“数据结构”课程理论教学与实践教学的统一性研究

摘要：本文分析了“数据结构”课程教与学过程中存在的问题以及问题产生的原因，分别从管理层、教师层以及学生三个层面有针对性地给出了可能的解决方案。

关键词：数据结构；理论教学；实践教学

中图分类号：G64 文献标识码：B

文章编号：1672-5913 (2007) 21-0021-02

1现状分析

“数据结构”是计算机科学与技术专业中一门重要的专业基础课，它不仅是各大学计算机专业的核心课程之一，也是许多高校中非计算机专业的主要选修课程之一，美国ACM和IEEE／CS于2001年制定的《Computing Curricula 2001》课程体系以及我国在2002年结合本国国情制定的《中国计算机科学与技术学科教程2002》都赋予“数据结构”课程极高的地位。该课程旨在使学生了解数据的特性，学会数据的组织方法和现实世界中的问题在计算机内部的表示方法。通过这门课程的学习，帮助学生在软件开发的过程中正确、合理地组织数据、选择最优的存储结构，有效甚至高效地设计算法，从而提高软件整体质量。

一般来说，师生对“数据结构”课程都相当重视。按理说，教和学的效果也应该不错，然而，在笔者多年的教学过程中却发现，事实并非如此，尤其是对于一些非国家一类院校而言情况更加严重。分析原因，笔者认为有以下几个方面：其一是管理层方面的原因。尽管管理层也承认“数据结构”课程的重要性，并在学生考研、本科教学评估、教师年终考核中予以体现，但力度仍然不够。因为“数据结构”课程的理论与实践并重的客观性决定了对这门课程应该投入的程度，但事实却是自觉或不自觉地将考核的重心偏向了理论，而对实践却没有有效的监管和考核措施，使得学生对实践的重视仅停留于表面，从而导致学生动手能力得不到有效的锻炼和提高，也正是由于学生动手能力的不足，反过来又制约了对“数据结构”理论课程的学习。其二是学生方面的原因。许多学生比较浮躁，对所学的原理、知识没有作深入思考、领会，遇到问题不愿去深入分析，往往是浅尝辄止，拘泥于表面，对知识间的联系不能做到融会贯通、举一反三，仍然习惯于中学时代的题海战术，还未能完全适应大学的教育模式，因此，极易产生一些不必要的挫败感，从而丧失学习“数据结构”的兴趣。其三是教师方面的原因。该课程的中心地位决定了这门课程的任课教师对这门课程的理解必须相当深入，对教材内容要极其熟悉，对授课对象要有充分的了解，对教材的选择要考虑学生的基础，对实验环境、实验流程要相当熟悉，否则，极易感到力不从心，从而失去工作热情，满足于不出教学事故的消极状态。

2解决的对策

在这种状况下，我们该如何把握好“数据结构”的教与学呢？经多年的教学探索与实践，笔者认为不妨从以下几个方面入手。

从管理层面起，充分认识“数据结构”课程的理论教学与实验教学并重的特点，一方面充分重视实验教师的培养与考核，对主讲教师与实验教师都要做到有计划、有目标地通过“送出去，引进来”的方式进行培养，在年终考核上，不仅仅只考核主讲教师的课堂表现，更要重视实验教师在实践环节中的表现；另一方面，加重实验教学比例，加强实验考核。对实验不仅设立单独的学时，还可以通过设立单独的学分，以强化学生投入实验的积极性。

