《数据结构》课程教学改革与实践

□张秋明

（玉林师范学院 教育技术中心，广西 玉林 537000）

《数据结构》课程教学改革与实践

□张秋明

（玉林师范学院 教育技术中心，广西 玉林 537000）

本文作者根据应用型本科教学改革的需要，结合自身在《数据结构》课程的教学的体会，就如何提高教学质量，从理论教学和实验教学的教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了改革与实践，取得了较好的教学效果.

数据结构，教学改革，教学质量

1 引言

教育部指示高等学校要加强应用型人才培养的意识，合理制定实践教学方案，完善实践教学体系.我校落实了教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》的实施细则，坚持“地方性、师范性、应用性”的办学特色，为地方经济社会发展源源不断地培养应用型人才.近几年来，我校由于明显的办学特色，使得工科院系的招生规模明显扩大，在这个前提下如何在教学过程中有效提高学生的应用能力成为教师进行课程教学改革的出发点.

《数据结构》不仅是计算机学科的理论基础之一，也是软件开发的必备基础，它不仅是计算机学科的核心课程，而且已成为其他理工科专业的热门选修课[1].因此学生无论是将来从事计算机行业的工作还是希望在计算机方面继续深造，都应该学好这门课.这门课程具有高度抽象、设计知识面广、学习量大的特点，长期以来，这门课的传统教学模式基本上都是采用研究型教学体系，教学内容的理论性和系统性较强，学生理解起来比较困难，更谈不上将理论应用到实践中.本文作者认为基于应用型人才培养目标的《数据结构》的教学要以培养学生的实践能力为核心，重点提高学生的应用设计能力和编程能力，为学习专业后续课程及相关实践打下坚实的基础.

2 教学改革方案

2.1 提纲挈领

学生在学习《数据结构》的过程中普遍感觉到这门课理论抽象，涉及知识面广，学习内容多不容易理清头绪.作为教师为了帮助学生“把书读薄”，可以在讲授每个章节时归纳出基本内容和重点内容，起到提纲挈领的引路作用.表1是以线性表这一章为例归纳的知识结构表格.

表1 知识结构举例

2.2 采用实例教学法和任务驱动教学法

《数据结构》涉及计算机硬件、软件和数学多方面的知识，采用抽象数据类型描述和分析问题，再合理选择存储结构，设计算法进行基本操作，然后在计算机上编程实现算法.由于学生的实际应用经验有限，很难应用栈、队列、树、图等抽象概念来解决实际问题.

实例教学法是开放式教学方法的一种，由教师课前准备与理论教学内容相应的实例供课堂上讲解和讨论，使得抽象的理论知识有了形象的说明，可以帮助学生很好地理解抽象的教学内容，培养学生运用重要的理论分析和解决实际问题的能力.实例教学法，一般分为三步[2]：（1）抽象出数据的逻辑结构；（2）确定数据的存储结构；（3）算法设计.本文作者在教学中根据不同的教学内容设置不同的实例.例如，选用车辆调度系统作为栈结构的实例；选用银行柜台客户排队管理系统作为队列结构的实例；采用图书管理系统作为树结构的实例；采用校园导航图作为图结构的实例.实践证明，在实例的驱动下，学生更容易理论联系实际，对该课程产生了学习的兴趣，在教师的引导下去主动分析和解决实际问题.

任务驱动教学法是教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，通过引导学生积极参加分析、讨论、合作等活动来完成具体的任务，来培养学生积极思考、主动探索、分析和解决实际问题等综合能力的一种教学方法[3].任务驱动教学法一般分为四个步骤：（1）设置场景，创建具体任务；（2）分析问题，提出可行方案；（3）执行和完成任务；（4）评价总结.本文作者在教学过程中为了便于学生熟练地掌握线性表的插入算法、排序算法的基本操作，首先安排实现“运动会分数统计”，第二步将该任务分解为实现输入运动员姓名和成绩、按运动员成绩排序、根据姓名查找运动员成绩的功能等子任务，然后要求学生运用老师讲解过的相应算法来实现每一个功能模块，最后逐个模块进行点评，指出存在的不足之处和优化的具体方法，通过这个循序渐进的过程帮助学生理解、掌握、运用知识.

