獨(dú)立學(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)探討

獨(dú)立學(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)探討?yīng)毩W(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)探討

Practiceteachingofdatastructureinindependentinstitute

XueChunyan

XiamenUniversity，Zhangzhou，363105，China

Abstract：Inthecourseofdatastructure，thereisaphenomenonthattheoryandpracticeareseparatedfromeachother，sothatstudentscannotapplythatknowledgeofdatastructureintopractice.Forthesecases，accordingtothecharacteristicsofthestudentsintheindependentinstitute，thewriterdiscussesthepracticeofteachingfromthreeaspects：organizeteachingcontent，experimentcontentsettings，laboratoryassessmentandotheraspectsofthecourse.

Keywords：independentinstitute；datastructure；practiceteaching

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門根底課程，也是課程體系中的核心課程之一，在計(jì)算機(jī)學(xué)科的主干課程中起到承上啟下的作用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程對(duì)根本數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和闡述，并介紹其具體實(shí)現(xiàn)的算法和實(shí)際應(yīng)用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的目的是使學(xué)生學(xué)習(xí)、分析、研究計(jì)算機(jī)加工的數(shù)據(jù)對(duì)象的特性，學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)的組織辦法，以便選擇適宜的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的操作，將現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為可以在計(jì)算機(jī)中表示和處理的問(wèn)題。

實(shí)踐教學(xué)作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程理論教學(xué)的延伸，也是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用。

作為獨(dú)立學(xué)院，我校踐行技術(shù)應(yīng)用型本科的教育理念，樹(shù)立面向市場(chǎng)的辦學(xué)宗旨，著力于加強(qiáng)學(xué)生根本技能和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，構(gòu)建“以實(shí)踐教學(xué)見(jiàn)長(zhǎng)〞為特色的課程體系，培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需要的應(yīng)用型人才。教師在教學(xué)過(guò)程中將學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)放在首要的位置上，對(duì)實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)、實(shí)施等各個(gè)環(huán)節(jié)不斷進(jìn)行探索，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，逐步改良，取得了較好的教學(xué)效果。

1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究程序設(shè)計(jì)過(guò)程中如何設(shè)計(jì)和使用合理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)解決具體的問(wèn)題的課程，是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程。但是在教與學(xué)的過(guò)程中，往往出現(xiàn)教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)的問(wèn)題，不能把教學(xué)和實(shí)踐很好地聯(lián)系起來(lái)，影響了教學(xué)效果。同時(shí)，獨(dú)立學(xué)院生源的特殊性也給授課帶來(lái)一定的困難。

筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題：

1.1內(nèi)容抽象，邏輯性強(qiáng)，不易理解

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)是概念多、內(nèi)容抽象、邏輯性強(qiáng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中不知道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)講什么，可以用在哪里。造成只注重理論學(xué)習(xí)應(yīng)付考試，而不考慮在具體程序設(shè)計(jì)中利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和解決具體問(wèn)題的應(yīng)用實(shí)踐。

1.2教學(xué)脫離實(shí)踐，實(shí)踐課效果不理想

1.2.1驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)目的

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)大局部是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)僅僅要求學(xué)生對(duì)教師課堂講述的內(nèi)容用C語(yǔ)言進(jìn)行翻譯，只需調(diào)試通過(guò)即可，對(duì)掌握利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)解決具體問(wèn)題的思路和辦法不做要求。因此，學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，不能將所學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到實(shí)際中。學(xué)生做課程設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)從下手、思路混亂，不知道如何選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1.2.2實(shí)驗(yàn)題目結(jié)構(gòu)單一，不能滿足不同層次學(xué)生的需要

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)題目?jī)?nèi)容差異小，不足應(yīng)用性和實(shí)效性，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，根底較差的學(xué)生在完成難度較大的題目時(shí)存在一些困難，而學(xué)習(xí)較好的學(xué)生感覺(jué)題目太簡(jiǎn)單，沒(méi)有挑戰(zhàn)性。

