趙耀紅，孫 宇

(長春大學(xué) a.計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院;b.特殊教育學(xué)院，長春 130022)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)的實踐與探索

趙耀紅a，孫 宇b

(長春大學(xué) a.計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院;b.特殊教育學(xué)院，長春 130022)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)是這門課程的一個重要環(huán)節(jié)。本文闡述了目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)中存在的問題，進而提出了提高教學(xué)質(zhì)量的方法和手段。通過對實驗教學(xué)改革的實踐，使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實驗教學(xué)取得了良好的效果。關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)教學(xué)方法

0 引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計算機科學(xué)與技術(shù)及信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)的核心課程之一，同時也是一門實踐性很強的課程。在這門課程的教學(xué)過程中，要求學(xué)生既要學(xué)好理論知識，又要學(xué)會分析、研究計算機加工的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特性，更要掌握解決問題的能力，并且能夠編寫出結(jié)構(gòu)清晰、正確易讀的算法。而要想學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高程序設(shè)計水平必須經(jīng)過大量的實踐，在實踐中體會構(gòu)造性思維方法，掌握數(shù)據(jù)組織與程序設(shè)計的技術(shù)。實驗教學(xué)的重要程度不亞于課堂知識的傳授，它是高等院校教學(xué)不可或缺的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用是其他任何教學(xué)形式都無法取代的。

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)存在的問題

目前大多數(shù)院校對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程的實驗教學(xué)的現(xiàn)狀都不太樂觀，分析其主要原因有以下幾點:

(1)課程難度大

在教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度較大，理論性太強。的確，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程涵蓋的相關(guān)知識理論性很強，內(nèi)容豐富，涉及到的算法非常多。尤其對于數(shù)據(jù)在內(nèi)存當(dāng)中的存儲方式很難形成直觀的了解，所以在理解上存在一定難度。課程中涉及到的樹和圖等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，查找和排序的方法比較多，這些又都是這門課程的重點，要求學(xué)生是必須要掌握的。而課程中涉及到的算法邏輯性強，對先修課程C語言程序語言和離散數(shù)學(xué)又有一定的要求。這使得學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定的困難。并且由于知識點掌握不扎實，不能用于解決實際問題，所以學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，認(rèn)為學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”沒有實際用途。

(2)編程能力差

這門課程的先修課是程序設(shè)計，而大多數(shù)院校學(xué)習(xí)的都是C語言程序設(shè)計。在語言程序設(shè)計中偏重的是基本語法的學(xué)習(xí)，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗中需要大量用到結(jié)構(gòu)體、函數(shù)、指針、頭文件等，這些恰恰是學(xué)生學(xué)得較少，理解不好的內(nèi)容。所以在編程過程中，面對問題時很難有清晰的算法思想，也無法將算法思想轉(zhuǎn)變?yōu)檎_完整的程序代碼。學(xué)生很難把程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，對于教材中的算法不知道如何用程序來實現(xiàn)，而在編譯過程中又不知道如何調(diào)試，查找錯誤修改程序。程序不能執(zhí)行，各方面屢屢碰壁使得學(xué)生對于各類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法更加難以理解和應(yīng)用，如此一來，學(xué)生漸漸地失去興趣，最后放棄了對這門課程的學(xué)習(xí)。

(3)實驗項目不合理

一般在實驗過程中，題目的選擇都是教材中的一些算法或是課后的練習(xí)，或者是課后的實驗。教材中的算法是無法直接在機器中執(zhí)行的，必須要把算法思想轉(zhuǎn)化成完整的程序才行，所以實驗前沒有充分考慮數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)，程序的設(shè)計，上機是無法執(zhí)行的，只會讓錯誤百出。而課后的一些題目難易程度不同，沒有很好的引導(dǎo)和很強的編程能力也是無法自行完成的。

(4)實驗教學(xué)方法單一

通常的教學(xué)方法是教師在課堂上直接向?qū)W生灌輸理論知識，提供相關(guān)的算法，學(xué)生直接上機調(diào)試程序，跟著教師操作。實踐證明，這種教學(xué)方法效果并不理想，主要問題是學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力差，缺乏獨立分析問題的能力，無法充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

2 實驗教學(xué)改革

針對以上的分析，改革主要從以下幾個方面進行:

(1)實驗題目的改革

西南地區(qū)連年干旱氣象地理原因分析及應(yīng)對措施建議…………………………………… 孫洪泉，高 輝，張海濱(8.21）

由于上機時間有限，學(xué)生的編程能力又較弱，所以題目的選擇就尤為重要。實驗題目按照由易到難的順序進行。

①基本算法題目。首先針對課堂上講解的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本算法給出程序的大體框架和相關(guān)算法，主要是用來驗證算法的基本思想。

②應(yīng)用題目。利用已經(jīng)學(xué)過的基本操作，來完成一些具體的應(yīng)用問題。這種類型的題目主要是讓學(xué)生使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決一些應(yīng)用問題，了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。同時鍛煉了學(xué)生的編程能力。

以線性表這一章為例，課堂上講授了線性表的順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯σ约斑@兩種存儲方式的基本操作，那么上機的基本算法題目就可以選擇教材中的這些算法。并且給出這些算法的頭文件，源文件的組織結(jié)構(gòu)，給出完整程序的框架，讓學(xué)生去填寫框架中的基本操作，也就是函數(shù)。接下來要求學(xué)生完成一些實際應(yīng)用問題，如線性表逆置、約瑟夫環(huán)等。