对教师层面来说，又可分为理论教学与实践教学两个方面。理论教学方面，由于“数据结构”课程具有教学内容多、覆盖面广、科学性和工程性并重的特点。在高校综合素质教育要求不断提高，各大学专业课程不得不压缩专业课程学时的背景下，要在较短的课内学时中把课程的要点讲解清楚，课堂教学内容的有效组织是关键。目前，可供选择的教材版本很多, 大多数教材基本都能涵盖数据结构要求的基本知识内容，但不同版本的教材在内容的组织及表述上差异较大，而且算法的描述形式多种多样，教材的选用主要依据本校学生的实际情况，比如前期的语言基础，还有实例的可操作性。在教学方法上，可以结合实际生活中与学生很贴近的例子，采用启发式方法，引导学生理解什么是“数据结构”，什么是数据的“逻辑结构”，什么是“物理结构”，阐明数据结构的本质是“数据的组织”。比如：在学习线性结构时，可以以学生的学籍表为例，学生的转学、休学、留级以及查询等活动分别对应线性表的插入、删除、定位等操作。讲到操作的具体实现时，先用实例引导学生了解设计算法的思路，再在具体的物理存储结构上用相应的描述语句实现。总之，要以充分调动学生兴趣为出发点。在教学手段上，现在大多都采用了多媒体手段，但事实上，多媒体只是一个教学的辅助手段，传统的粉笔形式依然不可完全替代。对有些复杂的、难以理解的过程采用多媒体技术形象的表达出来是完全可行的，对于算法的描述采用多媒体形式也可以节省很多时间。但有些特别需要思考的地方，如果采用多媒体就会抢占学生的思维空间，得不到应有的效果。况且，即便是采用多媒体，也要学会把握屏幕的切换速度和节奏。另外，也可以通过建设相应的课程网站，网站上除了教师的教案和课件以外，还可以开设交流互动平台，供学生、教师之间进行交流探讨；同时，也可以将学生的优秀作业或课程设计、具有代表性的问题等放置在网站上，供学生学习或讨论，教师适时更新网站内容，在适当的时候，给出较为成熟的案例。另外，尽管大学教育旨在学生能力的培养，但也要考虑学生的实情，适当的例题和习题训练也是必须的。

要切实有效地推进实践教学，实验项目的设置与选取是关键。在实验项目的设置上，可以采取兴趣优先的原则，一方面通过设置丰富多彩、引人入胜的实习题调动学生的实践积极性；另一方面，还可以选拔优秀的实习作业创建“数据结构”实验案例库，为学生提供展示自己研发成果的舞台，让学生获得成就感，从而进一步强化学生参与实践的热情。在实验项目的选取上，除了按兴趣优先的原则以外，实验项目的层递性也是必不可少的考虑因素。在设计时，按照从易到难，先基础，再综合，后创新与探索的顺序，逐步加大实验的难度，让学生有个逐步适应的过程。对有科研课题的任课教师，还可以考虑将实验项目与科研课题结合起来，通过组队的形式，分工合作，并通过助教或者硕士生的参与，进行全程指导。在每个层次的学生实践临结束前，老师和助教还逐组对学生们的实验过程和实验结果进行总结评价，分析问题并提出改进意见，同时对学生的实践成绩按完成轨迹进行评判。前面我们从管理层以及教师层两方面对“数据结构”课程的教学进行了分析，事实上，一个教学活动的完成必然是由教与学两方共同努力的结果。在外因上，学校以及教师尽可能地给学生提供、创造优越条件；内因上，学生也该学会反思自己，遇到不明白的问题，首先问问自己，是老师没有讲清楚，还是自己没有听明白，自己没听明白是因为前期的基础不够还是什么原因，抑或根本就是自己的态度问题。在找准问题之后，有的放矢，充分利用现有的人力以及信息资源，及时将问题解决。其次，学习本是一个循序渐进的过程，预习、听课、复习、练习、上机是学习“数据结构”课程的几个必不可少的环节，可是据观察，现在有相当的学生仅仅只满足于上课按时到，作业以及实验应付甚至抄袭了事，理论和实践不能有机结合，对知识点的理解仅停留在表面，这就严重阻碍了对该门课程的学习，因此，加强考核就变得尤为必要。

3结束语

“数据结构”是一门理论性和实践性并重的学科，该课程的建设对计算机专业的建设有着重要的作用和意义。在教学过程中，坚持理论教学与实践教学的统一性是提高“数据结构”课程教学质量的有效途径。

参考文献

[1] 蒙应杰等. 大学计算机专业课程教学改革及实践[J]. 高等理科教育, 2001.

[2] 严蔚敏. 数据结构[M]. 清华大学出版社, 1997.

[3] 严蔚敏, 吴伟民. 数据结构题集[M]. 清华大学出版社, 1999.

[4] 蒙应杰.算法与数据结构.课程教学的研究与探讨[J], 高等理科教育,2004.

[5] 张铭，许卓群，杨冬青，等.数据结构课程的知识体系和教学实践[J]，计算机教育，2004.

收稿日期：2007-09-10

作者简介：马传香(1971－)，女，湖北荆州人，博士，副教授。研究方向：数据挖掘，网络安全。

该研究受国家自然科学基金(No：60603069)以及湖北大学教学研究项目(No：2006044)资助。