2.3 教学手段多样化

多媒体教学具有形象直观的优势，传统板书教学具有详实具体的优势，采用哪一种教学手段应视具体情况而定.进行一些重要原理和算法的推导和分析时应采用板书教学，使得学生有时间思考和做笔记，同时运用脑，眼，手多感官的刺激强化知识的吸收，而不仅仅是像看电影一样过过眼，有助于为学生打下扎实的理论基础[4].对于一些概念、定义和程序的运行调试则充分发挥多媒体演示生动、直观、信息量大等优势.

另外，为了顺应教学信息化改革的需要，为学生提供碎片化、移动化的学习新体验，本文作者根据课程的重点内容开发制作了若干“微课”视频供学生学习，具有教学组织由浅入深、讲解思路清晰、表现形式生动活泼的特点，学生表现出极大的学习兴趣和积极性，学习“微课”后表示“对原本枯燥的学习内容有了透彻的理解，而且印象深刻”.

2.4 改进实验教学

实验教学是应用型人才培养的一个重要环节，应当根据由易到难的学习规律，将实验设置为验证性、综合性、设计性、创新性等四种类型，根据学生能力水平的不同采用不同类型的实验要求，也就是因材施教.

验证性实验主要是上机编程实现基本的抽象数据类型，帮助学生掌握基本的实践技能，加深学生对基础知识的理解；综合性实验培养学生综合应用多个知识点，本文作者在实验教学中设置了运动会分数统计系统、图书管理系统、客运订票系统等综合性实验题目，每一个题目都要求学生按照需求分析、概要设计、详细分析、调试分析的步骤解决，要求学生演示程序、分组讨论，然后教师点评；设计性实验主要是培养学生利用理论知识点去解决特定应用问题的能力，本文作者在实验教学中设置了车辆调度系统、银行柜台客户排队管理系统、校园导游咨询系统等设计性实验题目，供学生自主选择作为课程设计的题目，自行定义数据结构，进行算法分析和设计，最后提交设计报告和程序；创新性实验主要是培养学生创新能力，可以引导学生参加开放实验课程和校企合作项目.

3 结束语

本文作者结合当代教学改革的要求及学校整体改革目标, 以培养应用型工程技术人才为出发点，在教学方法，教学手段和实验教学等方面进行了《数据结构》的课程教学改革与实践，以培养学生的实践能力为核心，重点提高学生的应用设计能力和编程能力，取得了良好的教学效果，希望能对同行起到抛砖引玉的作用. ■

[1]严蔚敏，吴伟民. 数据结构(C语言版)[M].北京:清华大学出版社，2011.

[2]曹春萍，陈平.问题驱动法在“数据结构”教学中的应用探讨[J].中国电力教育，2014，（23）：78-79.

[3]何克抗.建构主义学习环境下的教学设计[M].北京：北京师范大学出版社,1998.

[4]杨小凤，陈时东.《模拟电子技术》课程教学改革与实践[J].科技风，2014，（237）：172，203.

【责任编辑 谢明俊】

Exploration of Teaching Reform in “Data Structure” Course

ZHANG Qiu-ming
(Education Technology Center, Yulin Normal University, Yulin, Guangxi 537000)

In accordance with the need of application-oriented university teaching reform, combined with the author’s own teaching experience in “Data Structure”, the paper discusses how to improve the teaching efficiency of the course from the aspects of teaching material, teaching method, teaching techniques in the theoretical and practical teaching of “Data Structure”.

data structure; teaching reform; teaching quality

G642

A

1004-4671（2015）02-0140-03

2015-03-23

张秋明（1964～），男，广西博白人，玉林师范学院教育技术中心工程师。主要研究方向：计算机网络与应用。