《数据结构》课程教学改革研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：《数据结构》是计算机专业一门重要的专业基础课程，也是一门理论性和实践性较强的课程。为提高《数据结构》课程的教学效果，在分析《数据结构》课程特点及教学现状的基础上，总结出普遍存在的问题，提出了解决问题的策略，探讨了合适的教学方法与手段，以期提高教学活动的组织与实施以及实验教学设计的科学性。
关键词：数据结构；实践教学；教学改革
DOIDOI：10.11907/rjdk.151869
中图分类号：G434
文献标识码：A 文章编号文章编号：1672-7800（2015）012-0208-02
0 引言
《数据结构》作为计算机专业一门重要的专业基础课程，其作用毋庸置疑，但是，在各高校的具体教学中，因该课程教学内容安排不合理等各种原因，导致教学效果不佳，影响了后续的专业课程学习，进而影响学生的整体专业素质。探讨建立一种科学有效的教学方法，提升教学效果，对推进《数据结构》教学意义重大。
1 课程概述
《数据结构》的主要任务是讨论各种数据结构的逻辑结构、存储结构及相关操作算法，以确定怎样合理组织数据，为所涉及的数据选择适当的存储结构、逻辑结构，设计、优化算法，以提高计算机执行程序时间、空间效率 [1]。它为操作系统、数据库原理、编译原理等后续专业课程的学习奠定了基础，对从事软件项目的开发有着重要的作用。《数据结构》作为数学、计算机硬件、软件三者之间的一门核心课程，对学好非计算机专业其它课程也发挥着重要的基础作用。因此，许多电类非计算机专业也将它作为必修课程。该课程的教学任务主要立足于基础知识和基础理论的掌握、应用能力的培养以及实践能力的提高，要求学生针对简单的应用问题，能够选择合适的数据结构设计并编写出有效的算法程序。《数据结构》是实践性很强的一门课程，不但要求学生深刻领会相应的基本理论、基本原理，还要求学生动手设计、上机实现各种算法，以达到理论与实践结合，综合应用各知识点的目的，培养学生的科研能力和创新精神。
2 教学中存在的问题
（1）教学内容安排不合理。
《数据结构》课程的教学安排主要存在两个矛盾：一是繁多的教学内容与少量的教学学时的矛盾。该课程安排了顺序表、链表、树、图、队列、堆栈等，还有各种查找方法、排序方法以及分析和计算等课程基础知识[2]。教学内容繁多导致课堂教学时间紧张，有些教学内容只能蜻蜓点水，无法将理论知识完全讲深、讲透、讲实；二是理论教学偏多与实验教学偏少的矛盾。目前大多数高校对该课程都以理论教学为主，学生基本能掌握顺序表、树、图、哈夫曼编码等基本知识，并能应付笔试，但对数据结构如何灵活变化、如何实际操作、如何实际应用难以掌握，其主因就在于学生上机实验不足，很难联系实际去学习和深化理论。《数据结构》的抽象理论教学，有其独立于应用的好处，然而也正是这种抽象性反而如一堵墙挡在了它与学生之间，如何将这堵墙转变成一架桥是广大教师需要考虑的问题。
（2）与其它课程衔接不到位。
《数据结构》作为计算机专业的一门基础课程，与其它专业基础课程的衔接至关重要，如果其它课程内容安排不好，会增加学习难度。《程序设计语言》、《离散数学》等专业课程，特别是《程序设计语言》课程中函数、指针以及结构体等重要知识点，对于学习《数据结构》很重要[3]。但是，在现在的教学中，一方面，由于课时限制，部分课程的内容比较粗浅，也不全面，引起学生学习困难。如C语言的教学就因为课时较少而使其编程教学处于初级阶段，在学习数据结构中的程序时，学生普遍难以适应和理解。同时，还删减了C语言教学中链表的相关内容，仅仅学习语言语法，且指针的学习也不深入，而《数据结构》讨论的抽象数据关系和算法要用C语言去实现。由于算法程序中省略了不关键的辅助变量定义，使学生在开始阶段难于起步。而如果在数据结构开始阶段的线性表程序不能独立完成，对后续的树、图的内容更加力不从心。另一方面，学生对于基础先修课程普遍存在重视不够、基础不牢、掌握不熟的情况，导致本课程的学习难度加大。
（3）学习主动性激发不够。
计算机的学习本应是一件有趣的事，但是，在实际教学中，因为教学内容较抽象等原因，致使学生学习兴趣不大，影响学习效果，其原因是多方面的：一是教学模式的限制。目前，《数据结构》的教学仍是以“教”为主，学生实验不足，教学互动不到位，教与学没有同步。如有些教师在《数据结构》教学中，对知识掌握程度高、见解比较独到、讲授也比较清楚，但因为没有突出学生的主体地位和互动式教学，只是一厢情愿地向学生灌输理论知识和自己的见解，致使学习事倍功半，教学效果不尽人意。二是课程本身比较抽象枯燥，部分学生对学习该课程的意义认识不到位，对该课程的应用缺乏深入了解，觉得这门课程是空讲理论，并不实用，学习积极性不高。三是学生个人因素。由于学生个人爱好、学习能力等方面的原因，难以激发学习主动性。
