摘要：針對石油專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中存在的問題，在分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點、教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的實施措施。教學(xué)實踐表明，此教學(xué)方式能夠彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，有利于于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和數(shù)據(jù)抽象能力。
　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；教學(xué)手段
　　
　　“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計算機科學(xué)中的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，是信息科學(xué)的核心課程，是研究非數(shù)值計算的程序設(shè)計問題中計算機操作對象以及它們之間的關(guān)系和操作等的一門學(xué)科。主要是培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)的能力。我校的部分專業(yè)，如資信、電子以及管理等專業(yè)都開設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程；部分沒有開設(shè)本課程的院系學(xué)生有時也主動旁聽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有較強的理論性和實踐性，不同專業(yè)的學(xué)生特別是非計算機專業(yè)學(xué)生在教學(xué)過程中，無論是理論課程還是實踐過程確實存在一定的困難。筆者作為該課程的主講教師，結(jié)合自己在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的一些體會，談?wù)剬δ壳敖谈牡恼J識。
　　
　　1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題
　　
　　1.1前導(dǎo)課程“欠債”較多
　　“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的前導(dǎo)基礎(chǔ)課程是“C語言程序設(shè)計”和“離散數(shù)學(xué)”。我校有多個院系開設(shè)C語言課程，不同院系所開設(shè)的“C語言程序設(shè)計”的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求并不完全一致。許多非計算機專業(yè)的學(xué)生一般在學(xué)習(xí)本課程之前并未經(jīng)過嚴格的程序設(shè)計基礎(chǔ)訓(xùn)練，教師為了教學(xué)進度采取“填鴨”式的教學(xué)方式，導(dǎo)致學(xué)生對C語言理解不深，特別是指針、結(jié)構(gòu)體、聯(lián)合體以及函數(shù)等知識點，而這些又傳遞影響到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)。另外“離散數(shù)學(xué)”是學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的基礎(chǔ)課程之一，但是由于課時不足，目前我校非計算機專業(yè)均未開設(shè)這門課。
　　1.2教學(xué)與專業(yè)背景脫節(jié)
　　“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門理論性、抽象性很強的課程，教學(xué)中一定要將課程內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)背景相融合，讓學(xué)生結(jié)合專業(yè)知識加深對理論的理解，同時也讓學(xué)生真正體會到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論是為專業(yè)實踐服務(wù)的。但在目前的教學(xué)實踐中，教師只注重學(xué)生課堂理論知識的掌握，在面向不同的專業(yè)的學(xué)生時采用相同的教學(xué)案例，這使非計算機專業(yè)學(xué)生很難產(chǎn)生“共鳴”，教學(xué)效果自然達不到理想的目標(biāo)。
　　1.3教學(xué)重點模糊
　　在目前的教學(xué)過程中，無論是計算機專業(yè)還是非計算機專業(yè)都沒有結(jié)合專業(yè)著重加強相應(yīng)的知識點的教學(xué)。如我校的地球物理與信息工程學(xué)院就包括了測井、勘探、攝影測量與遙感等學(xué)科方向，而數(shù)據(jù)處理在測量工作中是最重要的一個環(huán)節(jié)。對測量數(shù)據(jù)處理往往需要解大型的方程組，這涉及到稀疏線性方程的壓縮存儲問題，可以采用三元組順序表和十字鏈表的方式。因此在測井專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容上，應(yīng)該將稀疏矩陣作為一個重點內(nèi)容，為后續(xù)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)奠定一些基礎(chǔ)。
　　1.4教學(xué)內(nèi)容取舍不當(dāng)
　　目前我校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容基本相同，沒有根據(jù)專業(yè)具體情況注意內(nèi)容的取舍。計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為56課時，并有16課時的課程設(shè)計；其他非計算機專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課時為56課時，其中有8課時實驗課，但沒有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計。在這種的情況下，讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，在教學(xué)內(nèi)容的選擇上必須注意取舍，一些理論性太強，在專業(yè)內(nèi)應(yīng)用面不夠廣泛的內(nèi)容就可以舍棄，如廣義表、動態(tài)存儲管理以及外部排序等內(nèi)容。
　　
　　2 “因?qū)I(yè)施教”的教學(xué)過程研究
　　
　　2.1加強以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為核心的課程群建設(shè)
　　目前，國內(nèi)高校在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)研究中的實驗教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化等方面取得了一些實踐性成果，但在課程綜合體系建設(shè)方面仍然有一些不足[1]。非計算機專業(yè)教學(xué)時尤其要強調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其他相關(guān)課程的緊密銜接，并將離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、圖形學(xué)、圖像處理等課程的主要知識點分散、穿插、融入到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，從而優(yōu)化整個課程體系結(jié)構(gòu)。
　　2.2面向不同專業(yè)學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)方法研究
