应用型本科高校数据结构教学改革初探

刘小飞　李社蕾　李明杰

摘 要 文章分析了当前应用型本科高校数据结构教学中存在的主要问题，结合应用型本科高校学生的特点和就业趋势，对数据结构教学的各个环节进行了改革探索，包括课程内容及其组织顺序的调整、实践教学的改革、教学方法的改进、注重过程化考核等。教学过程中采用了改进的案例化教学法，加大了实践教学内容的分量，以实践促进学生动手能力和思维能力的培养和创新，完善该门课程的理论知识的讲解，构建该门课程知识系统。实践表明，改革后的数据结构课程更符合应用型人才培养的需要，激发了学生的学习积极性，是对应用型本科培养模式的有效探索。

关键词 数据结构 教学改革 教学方法

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.07.062

Discussion on Teaching Reform of Data Structure in Application

-oriented Universities

——Take Sanya University as an example

LIU Xiaofei， LI Shelei， LI Mingjie

（School of Information & Intelligence Engineering， Sanya University， Sanya， Hainan 572022）

Abstract This paper analyzes the main problems existing in the current application oriented university teaching in data structure， combined with the characteristics and trend of employment of applied undergraduate students， each part of the data structure of the teaching reform， including curriculum content and organization order adjustment， practice teaching reform， improve teaching methods， pay attention to the process of assessment etc.. In the teaching process， case teaching method improvement， increase the teaching content of the components， and promote the cultivation of students' practical ability and innovative thinking ability in practice， improve the course of the theory of knowledge， the construction of the course system of knowledge. Practice has shown that the reform of the data structure curriculum more in line with the needs of application-oriented personnel training， stimulate the enthusiasm of students， is an effective exploration of application-oriented undergraduate training mode.

Keywords data structure； teaching method； teaching reform

0 引言

作为软件工程和计算机科学等专业的必修专业基础课程，“数据结构”是程序设计和软件开发的主要工具和核心构件，处于计算机学科中的基础战略地位。我校紧紧围绕特色鲜明的应用型本科高校的办学定位，以培养高素质应用型人才为主线，不断推进教学改革，提升学生的创新创业能力。本文对“数据结构”课程教学模式的探索，将基于对应用型本科人才培养模式的理解，以应用型人才培养为改革目标，从而完善数据结构课程教学模式。

1 应用型本科数据结构教学现状分析

笔者通过近几年在数据结构课堂上的实践教学，对遇到的一些重要问题，归纳总结如下：

1.1 数据结构的先导知识没有完全掌握

数据结构重要的先修课程就是C语言程序设计，相较于重点高校学生，应用型本科高校学生的基础会偏弱一些，而且往往没有养成良好的学习习惯，也缺乏探索钻研的主动性。教学实际情况表明，大多数学生的C语言学习效果不佳。数据结构中会频繁用到函数、指针和结构体等C语言中非常重要的概念，这些概念在现有很多C语言教材中都是后面几章的学习内容，学生在C语言学习的后段往往表现出倦怠的情绪，没有对这些知识进行良好的掌握。这些先导课程中的概念性知識没有掌握，会导致学生在刚接触这门课程时就处于落后状态，学生觉得力不从心，就会逐渐失去学习兴趣。

1.2 教学用书内容繁杂，且不够生动形象

“数据结构”这门课程的教学用书，一直选择清华大学严蔚敏老师的《数据结构》一书，该教材理论完善，逻辑性、抽象性强，是数据结构的经典教材。但对于民办高校的学生来说，该教学用书的理论较为艰深，所有教材中的案例都使用了算法设计语言进行描述，这是本书的一大特色。但对于没有完全构建程序设计思想，且编程能力偏弱的学生来说，想将教材中的案例转换为可以实际运行出来的程序，显得非常吃力，这不利于学生实践能力的培养和提高。endprint

1.3 实践课时不足，学生实践能力欠缺

与理论课时相比，实验课时所占比重较低，没有充足的实践教学时间，再加上学生没有良好的学习习惯和学习热情，这直接导致学生在学习过程中理论和实践脱节，更遑论能否取得良好的实践教学成效。有很大一部分学生在课堂上即便已经理解了教师讲解的知识点，但当遇到实际问题时却觉得无从下手，不知道该利用哪些数据结构的原理进行求解，也无法体会数据结构的实际应用价值，进而失去学习兴趣。

2 教学改革探讨

数据结构课程内容多、概念多、方法多、逻辑性强、高度抽象、实践性强。许多学生感觉数据结构枯燥难学，虽然知道不少数据结构的概念，但在真实问题上使用数据结构却颇感吃力或不知所措。根据我校学生的培养目标，通过近几年的实践教学经验，要想提高实际教学质量，可以采取以下几个改进措施：

