段明秀　王從銀　周鐵　彭勝

摘要：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機科學(xué)、通信工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課，對培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力及創(chuàng)新能力起著關(guān)鍵作用。課程學(xué)習(xí)難度大，內(nèi)容枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。實驗教學(xué)是提高教學(xué)效果的重要手段。針對實驗教學(xué)中存在的問題，對實驗教學(xué)進行一系列的改革，以幫助全面提升課程教學(xué)效率及質(zhì)量，促使學(xué)生成為社會發(fā)展所需的復(fù)合應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；算法；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實踐教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）18-0129-02

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機科學(xué)、通信工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課，是介于數(shù)學(xué)、計算機硬件和計算機軟件之間的核心課程.主要研究非數(shù)值計算問題，是解決實際問題的重要橋梁，也是設(shè)計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序和大型應(yīng)用程序的重要基礎(chǔ)。但由于課程的高度抽象性，以及它需要程序設(shè)計語言作為基礎(chǔ)，教材僅有偽代碼而沒有完整代碼使得學(xué)生對課程的知識難以理解，算法思想難以吃透。實驗教學(xué)通過將偽代碼“翻譯”成程序，不僅能夠提高學(xué)生的計算思維能力，在翻譯的過程中加強了對算法思想的理解。實驗教學(xué)有效提高了學(xué)習(xí)的效果從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。但目前傳統(tǒng)的實驗教學(xué)尚存在以下問題：

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

1.1內(nèi)容難度大且抽象

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容多，主要包括線性表，堆棧和隊列，串，樹，圖，查找，排序等章節(jié)，特別是圖，查找，排序章節(jié)，不僅數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，算法設(shè)計內(nèi)容較多且難度大。每個章節(jié)都使用抽象數(shù)據(jù)類型，學(xué)生難以理解。

1.2學(xué)生編程基礎(chǔ)參差不齊

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要程序設(shè)計語言做基礎(chǔ)，學(xué)生由于學(xué)習(xí)興趣，理解力等差異導(dǎo)致編程基礎(chǔ)不同。而且由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用偽碼描述算法，部分編程基礎(chǔ)差的學(xué)生難以將偽碼翻譯成程序，不僅翻譯的程序有很多語法錯誤，需要很多時間去解決，而且有時需要學(xué)生掌握調(diào)試技巧，理解算法思想，才能在實驗教學(xué)時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，由此導(dǎo)致較多學(xué)生對課程的實驗教學(xué)失去興趣。

1.3實驗內(nèi)容缺乏創(chuàng)新

由于學(xué)生編程基礎(chǔ)參差不齊，實驗內(nèi)容大多只能選自教材的算法，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)大部分采用的是驗證型實驗，即將算法的偽代碼翻譯成程序。驗證型實驗不同實驗內(nèi)容互不相關(guān)、相互脫節(jié)，缺乏系統(tǒng)性和延續(xù)性，當(dāng)遇到類似的、需要知識綜合的問題時，學(xué)生缺乏從全局的角度分析和解決問題的能力，這不利于學(xué)生知識應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

2實驗教學(xué)改革措施

2.1實行分層教學(xué)，提供個性化服務(wù)

針對學(xué)生編程基礎(chǔ)，將學(xué)生分成3個層次，即基礎(chǔ)扎實，學(xué)習(xí)主動性強且學(xué)習(xí)能力強的；基礎(chǔ)一般但好學(xué)的；基礎(chǔ)差且自律性差的。每堂實驗課針對三種層次的學(xué)生布置相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容。并且對層次提高的學(xué)生實行一定的獎勵，激勵學(xué)生上進。

2.2實驗內(nèi)容豐富化

針對學(xué)生實行分層教學(xué)，必然要對實驗內(nèi)容進行設(shè)計。借助pta平臺，建立吉首大學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)題庫。根據(jù)題目難度將題庫分成3類：低、中、高難度，每類題庫題量充足，以方便實驗課時隨機抽取題目，防止抄襲，可以有效避免學(xué)生偷懶。借助pta平臺，不僅可以實現(xiàn)對學(xué)生的個性化服務(wù)，而且通過自動提交代碼，pta平臺自動判題，解決了學(xué)生對題目的解題方法的正確性驗證，即節(jié)省學(xué)生的時間，也方便教師及時查看學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?；A(chǔ)較差的學(xué)生基本采用驗證型實驗，題目從題庫中選用低級難度題目。對這部分學(xué)生，先提供算法的一部分詳細(xì)案例代碼，學(xué)生可以先從讀懂代碼來體會數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的精髓，加深對基礎(chǔ)知識的理解，然后將沒實現(xiàn)的部分依葫蘆畫瓢獨立完成（完成函數(shù)設(shè)計）。對中間層次的學(xué)生主要采用設(shè)計型實驗，給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)，題目從題庫中選用中級難度題目。中間層次的學(xué)生占學(xué)生的主體，對這部分實驗內(nèi)容要精心設(shè)計，即要考慮實驗的難度，又要有一定的應(yīng)用性和趣味性。由于設(shè)計型實驗一般難度稍大，要求學(xué)生課前進行實驗預(yù)習(xí)，人員組合可以采取3+1的形式，即3個中間層的學(xué)生，1個基礎(chǔ)扎實的學(xué)生，這種組合方式既充分調(diào)動同學(xué)的學(xué)習(xí)主動性、積極性和創(chuàng)造性，又培養(yǎng)了團隊合作精神。針對基礎(chǔ)較好的學(xué)生主要采用綜合型實驗，題目從題庫中選用高級難度題目，如迷宮求解問題，哈希表的設(shè)計等。綜合型實驗一般規(guī)模比較大，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，良好的計算思維模式，縝密的邏輯分析能力。對這部分學(xué)生不僅要求其課前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，還提供相應(yīng)的資料，做好知識儲備。

2.3實驗教學(xué)手段多樣化

為了更好地實現(xiàn)分層教學(xué)，個性化服務(wù)，除了實驗內(nèi)容進行了大量的題目準(zhǔn)備，在實驗教學(xué)過程中還要根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果，對分組進行動態(tài)的調(diào)整。在實際操作中，這種方法能有效的激勵學(xué)生進步。實驗教學(xué)的初期，需要教師在掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、學(xué)生編程能力花費較多精力。實驗教學(xué)的中期，可以采用基礎(chǔ)扎實學(xué)生幫助基礎(chǔ)較差的學(xué)生解決在實驗過程中出現(xiàn)的語法錯誤、調(diào)試問題等，促進學(xué)生的人際交流。在實驗教學(xué)的后期，選拔學(xué)生參加一些小型的軟件開發(fā)項目，結(jié)合實際軟件開發(fā)項目，讓學(xué)生學(xué)會分析問題，設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計算法，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際能力。

3結(jié)論

通過對實驗教學(xué)進行改革，使學(xué)生不僅停留在理論知識的學(xué)習(xí)，在實驗后期參與項目式軟件開發(fā)，因此在實際的軟件開發(fā)中學(xué)會如何選擇合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計有效的算法，學(xué)以致用，達到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，解決實際問題能力的目標(biāo)。同時對學(xué)生進行個性化服務(wù)，逐步提高學(xué)生的學(xué)生興趣，縮減學(xué)生的差距，全面提升課程教學(xué)效率及質(zhì)量。endprint