1.3學(xué)生根底較差，相關(guān)課程之間銜接不好

從生源質(zhì)量看，獨(dú)立院校的學(xué)生由于入學(xué)分?jǐn)?shù)低，學(xué)生整體水平不高，根底不好，對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握不到位，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，特別是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這類理論比擬抽象，不好理解的學(xué)科學(xué)習(xí)興趣不高。學(xué)生動(dòng)手能力和編程能力普遍不強(qiáng)。

從課程銜接來(lái)看，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)兩門課程聯(lián)系密切。C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)一般安頓在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的上一個(gè)學(xué)期，而且在后者學(xué)習(xí)過(guò)程中要用到前者的函數(shù)、指針和結(jié)構(gòu)體局部，但是這些內(nèi)容往往是學(xué)生掌握得最單薄的局部。很多學(xué)生對(duì)熟練使用指針和結(jié)構(gòu)體等內(nèi)容的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)有畏難情緒，直接影響了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)的效果。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)探討

2.1案例討論教學(xué)將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互結(jié)合

為了提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐教學(xué)效果，筆者改變?cè)械慕虒W(xué)方式，采用案例討論的方式授課。在案例討論教學(xué)法中，筆者將學(xué)生分成假設(shè)干個(gè)小組，以小組為單位進(jìn)行討論，學(xué)生在討論過(guò)程中提出問(wèn)題，筆者針對(duì)提出的問(wèn)題講解相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)提出解決計(jì)劃，并最終編程實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，還可以進(jìn)一步深化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的講解，激勵(lì)學(xué)生不斷地改良和完善程序，提高程序的性能和效率。

示例：針對(duì)線性表結(jié)構(gòu)的講解，以學(xué)生最為熟悉的宿舍管理系統(tǒng)為例進(jìn)行研究討論。首先，引導(dǎo)學(xué)生分析根本的數(shù)據(jù)信息和功能需求。根本信息包括學(xué)生信息和宿舍信息。根本功能包括增加、修改、刪除、讀寫、排序和查找。進(jìn)一步討論數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，操作對(duì)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)需求，從而引入線性表結(jié)構(gòu)的知識(shí)，幫忙學(xué)生建立學(xué)生信息和宿舍信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

其次，分析各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)辦法，從而引入線性表根本操作的具體實(shí)現(xiàn)。

最后，通過(guò)分析各個(gè)操作的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)線性表的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)順序表和單鏈表兩種方式實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)比擬和分析，最終掌握線性表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、表示辦法、各種操作的實(shí)現(xiàn)以及不同實(shí)現(xiàn)辦法的比擬分析。

通過(guò)學(xué)習(xí)案例，學(xué)生深切地體會(huì)到了線性表的特點(diǎn)以及具體應(yīng)用的過(guò)程。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相融合，到達(dá)了很好的教學(xué)效果。

我們?yōu)槊糠N數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都設(shè)置了一個(gè)案例，具體情況見(jiàn)表1。

表1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)案例情況表

這種案例討論的教學(xué)方式改變了傳統(tǒng)的教師為主的教學(xué)模式，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變成了主動(dòng)學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，增加了師生之間的交流和互動(dòng)，活潑了課堂氛圍，提高了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

2.2打好語(yǔ)言根底，掃清障礙

針對(duì)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生根底較差的客觀情況，教師在授課初期實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，應(yīng)先為學(xué)生掃清編程語(yǔ)言的障礙。筆者針對(duì)學(xué)生C語(yǔ)言學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中波及的C語(yǔ)言的知識(shí)點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行講解和練習(xí)。對(duì)C語(yǔ)言中函數(shù)、指針、結(jié)構(gòu)體局部的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)回憶，并安頓學(xué)生做一些和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的C語(yǔ)言練習(xí)題，幫忙學(xué)生掃清數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中的障礙，減輕學(xué)生對(duì)編程的畏難情緒，輕裝上陣，更好地學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的內(nèi)容。

