数据结构课程的教学研究与改革

湖北民族学院信息工程学院 向 静

数据结构课程的教学研究与改革

湖北民族学院信息工程学院 向 静

数据结构是计算机专业的核心基础课程，教学的目的就是培养学生针对实际问题在选用数据结构、设计算法及其实现等方面的基本技能。本文分析了数据结构课程在教学中存在的一些问题，从更新教学内容、革新教学手段、改进教学方法、加强实践环节等方面对数据结构课程的建设和教学进行改革，以培养学生算法设计思维和提高算法设计能力。

数据结构；实践；改革

1.引言

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作等的学科，历来就是计算机科学与技术专业的核心基础课程，具有理论抽象程度高和应用实践性强的特点。数据结构传统教学存在的主要问题是教学内容陈旧、教学手段单一、教学方法落后、理论和实践脱节等。近年来，一些高校已经进行了有益的尝试和改革，许多教学工作者提出了自己的一些思路，并付诸实践，取得了很好的效果。由于学校层次的不同和学生自身的差异，我们在借鉴别人教学经验的同时，有必要针对自身的教学对象，发挥自身的优势，对数据结构课程的教学进行深入的研究和探讨，以期提高教学质量，培养具有实践能力和创新能力的应用型人才。

2.数据结构课程教学中存在的问题

数据结构课程的特点是概念多、内容广、逻辑性强、抽象程度高、综合实践性强。从多年来学生在本课程的学习和实践环节看，影响学习效果的主要原因大致有以下几个方面。

（1）前导课程基础薄弱，语言能力差

数据结构的前导课为高等数学、离散数学、概率论和一门计算机程序设计语言，如C、C++或者Java等，我院采用的教材主要用类C语言描述。学生在前导课程的学习中，由于个体差异、学习态度等原因，对必备知识掌握不足，特别是程序设计语言能力差，导致在学习过程中存在困难。如C语言中指针的应用、递归函数的调用、内存空间的动态分配和回收等，这些知识掌握的不牢固或者根本就没有深入理解，就不能灵活运用，更谈不上解决实际问题。

（2）算法设计思维欠缺

算法是对特定问题求解步骤的一种描述，是程序的重要组成部分。学生在解决实际问题时没有清晰的思路，没有模块化的程序设计思想，不能从总体和全局考虑数据的走向，进而就不能选用合适的数据结构来组织数据，处理数据。特别是在问题的求解没有可借助的方法时，需要自己构思算法，就要综合考虑对时间、空间以及其他性能的要求，这对学生在程序设计和软件工程的规范性上要求是比较高的。

（3）实践技能较差

数据结构是一门理论与实践并重的课程，对学生的实践动手能力要求是较高的。由于学生上机训练时间偏少，实际设计和调试程序的能力较弱，对实践环节没有充分重视，导致学生实践能力较差。另外在程序中还经常出现的与指针调用、内存管理等有关的较为隐蔽的错误，给程序调试带来很大的困难。这些不流畅的程序，使他们在实践中有很大挫败感，于是逐渐丧失了对该课程的兴趣。

3.数据结构课程的教学改革

针对数据结构课程在教学和学习中出现的这些问题，我们在实际教学中主要提出了以下一些教改措施。

（1）修订细化教学大纲，明确教学目标，注意前导后续课程的衔接，强化学生程序设计基础

教学大纲为实现课程教学目标提供了依据，教学大纲的设计要能体现创新人才的培养特征，符合人才培养目标。因此，教学大纲的修订以人才培养目标为导向，课程设置和课程内容以实现培养目标为主旨和特征构建。在安排数据结构课程教学内容时，要说明该课程在整个专业中的作用和地位，复习必备的编程语言基础知识，并配备一定的习题强化学生的程序设计能力，注意与前导和后续课程的衔接，介绍具体内容与其他课程的关系，分清主次，避免内容的重复。

（2）改革教学方法，更新教学手段，培养学生分析问题、解决问题的能力

根据数据结构教学大纲，我们自行编写了教案和课件，课件内容丰富，含有教学目的、教学要求、课程实施方案、课程考核要求、自测练习、作业和实验等。特别是教学内容中的算法演示，对数据结构中的典型算法进行动态交互式模拟跟踪，方便学生真切深入地理解算法执行过程中各要素的变化情况。

除了课堂教学外，还要充分利用微课、慕课等新兴的教学形式，让学生深刻地理解所学知识，提高学习的效率。同时在深化翻转课堂教学模式的应用中，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

（3）加强实践教学改革，提高学生实践能力，培养学生创新精神

在数据结构课程的学习过程中，学生比较困扰的是理论脱离实践，对数据结构潜在的应用价值难以有深刻地认识。在课程建设中，在努力提高课堂教学效果的同时，应下大力气对上机实验的内容和要求进行管理。可以通过验证性实验、设计性实验和综合大型实验来分层次的提高学生的实践能力，培养学生的团队协作精神和创新精神。

4.结束语

在数据结构课程的建设和改革过程中，我们主要着眼于以下几点：内容深度与广度的更新，强调了科学方法指导，加强了实践环节，突出了基本技能训练，革新了教学手段，激发了学生的学习动机，培养了学生的学习兴趣，增强了学生的创新意识，提高了学生的创新实践能力，使学生思维在灵活性、独立性、深刻性等方面有所提升，总体来说达到了良好的教学效果。

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[2]张继新,周德祥．“数据结构”课程教学中存在的问题及对策[J]．教育研究与实验,2014(2):153-155．

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向静（1977—），女，讲师，硕士，研究方向：计算机及其应用。

湖北民族学院教学研究项目（2016JY013）。