《数据结构》教学方法与手段的实践创新

2014-08-15姜火文

景德镇学院学报 2014年3期

姜火文

(江西科技师范大学数学与计算机学院，江西南昌 330038)

“数据结构”是一门能锻炼程序设计能力、实践应用性很强的课程，是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课。数据结构课程概念多、算法多、知识点多，内容比较抽象，有一定学习难度，教师讲起来也比较难讲。由于多年从事该课程教学实践，我不断改革创新该课程教学方法与手段，收获了很好的成效。

1 丰富课堂教学方法

《数据结构》教学内容多，学时紧。以往教学以教师满堂讲授为主，课堂上学生思考、练习的机会欠缺，学习过程枯燥，自主学习热情不高。我们在优化教学内容的基础上，根据授课内容的不同，分别采用启发式教学、参与式教学、任务驱动式教学等形式多样的教学方式以增强教学效果，激发学生学习的主动性。

启发式教学主要是采用启发诱导办法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习。孔子说“不愤不启，不悱不发。”体现的就是启发式教学思想。例如，讲到栈的应用，我在讲解括号匹配、数制转换两个简单实例的基础上，进一步以迷宫问题求解思路为例启发学生理解到应用回溯算法、递归算法的一系列问题都可以尝试用到栈的思想解决，学生的思路一下开阔了。又如在讲解二叉树遍历的递归算法时，我以前序遍历递归算法的讲解为例，启发学生自己去学习掌握二叉树中序遍历和后序遍历的递归算法。

参与式教学是教师与学生以平等的身份参与到教学活动中，共同讨论、共同解决问题的一种合作式的教学法，其主旨是鼓励学生积极参与教学过程，让不同层次的学生都拥有参与和发展机会。例如，在讲到图的最小生成树，为了让学生准确掌握prim和kruskal两种求解算法，我给出一个图，要求学生分别给出这两种求解法的求解过程，然后抽掉男女生各一位代表到台前来给出解答，其他同学可以点评，最后老师总结。这样让同学们都积极主动地参与到学习中来，师生间加强了信息交流和反馈，同学们更能深刻地领会和掌握所学知识。

任务驱动教学法是给学生设计一个任务、学生在教师的帮助下，围绕任务的解决，在强烈的问题动机的驱动下，进行自主探索和互动协作的学习。其实质就是学生“做中学”。例如，讲到二叉树，我布置任务要学生上机输出一颗二叉树的三种遍历序列。学生为了完成这个任务，必须编写完整程序、在主函数中调用建立二叉树和遍历二叉树的算法。通过该任务的解决，学生不仅深入掌握了二叉树的存储、二叉树的建立算法、二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历算法等数据结构理论知识，还锻炼了综合实践能力，强化了编制和调试较为复杂程序的能力。

2 优化教学内容

数据结构教材内容繁多，针对我们普通应用性本科学生，部分内容可以选择性讲解或不作教学要求，这需要我们根据学习和应用实际优化教学内容。原则是突出不同数据结构的基本概念、存储方式、基本算法思想及基本应用，着重提高学生的实际动手能力，训练学生的编程思维、培养学生良好的程序设计风格。主要做法是修订教学大纲，教学内容以大纲为依据。如，我们修订后的教学大纲中，“外部排序”和“文件”这两章;“内部排序”这章中的基数排序、插入排序中的树形选择排序;“图”这章中关于节点和重连通分量等部分内容不作教学要求。“动态存储管理”、“数组和广义表”、“查找”这三章，只要求部分内容选讲。

3 强化实践教学

“数据结构”内容是程序设计的重要基础，课程学习有必要进行大量的编程训练，所以实验课是该课程教学的一个必不可少的重要环节。对于实验教学，我们进行了较大改革:大规模调整了教学内容，适当增加了学时，进一步理清了各实验目的和任务，针对性设计了基本实验和综合性实验，引导学生结合学校“本科生创新研究项目”的申报与研究。例如，我们将课程众多知识点有机地分成九个实验单元，对每单元都精心设计了多个实验选项，内容尽量参考经典实例选取，同时力求新颖，激发学习兴趣;每次实验要求学生撰写实验报告，就实验问题描述、实现算法描述和调试分析结果等方面记录实验过程。通过这些改革举措，提高了实验教学质量，学生分析问题、设计算法、编制与调试程序的能力等，得到了更为真实的锻炼提高。

4 改进考核机制

我们原考核方式的主要特点是:总评成绩由平时成绩和期末考试成绩分占30%和70%构成，平时成绩一般是根据上机实验表现和考勤情况由任课教师给出，期末考试由任课教师出卷阅卷。在近几年的教学实践中，我们有针对性地做了一些变革。主要做法是:

⑴重新设计考核方案:总评成绩=平时成绩×20%+实验成绩×20%(或20% －30%之间，可由任课教师定)+期末考试成绩×60%(或50% －60%之间，可由任课教师定)，平时成绩由平时考勤、课堂回答、作业与小测验构成，实验成绩由实验课考勤、课堂表现和实验报告构成。新方案做到两个突出，一是突出实验考核，二是突出过程考核，让学生感受到实验课和课堂出勤及表现的重要性，引导学生重视实践课训练和具备良好学习态度。

⑵进一步规范期末试题编制和评卷:①制定了详细的命题办法，以条例制度的形式具体规定了命题要求，组配卷要求，评分要求。②建立了审核程序，每份试卷要教师根据命题办法命题后，先进行规范性自查并签字确认，再由教研室主任核查并签字认可，最后由教学院长检查签字后密封上交。③课程期末考试后，进行试卷学院自评和试卷分析及教学小结，分析命题质量、阅卷质量、考试结果，总结授课特点经验及改进措施。

⑶建立题库，试行教考分离:建立数据结构试题库，考试从题库中选题组配卷，考卷对任课教师不透明，平行班级使用相同考卷，由课程组教师交叉阅卷。

5 完善网络和多媒体辅助教学

利用现代信息技术辅助教学是信息时代的必然趋势。《数据结构》课程采用了多媒体辅助教学，课件质量是影响多媒体教学效果的一个关键因素。我们精心制作了内容丰富、动画交互性强，融知识性、趣味性、启发性为一体的多媒体课件，教学过程中，老师重视学生对多媒体教学的反馈信息，重视与传统教学方式的结合，注重教学效果。扬多媒体课件的形象生动、直观动感之长，避产生“电影看完无印象”的不良感觉之短，大力推进多媒体教学。另外，我们通过建立数据结构网络教学平台，开辟了教学第二课堂，形成了立体化的教学环境。我们将多媒体课件、思考题与习题、授课教案、参考文献目录等放置到网上，为学生自主学习提供了有效的文献资料;通过课程网站，学生获得教学资源和作业任务等，展开讨论和交流，学习积极性和主动性得到了提高。我们日益充实完善课程网站，不断补充电子学习资源。如:上传经典教材、习题集、考研题集等，并给出一些精品课程网站链接。学生可以在宿舍和实验室上网访问，极大方便了同学们学习，很受学生欢迎。