摘要：在具體分析數據結構實踐教學現狀的基礎上，重點闡述近幾年來針對數據結構實踐教學進行的教學改革和調整措施以及下一步實踐教學中的改革探索要點。

關鍵詞：數據結構；實踐教學；分層教學；微課

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）15-0019-03

Data Structures Practice Teaching Exploration

MU Cui-xia

（China Womens University， Beijing 100101， China）

Abstract：On the basis of analyzing the present status of the practice teaching of data structures in China Womens University， the teaching reform and adjustment measures for the practical teaching in recent years are introduced. And the key points of future reform are pointed out..

Key words：Data Structures； practice teaching； hierarchical teaching； Micro-Course Video

1 引言

數據結構課程是計算機科學與技術專業(yè)的專業(yè)基礎課和核心課，也是計算機程序設計的重要理論和實踐基礎，其學習效果直接影響到學生的數據抽象能力和程序設計能力[1]。數據結構實踐課與理論課相輔相成，是學生驗證、掌握和應用數據結構理論的重要途徑[2]。，但是課程特點、學生的整體素質水平和基本程序設計能力等多因素影響了實踐教學進度和效果，進而影響了整個課程的教學效果。

2 數據結構實踐教學現狀

1）首先，要客觀地認識到，不同層次高校的學生整體素質，尤其是學習能力確實存在一定差距。只有坦然地承認差距，才能認真、耐心地了解學生學習過程中的困難和需求，才能坦然地采取一些雖不夠“高大上”，卻符合教學對象實際情況的教學措施，從而實實在在地提高教學質量。

2）數據結構教學是在第3學期，學生在第2學期剛學完C程序設計基礎。但學生在C程序設計基礎課程中主要學習和接觸的是簡單數據類型和單個函數程序，側重于基本語法學習，而對數據結構實踐中大量用到的頭文件、結構體、指針、遞歸、多個函數的定義調用及在主函數里測試等實踐得相對少，理解較淺。因而對于數據結構課程，不少學生覺得上課能聽懂，上機時無從下手或者程序錯誤很多。

3）傳統(tǒng)的數據結構實踐教學形式，教師布置實驗任務，適當指導，學生獨立完成，然后由教師驗收。這種方法的優(yōu)點是能夠充分發(fā)揮學生在算法設計方面的主觀能動性，不足是數據結構設計和程序設計的難度較大，學生可能會感到無從下手，教師進行指導難度較大，實踐進度和效果不好控制[2-3]。

4）教材的選擇上，最初選擇了大部分高校采用的經典教材嚴蔚敏C語言版，也是考慮到考研參考書目需求。在教學過程中，也發(fā)現教材不適合我們學生的實際情況，比如類C的算法描述，使得程序設計思想和實踐能力還不太成熟的學生在理解上有困難，在實踐時覺得難以開始[4]。

5）另外，新實施的教學計劃中課時減少也是一大挑戰(zhàn)，需要對理論教學內容和實踐內容進行調整，首先抓好數據結構的基本和重點內容，而不能面面俱到。

3 數據結構實踐教學改革和調整措施

在具體分析數據結構實踐教學現狀的基礎上，可增設C程序課程設計，加強基礎知識實踐要求，調整課程大作業(yè)安排，發(fā)掘貼近實際案例和知識背后的故事，靈活運用微課等措施，進一步增強學生實踐積極性，提高實踐教學質量。

3.1增設C程序課程設計環(huán)節(jié)，彌補課程銜接問題

為了進一步提高學生動手編程實踐能力，一定程度上解決因學生基礎薄弱導致的課程銜接問題，可增設兩周共16學時的C程序課程設計。

在數據結構學習中，學生覺得在理論課上算法思想能聽明白，一到上機就感覺無從下手；覺得代碼出錯誤時，調試修改難。這說明三方面有待加強：一是從分析問題到給出解決問題算法步驟的能力，二是從理清算法步驟對應到編寫源代碼的能力，三是程序調試實踐能力。因此，在此課程設計環(huán)節(jié)中要加強問題分析訓練，根據給出的問題，分析出解決的主要思路，進而給出細化的偽代碼或者流程圖。要加強編碼和調試訓練，學生根據細化流程圖編寫出源代碼，調試測試程序。因此，教學中采取具體改革措施如下：