　　教學(xué)是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的過程。教學(xué)方法是否適當(dāng)，是否適合教學(xué)對象，是影響教學(xué)效果的關(guān)鍵部分?，F(xiàn)有的主要教學(xué)方法包括[2]：啟發(fā)式教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、案例教學(xué)法以及討論式教學(xué)法等。每種方法只適合應(yīng)用于某些特定的情形，課題組根據(jù)不同的專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象，采取了不同的教學(xué)方法。例如，計算機專業(yè)、電子專業(yè)的學(xué)生采用啟發(fā)教學(xué)方法，教學(xué)中注意講解知識點時要盡力去打破學(xué)生頭腦中的“平靜”，激發(fā)學(xué)生思維活動，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題，歸納總結(jié)出一般規(guī)律或概念[3]。這種方法注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新精神。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，石油勘探專業(yè)適合于任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法?？碧綄I(yè)具有很強的專業(yè)背景，教師根據(jù)勘探專業(yè)教學(xué)大綱要求，精心設(shè)計地震數(shù)據(jù)處理實例任務(wù)，將教材中每個章節(jié)的重點、難點內(nèi)容專業(yè)化、具體化、形象化、采用任務(wù)驅(qū)動法對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程展開教學(xué)。管理專業(yè)以及測井專業(yè)采用案例教學(xué)法。圍繞教師所提供的測井系統(tǒng)軟件案例，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，積極進行閱讀、思考、分析、討論和實踐，從而達到深刻理解問題的原理和本質(zhì)，提高分析問題和解決問題的能力，養(yǎng)成探究性的學(xué)習(xí)態(tài)度的目的。我校案例教學(xué)具體實施地點在多媒體教室，學(xué)生每人配備一臺機器，能夠完成實時網(wǎng)絡(luò)教學(xué)任務(wù)。
　　2.3面向不同專業(yè)學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容改革
　　針對不同院系制訂合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，評估教學(xué)內(nèi)容的取舍方案，通過突出重點內(nèi)容，充實數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的專業(yè)應(yīng)用環(huán)節(jié)。例如，測井專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容除了稀疏矩陣的應(yīng)用外，由于測井信息通道不斷增加，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大，必須對采集的數(shù)據(jù)在傳輸前后分別進行壓縮。哈夫曼編碼在測井?dāng)?shù)據(jù)的無損壓縮方面發(fā)揮著重要作用。另外，在勘探專業(yè)地質(zhì)建模中，通常需要對大規(guī)模地震數(shù)據(jù)進行分析以發(fā)現(xiàn)地下潛在可能的油氣資源。地震數(shù)據(jù)的存儲，八叉樹是一種有效的方法。最短路徑在井間地震層析成像開發(fā)中發(fā)揮著重要作用。因此，在講解二叉樹的基礎(chǔ)內(nèi)容時，有必要擴展一些八叉樹的知識；在講解圖的應(yīng)用時要注意結(jié)合井間地震數(shù)據(jù)層析成像的實際例子。
　　2.4面向不同專業(yè)學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)改革
　　實踐教學(xué)是課堂理論教學(xué)的延伸和補充。培養(yǎng)并提高學(xué)生的實踐能力是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的基本目標(biāo)。不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的側(cè)重點相同。例如，電子專業(yè)在學(xué)習(xí)計算機語言時側(cè)重硬件方面的應(yīng)用，缺乏計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)訓(xùn)練，軟件工程的概念不強；管理專業(yè)、測井專業(yè)以及勘探專業(yè)學(xué)生具有較好的軟件編程基礎(chǔ)，但邏輯抽象能力特別是面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計能力欠缺。即便是同一專業(yè)的不同學(xué)生，他們的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)能力各不相同。如果采用“一刀切”式的尺度要求所有同學(xué)，往往起不到良好的教學(xué)效果。為了達到“因?qū)I(yè)施教”的目的，在進行“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”實踐教學(xué)時，課題組采用層次化設(shè)計思想，把實驗自下而上分為概念基礎(chǔ)層、應(yīng)用基礎(chǔ)層、應(yīng)用提高層和綜合層四個層次[4]。在進行試驗教學(xué)時，管理、電子專業(yè)同學(xué)以概念基礎(chǔ)層、應(yīng)用基礎(chǔ)層實驗為主，適當(dāng)增加綜合層設(shè)計題目，以提高學(xué)生軟件工程的意識。如測井專業(yè)學(xué)生以應(yīng)用基礎(chǔ)層試驗為主，以測井工程中的具體問題為背景，強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，使同學(xué)們體會到“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門抽象理論與實踐緊密聯(lián)系、非常有趣味的課程，從而激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣；勘探專業(yè)學(xué)生實踐教學(xué)圍繞理論課的綜合層設(shè)計任務(wù)展開，各任務(wù)之間要耦合緊密，形成循序漸進的梯度，組成一個“任務(wù)鏈”。將同學(xué)們分為3～4人一組，確定小組成員的角色與任務(wù)。在這個過程中教師應(yīng)該提供必要的與勘探數(shù)據(jù)處理相關(guān)的學(xué)習(xí)資料、參考方法等，為學(xué)生完成任務(wù)提供資源支持，使學(xué)生透徹理解各種數(shù)據(jù)對象的特點，學(xué)會數(shù)據(jù)的組織方法和實現(xiàn)方法，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，甚至改造基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進一步培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計能力。
　　
　　
　　3結(jié)語
　　
　　“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程在計算機科學(xué)與技術(shù)中的地位舉足輕重，也是石油相關(guān)專業(yè)的一門必修課程。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)積極探討，尋找有效的教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能使學(xué)生真正學(xué)好“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”。在非計算機專業(yè)學(xué)時少以及前序課程不足等因素的限制下，完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)工作并取得滿意的教學(xué)效果，是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。本文綜合實際教學(xué)經(jīng)驗在教學(xué)方法和實驗方法上提出了一些方法和原則，從我校多年的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)實踐看，采取了這些措施和方法后，學(xué)生明顯感到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)好學(xué)多了，教學(xué)效果得到了顯著提高。
　　
　　
　　參考文獻：
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