“数据结构”课程教学改革思考与探讨

摘要：“数据结构”在计算机学科中是一门综合性强的专业基础课程，是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。从教学过程中存在的各种问题出发，思考和探讨了深化教学改革的方法、途径，为进一步提高课程教学质量提供借鉴。

关键词：数据结构；核心课程；探讨；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0110-02

课程是高校人才培养的关键，课程教学质量是直接影响人才培养质量的核心要素。[1]“数据结构”课程是计算机程序设计类课程的基础，是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序和大型应用程序的重要基础，也是计算机专业的核心课程。它所包含的内容与提供的方法，无论对学生进一步学习计算机领域的其他专业课程，还是对教师今后理论研究、软件开发和技术管理都发挥着重要的作用。[2]因此，教好这门课程是摆在教学工作者面前的一个课题，是教学工作者面临的一个挑战，也是教学人员一直探索的目标和努力的方向，同时对促进学科建设和计算机专业的进一步发展，会带来积极的影响和一定的现实意义。

一、课程教学目标和要求

本课程的教学目标为：通过对本课程的教学，使学生学会分析各种数据结构的特性，以便为涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及相应的算法，具备各类算法的时间分析和空间分析的能力；培养学生具备一定的数据抽象能力，能将抽象的逻辑思维转化为具体的实践，为后继学习面向对象语言（Java、C++）打下坚实的基础。

学生通过学习该课程后主要应掌握以下内容：第一，掌握面向过程的一般程序设计的基本原理和方法；第二，理解各种抽象数据类型的原理、性质，能正确处理抽象数据类型的基本算法；第三，理解各种数据结构的特点，能根据数据结构熟练进行运算和处理；第四，针对不同数据对象的特性，能够选择适当的数据结构和存储结构以及相应的算法，解决实际的问题。

二、教学过程

“数据结构”课程教学过程中存在的问题表现在四个方面。

1.课程安排不合理

“数据结构”课程在塔里木大学（以下简称“我校”）针对计算机科学与技术专业本科生第5学期开设，64学时，其中理论学时46，实验学时18。在学期安排上，笔者认为本课程作为一门基础类核心课程，宜早开设，以使学生能尽早应用本课程学习的核心算法，使学生具有更多的时间从事较大型科研项目的研究和设计。在课时安排上，64学时的安排对汉族本、专科学生来说是可以的，但对民族本、专科学生来说，学时偏少，毕竟民族学生的基础知识较汉族学生差一些。更重要的是大部分教师授课采用的是普通话授课，少数民族学生存在语言障碍，更加剧了本课程学习的难度。课程设计方面，安排在16周后，根据学校校历安排，17周学院应组织专业课程期末考试，19周是学校教务处组织的期末统一考试时间。这就意味着，学生课程设计的同时，要备考学院、学校课程的期末考试和英语四六级考试。这种情况下，学生课程设计往往达不到要求。

2.部分学生认识不足

在教学过程中，尽管各授课教师都会强调本课程的地位以及重要性，但一方面学生认为该课程是一门理论性较强的课程，学习兴趣不足，感到枯燥、乏味；另一方面由于学生本身的程序设计能力不足，在学习前导课程如“C语言程序设计”、“Java 程序设计”课程掌握不好或没能熟练掌握，导致学习“数据结构”课程较为困难。最终，如果教师授课过程中仅仅满足于讲解知识点，而不注重培养学生利用理论知识解决实际问题的能力，学生的学习行为只能是被动行为，为了考试而学习。最后导致大部分学生死记硬背课堂讲解的知识点，把一门实践性很强的课程变成了一门内容枯燥、乏味，需要记忆大量知识点，与实践完全脱钩的课程。[3]

3.教学效果不理想

在本课程的教学过程中，长期以来，形成以教师为主体，学生被动学习的传统教学模式。教师很少考虑学生的实际需要，教学过程严格按照教学日历、教学大纲实施，学生则被动地接受知识。对于“数据结构”这样一门概念、算法繁多，需要较强逻辑思维能力和实践动手能力的课程采取这种模式，很难取得良好的教学效果。课程中部分算法的演示利用传统的粉笔加黑板的教学方式，缺乏直观效果，难以充分展示算法的动态变化过程，学生难以掌握数据之间的复杂关系。[4，5]近年来，本课程的教学随着计算机的普及和时代的进步，已经在教学过程中采用多媒体教学，但是大部分教师使用订阅教材附送的课件，没有加上自己的思路和创意，仍然不能很好地解决问题。且多媒体授课信息量大，学生听课强度大，理解困难，这都造成教学效果不佳。

4.理论教学与实验教学脱节

本课程教学内容抽象、琐碎、庞杂，涉及很多概念和技术。[6]这些内容在实际应用中又都很重要，而现行的教学计划实践课时普遍不足，实验课安排的实验项目很难覆盖课程的所有知识点。以我校计算机科学与技术专业为例，我校实验学时为18学时，这些学时在安排实验内容只能立足基本知识。而即使这样，由于一次实验内容为两节课（90分钟），学生由于程序设计能力不足和算法理解不深，在规定时间内很完成，结果造成实验教学达不到要求。对于少数民族学生来说，实验教学内容的设计则更简单和更趋向于验证性实验，学生在实验之后根本不知道解决了什么问题，造成理论教学与实验教学均没有起到应该起的作用。