1）時間和內容安排：在第3學期的前兩周，開展C程序課程設計，數據結構從第3周開始。結合多年來的教學經驗，針對學生上學期C程序設計實踐的薄弱點和數據結構實踐的具體需要，專門編寫了課程設計指導書。為了進一步強化學生編碼規(guī)范，指導書中給出了明確的代碼書寫要求和編碼原則，在實踐過程中進行督促并納入考核點。為了讓學生復習和掌握基礎的知識要點，并能靈活運用在實踐案例中，設計了基礎和提高層次的例題和實訓題目。在例題中強調算法分析，采用偽代碼或者流程圖進行算法分析訓練，并給出參考源碼。在掌握例題的基礎上，要求學生獨立完成實訓題目。涉及的知識要點包括輸入輸出、常用數據類型和函數、分支結構和循環(huán)結構、數組、函數、結構體、指針以及文件等。然后進行分組合作完成一個綜合課程設計，讓學生從軟件開發(fā)的角度開始分析問題、解決問題，教師對開發(fā)過程進行適當指導。另外，指導書中給出了兩個完整案例給學生參考，拓展案例由小到大、由淺入深，使設計的功能越來越完善。指導書努力做到幫助學生從低到高的逐步提高編程和動手能力。

2）實踐考核方式：以考核方式引導整個實踐過程?？己丝偝煽冇苫A練習（例題和實訓題）和綜合課程設計兩部分組成。根據銜接數據結構課程教學需要以及學生的具體學習基礎情況，為了最大程度調動學生實踐積極性和能動性，基礎練習比例從40%逐步調整到70%，課程設計比例從60%調整到30%；從只有綜合課程設計答辯，調整為當前的基礎練習也進行抽查答辯，答辯內容包括設計思想、代碼分析、結果分析、經驗體會等，進一步突出基礎的重要性。四次共16節(jié)課中都明確給出任務清單，并及時了解每次課的任務完成情況，針對具體問題及時集中或者個別指導?？紤]到實踐內容較多，基礎練習答辯一般安排在第2和3周，另外由于跟數據結構內容的連貫性，答辯可適當占用前2周數據結構上機時間和課外時間。但是，綜合課程設計的答辯會適當延長到第5周，為了促進分組合作的有效性，每個人對合作都要負責任，采取當天隨機抽取一人負責答辯的方式。另外，下一步計劃嘗試基礎練習采取2人一組，共同討論分析完成，以應對任務多時間短、基礎薄弱學生壓力大等問題。還將設計細化的課程教學效果調查問卷，深入了解學生需求，調整教學內容和方式等。

3.2在數據結構教學中不斷加強基礎知識的上機實踐要求

考慮到學生的實際情況，在課堂教學中主要采取源碼形式來講解各種結構和算法（線性表、棧、隊列、二叉樹、查找、排序等）的實現，基礎實踐就是要求編寫函數代碼實現并在主函數中測試各種數據結構的基本算法，完成后提交源碼即可。為了夯實基礎知識，提高基礎編程能力，不斷調整對基礎知識實踐的要求，加強對基礎知識進行復習的書面作業(yè)要求，重要基礎知識點都留書面作業(yè)，將書面作業(yè)成績計入平時成績，并提高分值比例，這樣可以引導學生重視并加強。然后，將基礎知識的實踐作業(yè)提交情況和抽查答辯情況都計入平時成績，并調整分值比例。通過期末考試試卷平均成績能較明顯看到重視基礎的效果。另外，學生學習基礎和能力確實存在差異，明確分層要求哪些是必須掌握的基礎，哪些是可以擴展選做的，也是很有必要的[3-4]。

3.3調整課程大作業(yè)的安排和要求，讓不同基礎和能力的同學都能有所收獲[3]

在數據結構教學過程中，會有同學疑問，學了數據結構到底有什么用。雖然概論一章曾經講授過一些實例，但終究不如自己實踐體驗來得深刻。通過課程大作業(yè)，利用掌握的基礎知識，實現一個貼近生活的實例，是加深理解和提高能力的有效途徑。利用堆棧實現迷宮游戲，很多同學答辯完后表示很有成就感，但也確實經歷了克服困難的過程，而這一克服困難逐步解決問題的過程，也正是學生能力提高最快的階段。但也不可避免地出現了問題，比如基礎比較弱的同學，完成基礎練習都很吃力，大作業(yè)就會覺得太難，最后效果也就不理想。因此，在大作業(yè)的難度設置上，首先要考慮大部分同學的能力情況，還可以考慮有適當難度差異的題目供學生選擇。同時，如何避免學生趨向選擇小難度以及考核公平性，這是需要繼續(xù)探討的問題[5]。

這幾年教學中，有個思路調整，就是首先夯實基礎、抓好主線，在此基礎上進行拓展。比如，有學生在大作業(yè)答辯過程中，能很清晰表達算法思想、分析代碼等，但平時基礎練習卻做得不好，期末考試成績也不理想。因此，課程大作業(yè)在總成績中占分比例調整降低。另外，為了滿足基礎好的同學的學習需求，可以適當提供完整的有趣或者貼近生活的擴展案例代碼，進行讀代碼這種形式的學習，也可提供同學間分享交流機會。

