基于B/S模式的数据结构实验平台设计

2016-06-21王威高见

考试周刊 2016年44期

王威+高见

摘要：数据结构是计算机科学与技术专业课程体系的核心课程之一，实验教学更是整个教学环节的重中之重。本文首先分析数据结构课程实验教学现状，接着针对三个突出问题提出基于B/S模式的实验平台，最后设计三阶实验项目，满足课程教学目标，提高学生分析问题和解决问题的能力。

关键词：数据结构 B/S模式实验教学

一、引言

“数据结构”是计算机相关学科的重要专业基础课，描述的是按照一定逻辑关系组织起来的数据元素的表示及相关操作，涉及数据的逻辑结构、存储结构和运算算法。可以说，所有计算机系统软件和应用软件都要用到各种类型的数据结构和典型算法设计与分析技巧。课程内容对培养学生的计算思维、算法设计与分析、程序设计与实现等基本能力非常重要。其中课堂教学主要讲授“数据结构”中的基本概念、合理的组织数据基本方法、高效处理数据的基本算法、常用的经典算法等[1]，[2]。实验教学要求学生完成数据结构和相关算法设计，使用高级程序设计语言调试实现。“数据结构”课程技术性与实践性要求较高，实验课可以对学生进行全面综合训练，使学生深刻理解基本数据结构和基本算法，提高计算思维能力、编码和调试能力及分析问题和解决问题的能力，为进一步的软件开发奠定坚实的基础。

二、实验教学现状分析

目前大部分高校使用C语言作为“数据结构”课程实验教学的程序设计语言，主要的IDE环境有VC++6.0、Dev-C++5.10等，实验教学主要在实验室进行。然而，这种实验教学方式存在一些弊端：

1.实验内容不够丰富。实验教学是检验学生动手能力的一个平台，传统实验教学方式限定实验内容，导致有些学生“吃不饱”，有些学生“吃不完”。应该设计一种CTF式的数据结构实验平台，开发学生的潜力。

2.实验形式不够灵活。传统实验教学环境局限于实验室和PC机，且严格受实验课学时限制。应该设计一种B/S模式的实验平台，保障课上课下实验统一，同时由于程序于Sever端在线编译，使实验终端不局限于PC机，更灵活。

3.实验大家抄现象严重。实验教学以学生为主体，教师很难兼顾全班，因此实验完成过程中缺乏监督，抄袭现象严重，实验质量下滑，教师无法通过实验报告获取真实的信息反馈，疲于鉴别抄袭源头。应该设计一个防抄袭检测系统，自动实现源码的相似性检测，使抄袭的代码无法作为实验程序提交。

本文研究的基于B/S模式的数据结构防抄袭实验平台能够从根本上解决传统实验教学方式的弊端，满足当前高校教育改革强调的“重实践”的需求，提高学生的动手能力，培养学生的学习兴趣和课上课下的学习习惯，杜绝实验“大家抄”现象。

三、实验平台总体框架

实验平台建设选择ApacheWeb服务器软件对外进行发布，使用MySQL数据库完成学生注册信息及实验代码存储，使用PHP语言进行网站开发。实验平台总体框架如下图所示。学生登录在线实验平台，选择实验项目，可进行在线程序编辑与调试，当实验结果正确时可选择提交实验代码。代码提交后，系统后台运行程序相似性检测算法检测已成功提交代码的雷同度，并将结果反馈出来，雷同度超过40%则视为不合格。教师可登录实验平台的后台进行实验管理，下载源代码，代码在线运行等实验相关工作。

四、实验项目设计

在实验项目设计方面，应根据教学目标设计出规模适当、难度适中，实用性和趣味性兼顾的实验题目。实验题目应分为三类：第一类是验证当前所学知识点的验证性实验，第二类是运用多个相关知识点解决问题的综合性实验，第三类是灵活运用所学知识解决实际问题的设计性实验。参考ACM-Club[3]和PAT[4]试题库，部分平台实验项目如下表所示。

五、结语

“数据结构”是计算机科学与技术人才素质培养体系中的中坚课程，对学生的软件开发能力培养至关重要。如何激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力是“数据结构”课程建设过程中亟待解决的问题。针对实验内容不够丰富、实验形式不够灵活和实验大家抄现象严重这三个传统实验教学的弊端，提出一个基于B/S模式的数据结构防抄袭实验平台，打破实验枷锁，可以最大限度地培养学生独立思考的学习习惯，激发学习兴趣，提高动手能力。为了检验学生的学习成果，还设计三阶实验内容，以满足不同层次学生的需求。