2.3實(shí)驗(yàn)題目設(shè)置多層次、多種類

2.3.1多層次

我校學(xué)生的水平參差不齊，我們針對(duì)不同水平的學(xué)生提供不同難度的實(shí)驗(yàn)題目。實(shí)驗(yàn)題目類型分為：根底題、進(jìn)階題、提高題、綜合工程題。

示例：針對(duì)二叉樹(shù)實(shí)驗(yàn)，筆者設(shè)置了三類題目。

根底題：二叉樹(shù)的順序?qū)崿F(xiàn)和鏈?zhǔn)綄?shí)現(xiàn)。

進(jìn)階題：一個(gè)單位有10個(gè)部門，每個(gè)部門有一部，但是整個(gè)單位只有一根外線，當(dāng)有打進(jìn)來(lái)時(shí)，由轉(zhuǎn)接員轉(zhuǎn)到內(nèi)線。已知各部門使用外線的頻率〔次/天〕為5，20，10，12，8，4，3，5，6，9，如何設(shè)計(jì)內(nèi)線號(hào)碼，才能使接線員撥號(hào)次數(shù)最少？〔哈夫曼樹(shù)的應(yīng)用〕

提高題：編寫程序判斷一棵二叉樹(shù)是完全二叉樹(shù)、滿二叉樹(shù)還是普通的二叉樹(shù)。

綜合工程題：身份證信息管理系統(tǒng)。

要求：〔1〕能夠進(jìn)行身份證信息的錄入，包括身份證號(hào)、姓名、地址和手機(jī)號(hào)?！?〕能夠快速根據(jù)身份證號(hào)進(jìn)行信息的查詢，并輸出相關(guān)信息〔地址、生日、性別〕?！?〕可以修改身份證號(hào)碼對(duì)應(yīng)的其他信息，如姓名、地址。〔4〕可以完成身份證信息的刪除?！?〕可以根據(jù)姓名查詢身份證信息。對(duì)于重名的人，能夠給出所有重名的人的身份證號(hào)和其他信息。

多層次的題目可以讓學(xué)生從易到難、循序漸進(jìn)、逐步提高編程水平。根底較差的學(xué)生，可以從最簡(jiǎn)單的題目進(jìn)行根底訓(xùn)練，一點(diǎn)一點(diǎn)提高難度，這樣可以幫忙學(xué)生建立信心，提高學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，可以直接做比擬難的題目來(lái)檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果，這樣也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，其學(xué)習(xí)能力也能獲得更大的提高。

2.3.2多種類

題目的種類應(yīng)是多樣性的。多種類的題目可以通過(guò)不同方式、不同角度考查學(xué)生知識(shí)掌握的情況。

根底題中包括一些選擇題、填空題、寫程序結(jié)果、程序改錯(cuò)以及根底編程題；進(jìn)階題和提高題主要以編程題為主；綜合工程題一般采取小組合作的方式，不僅可以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。多種類的題目有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可根據(jù)個(gè)人情況選擇自己喜歡的題目類型進(jìn)行訓(xùn)練，提高了學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

2.4完善實(shí)驗(yàn)考核制度

我校設(shè)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程，該課程實(shí)踐教學(xué)大局部在實(shí)驗(yàn)課中完成。我們對(duì)實(shí)驗(yàn)課的考核辦法也進(jìn)行了改良和完善，具體成績(jī)構(gòu)成見(jiàn)表2。

表2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)成績(jī)構(gòu)成情況

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的嚴(yán)格考核，學(xué)生養(yǎng)成了認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)記錄的習(xí)慣，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，形成了踏實(shí)的學(xué)習(xí)風(fēng)尚，減少了上機(jī)過(guò)程中出錯(cuò)的次數(shù)。

2.5增加設(shè)備投入，完善現(xiàn)代化教學(xué)伎倆

增加設(shè)備投入，完善現(xiàn)代化教學(xué)伎倆，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量尤為重要。我校充沛考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐性特點(diǎn)，盡最大可能補(bǔ)充和更新計(jì)算機(jī)設(shè)備，并建立了專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，配備了品牌電腦和所需的軟件，確保軟、硬件設(shè)施設(shè)備滿足