3.4小舉措增強學生自信心，提高學習積極性

1）在教學中多從正面引導和肯定，增強學生自信心。如果學生有抵觸或者畏難情緒，肯定會影響學生的學習效果。教師在教學中確實需要正視學生的學習基礎和能力的現實情況，必須承認不同層次學校的學生之間學習基礎和能力差距的存在，才能理直氣壯地安排合適的教學內容和方式方法。作為中華女子學院唯一的工科系，較大比例學生不是第一志愿入學計算機專業(yè)。經過一年的學習時間，每位學生對計算機專業(yè)了解和接受程度不同，大學二年級更是關鍵的一年。因此，老師在實踐教學過程中更需要細致的情緒關懷，及時了解學生在實踐過程中碰到問題，給予積極回應或幫助。尤其在學生學習困難或者壓力大時，更要理解和尊重，耐心疏解，正面引導，具體指導，多正面肯定每次哪怕小小進步。同時，在教學進度安排上要考慮整體學生情況，抓牢主線夯實基礎為先，并注意教學內容的螺旋式進展，這樣可以一定程度上減小學生心理壓力，進而增強自信心[4]。

2）聯系實際應用，，關注技術背后的故事，激發(fā)學生學習興趣。比如，實現了隊列的基本操作之后，帶著學生一起分析和實現醫(yī)院就診排隊應用，加深對隊列邏輯結構特點的理解以及數據結構在解決較復雜問題中的應用。實現堆棧的基本操作之后，帶著學生先玩迷宮游戲，再一起分析利用堆棧如何實現走迷宮。在講赫夫曼編碼前，先引入赫夫曼當初發(fā)明赫夫曼編碼的背景故事，引起學生的好奇心和求知欲。類似這些小舉措卻可以激發(fā)學生的學習興趣。

3）一起營造分享、合作、互助和積極的學習氛圍。鼓勵學生在實踐過程中多討論，大作業(yè)合作完成，遇到困難互相幫助。發(fā)現有優(yōu)化算法的例子，老師及時表揚并讓學生跟大家一起分享討論，從而營造積極的集體學習氛圍。

3.5發(fā)揮微課在數據結構實踐教學中作用

互聯網+時代的教育改革，將以學生和學習為中心，創(chuàng)造性地利用信息技術，提高教與學的效率，改善教與學的體驗，更好地滿足個性化的學習需求?！胺D課堂”模式中，學生在課外通過看視頻講座、閱讀功能增強的電子書等形式，自主規(guī)劃學習內容、學習節(jié)奏、風格和呈現知識的方式來完成知識的學習。而在課堂上教師答疑解惑，有更多的時間與每個人交流，學生之間也可以討論，可以開展知識運用的實驗實踐等，最大程度地滿足學生的個性化學習需要。微課是實現“翻轉課堂”教學組織形式的一種常用的課件設計方案，它基于學科的核心知識點設計而成，以短小教學視頻為核心的、具有明確教學環(huán)節(jié)的結構化和微型化在線教學課件?；谖⒄n的翻轉課堂教學模式能更好地做到分層教學、因材施教，而且更有利于學生的個性發(fā)展。

分析女院計算機專業(yè)學生的具體情況，結合數據結構課程本身的特點，完全實現翻轉課堂難度極大，但是將微課作為傳統(tǒng)課堂的一種延伸和補充，將會更好地滿足學生的學習需求，改善教學效果。在算法設計實踐過程中，最容易發(fā)現學生的不同學習能力和需求，也更適宜開展微課應用，也利于教師不斷總結和完善重點和難點的教學方法方式[6-7]。比如稍慢于實踐進度的，有疑問可通過微課進行回顧，自行安排學習和實踐進度。快于實踐進度的，可通過補充視頻自學來加大實踐力度，拓展學習和實踐內容。

另外，本學期選擇了李春葆版的數據結構教程，屬于升級微課版，書中附帶了一些微課，直接掃描二維碼即可看視頻，方便了學生預習和復習。另外總結學生實踐過程的常見問題等需求，自行制作相應微課資源，比如vs2010使用指南微課，常見錯誤調試方法，赫夫曼編碼預習微課等。這樣可以更好地補充和輔助學生的課堂內外的學習與實踐，滿足學生個性化需求。

4 結語

在數據結構實踐教學中，堅持夯實基礎和抓住主線，根據學生實際情況及時調整實踐內容、進度安排和考核方式等，努力激發(fā)學生學習興趣，營造積極學習氛圍。適當引入微課資源，也將更好地進行分層教學，滿足個性化的需求。

參考文獻：

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[4]劉小飛，李社蕾，李明杰.應用型本科高校數據結構教學改革初探——以三亞學院為例[J].科教導刊（上旬刊），2017（07）：130-131.

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