3 教学改革对策与措施
针对《数据结构》教学中存在的问题，结合该课程特点，在教学过程中有必要对课程内容、教学方法进行改革，可从整合教学内容、改革教学方法和强化实践环节等方面开展课程教学改革探索。
3.1 整合教学内容，提高教学内容的科学性与时代性
教学内容是教学设计的核心，要从学生的实际出发，以教学大纲为依据，结合教育学、心理学的有关理论，综合组织教学内容。一是从宏观角度来看，计算机专业内的相关课程都要从计算机专业的整体出发，统筹考虑教学内容，做到整体安排科学合理，课程与课程之间衔接紧密、环环相扣，而不是相关课程各自为政、各说其是，甚至互相矛盾，基础必修课程必须考虑其它后续课程的学习。二是从微观角度来看，要选择好《数据结构》教材，做到教材版本新、教学内容实用。教师在教学课件中应及时将学科前沿动态加入授课内容，防止内容滞后。如数据结构的描述上尽量使用面向对象的方法，描述语言尽量选择目前较为流行的C++、Java等语言，在教学安排中也应把这些语言作为先修课[4]。 3.2 加强实践教学
在《数据结构》教学中，除了采用传统的理论教学手段，还应该加强实践环节。一方面要充分认识实践教学的重要性，提高实践教学的比重。教师要根据实际情况，适当增加实践教学的比例，让学生更多通过上机实验来掌握课程知识，提高学习的直观性。另一方面要提高实践教学的针对性，根据教学总体安排和学生对知识的掌握情况，分基础型、应用型、开放型等多个层次安排实验内容，便于学生掌握理论，提高应用创新能力。如针对所有学生可选择基础性实验，重点巩固和掌握基础理论知识；针对部分已经熟练掌握基础知识的学生，可适当增加难度，选择应用型实验，提高理论应用能力；针对少数学有余力的学生，可培养其开发创新能力，自主选题进行实验，教师适当指导。
3.3 导入案例教学，激发学生学习的积极性和创造性
学生喜欢学习他们认为有用的课程，例如嵌入式、DSP等。因此对于数据结构教学，如何让学生认识到其作用就十分关键。许多学生认为该课程偏理论、实用性不强，究其原因是对《数据结构》的认识不充分，特别是对其实际应用不了解。实际上，许多工程实践都需要用到数据存储结构和算法，《数据结构》的应用比较广泛，运用的案例也比较多[5]。因此，可以用这些实例向学生展示《数据结构》的实用性和重要性，以激发学生学习的积极性。一方面可以从案例入手，根据课程内容导入一些贴近生活，趣味性、启发性强的案例，学生在开始学习前就对《数据结构》有相应的直观认识，激发其探究解决问题的好奇心，从而提高学习兴趣。在此基础上，引入每章知识点，讲解抽象数据类型的定义，恰到好处地从案例过渡到具体的数据结构，提高教学效果。另一方面是要重点解析经典案例，帮助学生建立系统概念，提升应用能力。课程导入案例可激发学习积极性，但要想更加深入理解和运用数据结构知识，就需要对经典案例进行系统解析。经典案例有相当强的代表性，其覆盖的知识点比较全面，通过对经典案例的解析，学生对理论知识的应用认识更加直观、更加深刻、更加具体，对理论知识的理解也往往能达到举一反三、融会贯通的效果。经典案例的选择十分关键，应尽量选择能充分体现数据结构特征和主要算法的案例，难度适中，便于学生操作。
4 结语
数据结构是计算机程序设计的重要理论技术基础，对于该课程的教学不仅要从理论上进行探讨，还要从教学内容、教材选择、教学方法、实践环节、学生自身因素等方面进行研究，通过建立科学合理的教学内容体系，加大实践教学力度，引入案例教学方法，提高学生的理论素养和实际应用能力，提高课程教学效果。
参考文献参考文献：
[1] 曲爽，姚艳秋.数据结构课程教学方法研究与实践[J].吉林广播电视大学学报，2010（12）：1-2.
[2] 张力，陈彬，张胜利，等.数据结构课程教学方法探讨[J].软件导刊，2012，11（5）：181-183.
[3] 季晓慧，王群，管建和.数据结构课程教学初探 [J].中国地质教育， 2009（1）：116-119.
[4] 段明秀，陈国平，何迎生.内外兼修――数据结构课程教学新思路[J].计算机教育， 2011（4）：26-28.
[5] 赵晓，孙连山，王晓霞.数据结构课程教学改革的研究[J].电脑知识与技术， 2011（4）：142-145.
（责任编辑：杜能钢）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-11462754.htm
