提高“数据结构”课程教学质量的方法研究

姚保峰

（蚌埠学院 计算机科学与技术系，安徽 蚌埠 233000）

数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程[1]，是计算机及相关专业的一门重要的专业核心基础课，在整个计算机课程体系中具有重要的地位.数据结构的掌握程度对学习计算机专业的其他相关课程（如操作系统、编译原理）具有重要影响[2].通过学习这门课程，学生将更加深入的掌握程序设计语言的相关知识并灵活应用，提高编程能力，最重要的是掌握了解决各类问题的一般方法.但是数据结构是一门抽象度高、理论性强的课程，教材大多采用伪代码描述数据结构及相关算法[3]，因而学生的掌握情况往往并不理想.本文从数据结构课程的教学方法、教学内容、课程实验及考核方法等多个方面讨论如何提高课程的教学质量.

1 改革教学方法

1.1 强化学生编程能力，为顺利教学打好基础

在数据结构的教学过程中，一个突出的问题是学生的程序设计基础较差.目前大多数学校采用C语言实现数据结构的相关算法，但是学生的C语言掌握情况往往并不理想，尤其是指针和结构体部分是薄弱环节，而这部分内容在数据结构中恰恰是应用的最多的.针对这一问题，在学习数据结构内容之前，有必要先花少量时间对这部分内容进行强化，通过一个具体案例（如通讯录管理系统）加强学生对相关知识的理解.这样不仅为后续课程的学习打好了基础，也提高了学生的编程能力.

1.2 采取案例式教学，激发学生学习兴趣

数据结构是一门理论性很强的科目，大量的理论知识使学生的学习倍感枯燥，严重降低了学生的学习兴趣.为了更好的调动学生的学习积极性，采用案例式教学可以达到较好的效果.教师在备课时针对主要的知识点合理的选择既能够吸引学生又能够说明问题的案例，在教学过程中围绕给出的案例引导学生思考、分析和讨论问题，并在教师的指导下找出解决问题的方法.这样就使数据结构中很多抽象的概念变得具体化，缩短了理论与实际的差距，让学生感到学有所用，而不是仅仅停留在理论层面上.同时，这种方式显然比传统的说教式教学更具趣味性，更能充分地调动学生学习的积极性和主动性.表1是笔者在教学中为主要知识点选取的教学案例.

表1 教学案例的组织

采用案例式教学要注意案例的设计必须符合学生的认知规律，尽量做到由易到难、由简到繁，从而体现知识的渐进积累的过程.比如对栈的讲解，可以先举一个“手枪压子弹”的简单的案例，帮助学生理解相关的概念，然后再处理“老鼠走迷宫”的案例.在讲解案例的过程中引出相关的知识点，再逐步扩展.

1.3 充分利用现代化教学手段，提高课程教学质量

当前，现代化教学手段已经被大量应用于课堂教学中，并引起了多方面的变化.相对于传统的教学手段而言，现代化教学手段改变了学生认识事物的过程，把感知、理解、巩固、运用融合为一体，图、文、声、影并茂，将教学内容以有利于学生认知的方式呈献给学生，能够更加直观地引导学生揭开事物的本质及内在联系.在数据结构的教学过程中，应当充分利用现代化教学手段，包括多媒体课件、网络课堂及在线问答测试等都可以有效提高学生的学习兴趣.如在讲解一些典型算法（“图的遍历”、“构造哈夫曼树”等）的时候，在课件中用Flash动画将整个过程模拟演示出来，能够使学生更容易理解算法中每个步骤的含义；对于每章的重点及难点内容可以在网上教学平台加以强化，对一些学有余力的同学也可以在网络上给出一些深入学习的建议及参考资料；此外，在网络上开设师生互动问答版块及自助测试系统也有利于学生进行自主学习.

2 改革实践教学

2.1 合理组织实践教学内容，调动学生学习积极性

考虑到数据结构的理论抽象性和复杂性，学生理解起来比较困难，因此在实践过程中同样要注意充分调动学生的学习积极性.教材上的很多实例往往脱离实际问题，学生面对这样的实验很难产生兴趣，如果能够把每个问题都放到具体的情境中，就能够使学生产生解决问题的欲望.在完成一些基础任务的前提下，可以让学生在用自己的方法实现表1给出的教学案例，这样既使实验具有趣味性，又与课堂教学内容紧密衔接.