三、教学改革思考和探讨

1.课程安排科学化

课程安排应着眼于专业人才培养方案，更加科学和合理化。制订人才培养方案时应做好充分调研，选取调研对象具有针对性，应选取该门课程的授课教师和该专业学生。以笔者多年的一线授课经验和与该课程教师多次沟通与交流来看，课程安排最好安排在第3或第4学期；学时上，汉族学生64 学时，少数民族学生70学时为宜。课程设计安排在期末由于要顾及各类考试，学生不能专心，设计达不到要求，则可以根据学院专业课程情况和学生实际情况由任课教师再行安排。

2.培养学生的兴趣

兴趣是最好的老师，只有学生对本课程产生了兴趣，才能够变被动学习为主动学习，取得事半功倍的教学效果。[7]在教学的过程中，应经常告诫学生本课程学好可以参加程序设计方面的比赛（“蓝桥杯”全国软件大赛、全国信息技术应用水平大赛、“中国软件杯”大学生软件设计大赛），并以历届学生参加比赛的成绩鼓励学生。授课过程中教师应理论与实践相结合，不要讲枯燥乏味的理论，使学生对该课程产生恐惧心理。而应该从实际应用出发，通过对实际问题的分析，明确数据结构课程的重要性与实用性。理论课程也应把相关程序运行一遍，让学生有直观的印象，激发学生学习兴趣。同时可以在实践环节安排学生利用本课程所学的知识，开发一些感兴趣的小程序，比如利用教材第三章“栈和队列”中栈的先进后出原理和递归的含义来开发设计迷宫求解和数据转换的程序；还可以建立讨论组，结合本课程的知识解决一些实际问题，通过实践进一步激发学生的学习兴趣。[3]

3.丰富教学手段

在教学过程中尝试以学生为主体，教师为主导的教学模式。坚持采用案例式与研讨式教学相结合，授课教师课下仔细准备案例，以案例作为切入点，组织学生对案例展开讨论，在讨论的过程中引导学生发现问题，提出问题。教师参与学生的讨论，最后在课堂中集中回答学生困惑的问题，以使学生学懂知识，学会内容。通过这种方式既增加了师生之间的互动，也使学生主动地学习课程内容，调动了学习的主观能动性；同时学生分析问题、解决问题的能力也能得到逐步提高。[8]教学过程中，适当利用多媒体手段和flas技术，将讲授内容变得生动和具体，不但弥补了理论的抽象性，而且节约了时间，增加了知识点信息量的传递。

事实上，丰富教学手段并不是呆板使用多种教学方法，而是根据学生实际情况，根据具体授课内容，灵活地多与学生交流、沟通，任何授课教师都必须要根据自身长处，结合学生学习情况，采取适合学生理解、掌握的教学方法。在规定的时间内，把学生教会、教好的方法就是好的教学手法、教学手段。

4.加大实践教学环节

“数据结构”是一门实践性很强的课程，培养学生的实践动手能力是教学的目的之一。因此，实践教学是本课程教学的重要环节。通过实践教学，使学生根据所学知识对实践任务进行分析、抽象、形成解决问题的思路，使问题最终在计算机上得以实现。[8]在这个过程中，学生不仅对所学知识加深了理解，更重要的是培养了学生观察问题、分析问题、解决问题的能力，对充分发挥学生的主观创造能力起着重要的作用，因此，实践教学的深化改革与教学模式创新迫在眉睫。

四、结束语

“数据结构”课程的教学改革是一项长远的工作，需要不断思考和探索，在此过程中要关注学生的学习情况、学习兴趣度、学生的建议和意见，做到明确教学目的，改进教学方法，更新教学观念，提高教学质量。2013年，学院审批立项“数据结构”核心课程建设，通过学院重视以及课程组关于深化本课程教学改革的若干思考和探讨，相信本课程教学改革会取得更大的进步，教学质量将得到进一步的提高。

参考文献：

[1]高贤强，吴刚，陈立平.“Java程序设计”课程教学模式探索与研究[J].现代计算机，2013，（10）：28-31.

[2]马燕.关于“数据结构”教学模式改革的探索与实践[J].教育与职业，2007，（2）：134-135.

[3]黄现代.“数据结构”课程教学改革与实践[J].计算机教育，2007，（8）：38-39.

[4]青宇航.关于“数据结构”现代教学方法的探索[J].教育与职业，2007，（9）：151-152.

[5]周玉林，赖鑫.“数据结构”教改中的问题研究与探讨[J].上饶师范学院学报，2008，28（3）：84-88.

[6]邱劲，王平，徐展.“数据结构”课程教学改革与实践探索[J].西南师范大学学报，2013，38（1）：139-142.

[7]邹恒明.分而治之为上策：数据结构课程的反思与变革[J].中国大学教学，2011，（6）：53-56.

[8]张丽萍，刘东升，王春晖.计算机应用型人才培养与数据结构课程改革[J].计算机教育，2010，（5）：21-23.