教材的質量。教材中的圖表制作應清晰規范；編寫形式和版式設計應規整、有吸引力；印刷應力求精美，裝幀精致，同時注意紙質和裝訂質量；教材定價應合理，為多數學生所能承擔。