《数据结构》课程教学改革探索

摘要：在计算机科学中，《数据结构》是一门核心的、综合性专业基础课。课程学习的效果将直接影响到后续课程的学习以及软件设计水平和能力的培养。本文针对课程的特点，结合教学实践经验，论述了对教学改革的认识

关键词：数据结构；教学；改革；探讨

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0120-02

《数据结构》是计算机科学与技术专业的一门核心的综合性专业基础课，在本专业的课程体系中处于重中之重的地位，属于必修课程。数据结构的研究既涉及计算机硬件，也涉及计算机软件，是很多计算机科学与技术专业后续课程的基础，比如编译原理、操作系统、数据库原理与应用、JAVA程序设计、MFC程序设计、算法设计与分析等课程均直接或者间接用到该课程的很多知识。显然，该课程的重要性不言而喻。本课程的教学目标，使学生较全面地掌握各种常用的数据结构，为学习后续课程提供必要的基础，提高运用数据结构解决实际问题的能力。本文针对课程的特点，结合教学实践经验，从教学内容、教学方法、教学手段、实践环节等对教学改革进行了探索。

一、教学内容

课程的内容重点立足于基础知识和基础理论的传授和应用能力的培养。因此在授课时既要讲授基础知识和基础理论，同时也要注重动手应用能力的培养。作者认为应该讲授的主要内容包括，常用的并且是重要的数据结构，分为线性结构和非线性结构，线性结构主要包括线性表、栈、队列等。非线性结构主要包括树和图，还有文件。从逻辑结构、存储结构和数据的运算三个方面介绍这些数据结构的知识点。然后介绍在这些数据结构上的常用的查找和排序算法。同时，各种运算和算法的时间和空间复杂度分析也是要重点介绍的内容。为了更好地让学生掌握上述内容，还必须安排合理合适的实验内容，进一步培养学生的应用能力。

第一次讲课是课程的前言，是很重要也是最难讲的一次课。第一次课程授课效果的好坏，直接关系到学生对课程的认识喜爱程度，更是严重影响到后续授课的效果。因此，教师一定要把第一次课程讲好，使得学生对课程有一个总体认识，并喜欢上这门课程。为了让学生对课程有一个很好的认识，第一次课程的授课内容显然很重要。作者结合实践教学经验，认为第一次课程应该从以下几个方面进行讲授。①数据结构的概念，发展史，为什么学习这门课程以及学习这门课程的方法。②数据结构课程研究内容、研究方法和研究分支。③课程的性质、特点、地位和作用。④课程内容的组织结构。⑤参考文献和考核方式。

二、教学方法和教学手段

合适的、恰当的教学方法和教学手段，在教学中能收到事半功倍的效果，反之，则是费力不讨好。作者认为在数据结构教学中，采用以下教学方法和教学手段，教学效果会显著提高。

1.采取现代化教学手段和方法，充分有效使用现代化多媒体教学手段。多媒体教学能使得讲授内容更加清晰、教学效率更高。虽然有些课程，比如数学类课程不适合使用多媒体教学。但数据结构这门课的课件可以做得很漂亮、很生动，比黑板的效果要好很多。在教学中可以使用PPT幻灯片展现基础知识点和基本理论，对比较复杂的算法，可以采用动态方式演示讲解，这样可以很好地帮助学生深入透彻地理解掌握算法的设计思想和过程，使学生把所学知识的理性认识和感性认识有机地结合起来。比如在讲解图的深度遍历时候，可以通过PPT幻灯片讲解遍历的过程。由于遍历的过程是一个递归的过程，许多学生开始学习起来有些困难。如果配以动画来模拟遍历的全过程，就可以取得很好的教学效果。

2.充分调动学生们课堂学习的积极性。为了调动学生们的积极性，可以充分采取启发式教学，实现教与学的互动，激发学生的创造性。通过设计高质量的、创新的启发式教学内容，诱导学生深入理解数据结构和算法，理解算法改进的过程，启发学生在了解原算法的不足之处后，设计改进算法，实现从旧算法到相关的新算法的跳跃。建立科学的考核制度，改革评分标准。让学生参与解决有一定难度的问题，对能较好完成的学生，给予奖励。对平时敢于提出新见解、有创意的学生采取特殊鼓励政策，无论是课后提问、作业还是上机实验，只要有思想火花或闪光点，或找到教材上或教师讲课中的不足或者错误，都给予奖励。

3.充分利用网络，建立课程的教学网站。网站可以对课堂授课起到很好地补充作用。作者认为，网站内容主要应包括：教师的电子教案、优秀的教学视频、生动的教学动画、作业习题、题库、参考试卷、参考文献等教学资源，学生可以根据自己的需要随时随地下载学习。另外，网站上要增设论坛、留言板，这样学生之间、学生老师之间，可以不受时间空间限制，随时讨论交流，教师也可以及时掌握学生思想动态和学习情况，师生关系将非常融洽，将会有力促进课堂教学效果。

4.注重上机实践。数据结构不仅具有较强的理论性，同时也具有较强的可应用性和实践性。因此，一定要重视教学实践。实践表明在数据结构教学过程中，如果学生的程序设计语言基础薄弱，就会影响正常教学进度。学生完成上机实验练习时遇到的主要问题是，不能正确地输入数据，结构体概念陌生，函数的传址调用概念不清，指针与链表有的没有学过。因此在上机实验之前，应该给学生适当补充相关的内容。实验内容的设计要合适。数据结构课程的实验要以综合实验为主、以验证性实验为辅，以验证性实验为基础，通过设置综合实验题目、实验目的和要求，提高学生的综合程序设计能力。同时也要加大上机实验的趣味性，用“熊猫烧香”、“迷宫”等趣味题目作为上机内容。在做实验时，一般情况下大部分学生只是重视实验环节，对于编写程序具有一定的积极性。但往往容易忽略实验报告的撰写和实验总结，这是不对的。实验报告和实验总结是实验必可缺少的环节，也是很重要的环节。通过撰写实验报告，能培养学生撰写科技论文的能力和书面表达的能力；通过实验总结，能提升自己对实验内容的深刻理解和掌握，并能为后续实验提供经验教训，提高后续实验的效果和效率。因此，作者认为学生拿到一个实验题目之后，应该按照步骤做实验，具体步骤应包括：问题分析与系统结构设计、详细设计和编码、上机准备、上机调试程序和整理实验报告。

最后，应大力加强学生实验的指导和管理。数据结构的实验编程有一定的难度，如果指导和管理不力，可能导致少部分自觉性强的学生能够完成，大部分学生通过拷贝别人的程序来应付检查。因此，必须加强教师的指导和实验的管理，有效地监督学生完成相应的上机实验，逐个验收实验程序，防止滥竽充数的“南郭先生”。

参考文献：

[1]严蔚敏，吴伟民.数据结构[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2]赵晓，孙连山，王晓霞.《数据结构》课程教学改革的研究[J].电脑知识与技术，2011，（4）：30-31.

[3]纪颖，周欣，刘彦君.数据结构教学改革探讨[J].黑龙江教育学院学报，2010，29（5）：55-56.

作者简介：张敬敏（1974-），女，河北晋州人，硕士，副教授，研究方向为计算机科学教育，程序设计语言，演化计算等；李霞（1978-），女，硕士，讲师，研究方向为计算机教育，算法设计，程序设计语言。