2.2 采用“分层分组”的实践教学模式，增强合作和竞争意识

“分层分组”教学就是有机的结合班级教学和小组教学两种教学组织形式，按照学生在学习基础、学习能力等方面的差异，将同一个班级的学生划分为若干个层次，使不同层次的学生混搭配合，实施分组合作的学习方法.传统实践教学以学生个体学习为主，学生在实践过程中互相之间缺少交流，不利于团队合作意识的培养.采用分层分组教学更能够体现因材施教的教学原则，且加强了学生之间的合作交流，符合现代社会对团队型人才的需求.在分层分组策略上，采用以学生自我定位为主、教师建议定位为辅的方法，客观公平的按照学生的学习基础及学习能力进行分组，避免在分组时打击学生的自信心.在实际操作中，首先将学生分为三个层次：A层是学习基础和能力较强的学生；B层是学习基础和能力一般的学生；C层是学习基础和能力较差的学生.然后对各层的人数进行混合搭配，每组4～6人，使各个小组的配置尽可能的均衡，并在每个组设一名组长，由该组学习协调能力均较强的学生担任，负责与教师联络沟通实践情况.在设计实验任务时，以B层次学生的能力为基准，将实验任务细化为若干个子任务，并指出子任务中哪些属于高级任务，哪些属于主要任务，哪些属于基本任务，要求A层次的学生完成包含高级任务的全部任务，B层次的学生完成主要任务，C层次的学生完成基本任务.学生在完成实验的过程中，可以首先对任务进行集中讨论，确定方案后各自独自完成具体代码.采用“分层分组”的实践教学过程中，教师要注意适时的对各小组的实验情况作出公正的评价，包括小组竞争方面的评价和小组内部合作情况的评价等；同时，也要注重对不同层次学生的个体评价，对有突出创新表现和进步幅度较大的学生给予鼓励.“分层分组”的实践教学机制充分体现了学生为主体的教学思想，能够兼顾不同层次学生的情况，增强了学生的合作意识和竞争意识.

3 改革考核方法

考核是检验学生学习成果和教师教学效果的主要手段，也是教学过程中的重要环节.数据结构课程的期末考核不能简单的以卷面考试成绩为最终结果，而应该充分考察学生的综合能力，因此本课程的考核采用多项指标相结合的考核方式.具体指标包括学生的出勤情况、作业完成情况、实验成绩及期末考试成绩等，将这些指标按比例综合计算.在实验成绩中，不仅包含学生的最终实验成果，学生的合作互助能力、沟通协调能力也作为其实验成绩的一部分进行考查.新的考核方法打破了只看考试分数，不看综合素质的传统成绩评定方式，有利于学生素质的全面发展.

4 结束语

数据结构是计算机及相关专业的重要专业基础课，进行课程教学改革有利于实现“培养应用型、创新型人才”的人才培养目标.教学改革应以培养学生学习兴趣、提高学生学习积极性为着眼点，达到学生能够自愿学习、具备自主学习能力的目的.本文从教学方法、课程实践及考核方法等方面提出了数据结构课程教学的一些改革措施，在实际教学中可以看出，整体教学质量取得了显著提升.相对于传统的教学方式，学生的理论水平、程序设计能力和团队合作能力均有了一定的提高，同时也为后续相关课程的学习奠定了坚实的基础.

〔1〕严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版)[M].清华大学出版社,2001.

〔2〕高岚.以培养实践能力为核心的“数据结构”教学方法探讨[J].吉林工程技术师范学院学报,2008,24(8):49-51.

〔3〕马晓波,刘利民,郭琳,秦俊平.“数据结构与算法”实验教学改革的实践与探索 [J].内蒙古农业大学学报,2012,14(3):186-187.

〔4〕赵耀红,孙宇.数据结构实验教学的实践与探索[J].长春大学学报,2012,22(4):413-415.

〔5〕张桂芬,李海滨.数据结构实验教学的改革与探索[J].高教论坛,2008(3):105-106.