2.1 调整教学内容，面向应用，立足基础

以“够用”为标准，压缩数据结构课程的理论教学学时，扩展在实际行业和领域中应用的经典算法和案例，使学生不仅仅局限于书本中的算法和技术。对于教学过程的组织和教学内容的安排都应更加合理，在课前要对教学用例和实际情景进行细致设计，对可能遇到的问题做好准备，讲授过程中要清晰易懂，举例恰当，以能验证所讲知识点为宜，使学生充分掌握编程的基本思想，要引导学生主动思考、独立解决问题。

2.2 采用案例教学法， 优化教学手段

要想让学生在学习过程中对于复杂抽象的理论知识有较好的理解，就必须在教学过程中引入恰当的案例。实践证明，在教学过程中融入具备知识性和趣味性的案例，对激发学生的学习兴趣有很大作用，较易实现课堂教学目标。引子很重要，例如在讲解数据组织和操作的关系时，利用图书的摆放策略，让学生思考如何摆放图书；在线性表的教学中，对图书馆图书数据的存储和实现进行讲解；以排队体检为教学模型引出队列这一概念；在树的教学中，将树形结构与家族中的家谱联系起来；在图的教学中，先介绍城市公交线路查询系统；让学生思考登录QQ的时候，QQ服务器如何核对身份，Baidu如何搜索，从而引出散列查找的思想。所要讲解的知识正好可以用这些案例来形象诠释，学生听讲的时候兴致很高，课堂气氛热烈，潜移默化中便理解了所学内容。案例教学法能得以存在和发展，即是因为它符合认知规律，用于学生对复杂抽象问题的理解再好不过，引导学生掌握相应的知识和技能，使教学情境和实际应用之间的过渡非常自然，使学生具备应用数据结构中所学知识去处理实际问题的能力。

实际教学中，要合理利用多种教学手段和资源，比如网上视频资源等。在实际课堂教学中以更加形象的动画形式给学生讲解各种数据类型的变化，使学生对所学内容的理解更加清晰直观，达到预期的教学效果。又比如对于二叉树的讲解，可以动态演示二叉树的定义、遍历和线索等知识，学生就很容易理解各操作过程。讲解各种排序算法时，可以给学生播放匈牙利Sapientia大学的6种排序算法舞蹈视频，这是非常有创意的算法视频，使学生能真切而细致地理解算法执行过程中各要素的同步变化状况，激发学生的学习兴趣，增强了数据结构理论教学的趣味性。

2.3通过细致安排实践教学来培养应用型人才

数据结构这门课程的实验可以分为验证类实验、设计类实验以及综合类实验。以学习线性表为例，切忌上来就让学生根据题目编写代码。一方面是过了一个假期，对所学的C语言知识有所遗忘；另一方面，这门课程涉及很多复杂概念，比如函数、结构体等，编程相对困难。因此，先从验证性实验入手，引导学生独立完成相应的设计与实现，使学生树立信心。

待学生略窥门路之后，再加入设计类的实践内容，培养学生的思维和创新能力。在学期后段，设计一些难易程度适中的综合性题目，作为这门课程的课程设计，训练学生综合运用知识的能力。课程设计题目覆盖的知识点应尽可能避免单一，课程设计题目设计和实施中，要给学生留出发挥想象力和创造力的空间。题目中设计的编程难度和广度可适当扩展，并培养学生良好的编程习惯和职业素养，实验分组完成，一般以3个学生为一小组，在一定程度上使得学生的实践能力和团队合作能力得到锻炼。

综合性实验完成后要上交完整的实验报告，报告里至少应该包含四个部分：（1）对实验内容的简单介绍；（2）算法说明；（3）测试结果；（4）分析与探讨。其中前两部分以及整个报告的通篇校对工作，应由组内的一位同学作为文档编辑人员专门负责，后两部分由组内的测试员负责。程序代码实验由编程员负责，每组的三个学生在完成不同的实验题目时均衡体验三种不同的角色。

2.4 教学过程跟踪考察，教学质量跟踪推进

结果当然重要，但过程同样重要。对教学过程进行重点监管和考察，保证整体的教学质量。教师要对平时出勤、课堂实验和课后作业等多个环节进行正确有效的监管，对某些环节中出现的问题要及时解决。在评定学生的课程成绩时，要充分体现过程化考核的标准，对各重要教学环节都要分配合理的考核权重。重视过程，鼓励学生独立思考，积极创新。

3 结束语

对当前应用型本科院校数据结构教学中存在的问题，依据笔者的教学实践经验，进行了一些教学方法和教学手段的探讨。总的来说，根据数据结构的课程特点及我校学生的实际情况，应调整教学内容，面向应用，立足基础；要合理利用多种教学手段和资源，要为提高教学质量而不断改进教学方法；要通过对实践教学的细致安排来实现应用型人才培养；最后為保证教学质量，要重视教学过程跟踪考察。实践证明，上述教学改革有利于应用型人才的培养。

参考文献

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