題目的選擇難易程度要有區(qū)分，針對學(xué)生的不同情況選擇難易程度不同的題目，使基礎(chǔ)差的同學(xué)也能充分參與進來，基礎(chǔ)好的同學(xué)也能夠很好地得到鍛煉。題目要有趣味性，最好能與實際生活中的事物相聯(lián)系，這樣能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也能夠讓學(xué)生對知識點更好地理解。

(2)實驗教學(xué)方法的改革

對于實驗教學(xué)不能只是采取學(xué)生上機，老師在機房里解決個別同學(xué)提出的問題，而是應(yīng)該采用各種方式方法相結(jié)合的手段，來提高實驗的教學(xué)質(zhì)量。

①課堂答辯式。組織學(xué)生分組進行答辯，通過老師的提問，考查學(xué)生的掌握情況，讓學(xué)生意識到自己還有哪些問題解決得不充分，同時也提高了學(xué)生的表達能力。加強了學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和借鑒。

②插入式講解。實驗教師與主講教師全程跟蹤實驗進程并指導(dǎo)，巡視檢查，對于所做實驗相關(guān)的共性問題隨時進行講解。

③任務(wù)驅(qū)動。在教學(xué)過程中，學(xué)生在教師的幫助下，緊緊圍繞一個共同的任務(wù)活動中心，在強烈的問題動機的驅(qū)動下，通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動應(yīng)用，進行自主探索和互動協(xié)作的學(xué)習(xí)，并在完成既定任務(wù)的同時，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生帶著真實的任務(wù)在探索中學(xué)習(xí)。任務(wù)要具有真實性，所謂真實的任務(wù)是指任務(wù)應(yīng)當(dāng)與學(xué)生的現(xiàn)實生活密切相關(guān)，源自生活，這樣的任務(wù)才能引發(fā)學(xué)生的探究欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教師主要是方法上的指導(dǎo)，還可結(jié)合實際應(yīng)用作一些啟發(fā)性的提問，使學(xué)生知道從哪里入手做，以及從哪些方面可以作些變化。例如，在解決最短路徑問題時，可以提前安排學(xué)生分組討論有關(guān)交通咨詢的問題，從旅客和司機的不同角度提出各種問題，如旅客要求交通費用最省或途中所需時間最少等等，而對于司機來說里程和速度是他們最感興趣的信息。由此類問題出發(fā)進一步提示學(xué)生如何確立圖的結(jié)構(gòu)，獲取所需的信息，找出解決問題的一些方法。

④實驗手段的現(xiàn)代化。把計算機網(wǎng)絡(luò)、資源共享、遠程訪問等應(yīng)用到教學(xué)實驗中。

(3)實驗實施過程的改革

通常實驗課是學(xué)生1人獨立完成的，但是針對一些應(yīng)用型題目或綜合性題目，教師可以將學(xué)生進行分組，2－5人為一個小組，然后分組實驗?？梢杂山M長負責(zé)組織組員進行討論，共同解決問題，所有組員都參與進來。組與組之間對于解決相同問題采取的不同方法也可以進行比較和討論，這樣有利于對問題的更深入理解，同時也鍛煉了學(xué)生的團隊協(xié)作精神，增強溝通能力。

在實驗實施過程中，教師要起到一個引導(dǎo)的作用，適時地幫助學(xué)生逐步理清問題的思路。對于一些常見的錯誤或問題，統(tǒng)一進行講解，及時糾正。

(4)實驗考核評價的改革

必須注重實驗結(jié)果的考核，下課前教師可以以小組為單位檢查實驗情況，課后要求學(xué)生書寫實驗報告，其中要包括實驗結(jié)果。以便教師發(fā)現(xiàn)問題，能夠適時解決。并且實驗課程也作為期末成績的10%，在分?jǐn)?shù)上給予一定鼓勵。

4 結(jié)語

幾年的實踐和探索證明，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗課程改革的成功應(yīng)用，使教師看到傳統(tǒng)教學(xué)模式改革的必要性和方向。這些改革在實踐過程中取得了較好的效果。通過由易到難、循序漸進地實驗學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析、解決問題的能力。在這個過程中，學(xué)生還會不斷地獲得成就感，可以更大地激發(fā)他們的求知欲望，培養(yǎng)其獨立探索、勇于開拓進取的自學(xué)能力。因此不斷的探索、改革和創(chuàng)新是我們永不能停歇的腳步。

［1］嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2001.

［2］張桂芬，李海濱.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)的改革與探索［J］.高教論壇，2008(3):105－106.

［3］吳英杰，王一蕾，王曉東.面向問題求解的實踐教學(xué)模式——“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”實踐教學(xué)改革［J］.計算機教育，2007(7):31－33.

Practice and Exploration about Experimental Teaching of Data Structure

ZHAO Yao-honga，SUN Yub

(a.College of Computer Science and Technology;b.Special Education College，Changchun University，Changchun 130022，China)

The experimental teaching of data structure is an important part of this course.This paper describes the problems existing in the experimental teaching of data structure，and presents ways and means to improve the quality of teaching.Through the practice of reform，the experimental teaching of data structure obtains good results.

data structure;experimental teaching;teaching method

TP311.12

A

1009－3907(2012)04－0413－03

2012-02-28

吉林省教育廳教學(xué)研究項目(SSYB10-03)

趙耀紅(1975-)，女，吉林長春人，講師，碩士，主要從事數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息系統(tǒng)、計算機軟件教學(xué)與研究。

責(zé)任編輯:吳旭云