時(shí)間：2022-08-01 09:10:04
序論：在您撰寫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)探索；教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介：李永（1978-），男，安徽宿州人，鹽城師范學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，講師。（江蘇 鹽城 224002）
中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）31-0057-02
“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”主要研究數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法、存儲(chǔ)方法以及其上的操作。[1]在美國IEEE/ACM課程體系和我國教育部學(xué)科規(guī)范中，[2，3]“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”被列為核心課程之一。它是操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程和人工智能等課程的基礎(chǔ)。算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)蘊(yùn)含的思想對(duì)學(xué)生在軟件設(shè)計(jì)方面有很強(qiáng)的導(dǎo)向性，它的教學(xué)效果直接影響學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象和程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。學(xué)習(xí)該課程，一方面，使學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)對(duì)象的特征，掌握數(shù)據(jù)組織的方法和在計(jì)算機(jī)中的表示方法，為數(shù)據(jù)選擇合適的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和算法；另一方面，培養(yǎng)學(xué)生良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，進(jìn)行復(fù)雜程序設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。[1]
為了在課時(shí)約束、學(xué)生基礎(chǔ)、課程難度、教學(xué)目標(biāo)等約束下最大化教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生最大限度地得到提升和發(fā)展，本文從分析“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程存在的問題出發(fā)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了一些探索和實(shí)踐。
一、“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中存在的問題
1.課程本身難度大
“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是抽象與具體的統(tǒng)一，理解與掌握它需要跨越橫亙?cè)诔橄笈c具體之間的鴻溝。學(xué)習(xí)該課程有兩個(gè)難點(diǎn)：一是從算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到程序?qū)崿F(xiàn)的跨越；二是從實(shí)際應(yīng)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)抽象的跨越，即如何利用算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決實(shí)際問題。[4]“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的內(nèi)容抽象、繁多、邏輯性強(qiáng)，難于理解掌握。學(xué)生學(xué)完后不知道學(xué)了什么，當(dāng)需要解決實(shí)際問題時(shí)感到無從下手?！八惴ㄅc數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”綜合性、技巧性強(qiáng)，各種算法中凝結(jié)了大量杰出計(jì)算機(jī)科學(xué)家的智慧，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)部分學(xué)生因無法領(lǐng)悟其中的思想與精髓而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。
2.前導(dǎo)課程基礎(chǔ)不扎實(shí)
“C語言程序設(shè)計(jì)”、“高等數(shù)學(xué)”、“離散數(shù)學(xué)”等是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)課程，其中“C語言”與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的聯(lián)系最為密切?！癈語言”一般開設(shè)在大一第一學(xué)期，是學(xué)生最先接觸的程序設(shè)計(jì)語言。由于內(nèi)容多、難度較大、大班教學(xué)、課時(shí)有限等原因，教學(xué)時(shí)間大部分花在基本概念及簡(jiǎn)單程序的編寫上，對(duì)結(jié)構(gòu)體、指針、參數(shù)傳遞等難度較大的知識(shí)點(diǎn)講解不深入，為“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)埋下了隱患。
3.教學(xué)方法有待改進(jìn)
“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)方法主要為板書結(jié)合PPT課件，教學(xué)方式采用“教師講—學(xué)生聽”的灌輸式授課模式，與學(xué)生互動(dòng)少，課堂氣氛沉悶。教學(xué)方法中以教師為中心按照教學(xué)大綱教學(xué)，存在照本宣科、就事論事、內(nèi)容堆砌、缺乏新意等缺點(diǎn)。由于沒有考慮學(xué)生的接受能力、思維能力以及編寫代碼的能力，學(xué)生只是不加思考地被動(dòng)的接受知識(shí)，限制了學(xué)生的積極性與主動(dòng)性的發(fā)揮。
4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題
目前課程實(shí)驗(yàn)中存在的問題主要有下面三個(gè)方面。首先，大多高?！八惴ㄅc數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式仍是以教師為中心，以灌輸、模擬、驗(yàn)證為主；教師按教材單元布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)并做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和提示，然后學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。沒有考慮實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性以及是否適合學(xué)生，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。其次，學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力普遍較弱，面對(duì)問題時(shí)難以有清晰的算法思想，無法將算法思想轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的程序代碼，上機(jī)調(diào)試和運(yùn)行程序時(shí)面對(duì)眾多的錯(cuò)誤提示無法正確解決，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果大打折扣。再次，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有相互依賴和遞進(jìn)的特點(diǎn)，部分學(xué)生又不能充分利用課余時(shí)間，造成問題堆積。
二、“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)探索
1.合理組織教學(xué)內(nèi)容
貫穿“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的主線是邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及操作，即線性表、樹、圖三種邏輯結(jié)構(gòu)；順序和鏈?zhǔn)絻煞N存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；插入、刪除、查找、遍歷等操作。這些內(nèi)容不是孤立的，在教學(xué)過程中將它們聯(lián)系起來形成一條主線，由線性到非線性，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，方便學(xué)生理解和掌握。在教授課本內(nèi)容時(shí)，根據(jù)教學(xué)大綱的要求梳理并提煉出各章節(jié)的知識(shí)框架，根據(jù)學(xué)生情況和教學(xué)目的合理劃分課時(shí)，控制課程節(jié)奏。課堂上主要針對(duì)程度一般的多數(shù)學(xué)生從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的運(yùn)算三個(gè)方面去組織教學(xué)內(nèi)容，做到重點(diǎn)突出、內(nèi)容簡(jiǎn)潔。對(duì)于程度差的學(xué)生進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，通過補(bǔ)習(xí)和細(xì)化教學(xué)內(nèi)容幫助其跟上教學(xué)進(jìn)度。對(duì)于程度較好的學(xué)生，通過指定課外讀物、布置思考題等，讓其能力得到充分發(fā)揮。
2.上好第一節(jié)課，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情
在第一節(jié)課不要急于給學(xué)生灌輸基礎(chǔ)的理論知識(shí)，而要引導(dǎo)學(xué)生明白為何學(xué)，講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究對(duì)象是什么，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有什么用，采用什么樣的方法來學(xué)習(xí)該課程。這些問題的引入不能從抽象的概念入手，而要從貼近生活的一些例子從案例入手，讓學(xué)生在深入課程學(xué)習(xí)前體會(huì)到課程的重要性。例如，學(xué)生成績管理系統(tǒng)中如何組織學(xué)號(hào)、姓名、成績等，才能快速實(shí)現(xiàn)查找、插入、刪除等操作；計(jì)算機(jī)與人對(duì)弈時(shí)如何應(yīng)對(duì)變化的情況以及給出周全的對(duì)策，實(shí)現(xiàn)靈活對(duì)弈等。也可給學(xué)生展示一些上屆學(xué)生的優(yōu)秀作品，讓學(xué)生先認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際編程中的應(yīng)用，并指出在學(xué)期結(jié)束時(shí)學(xué)生也能設(shè)計(jì)出類似這樣的系統(tǒng)。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到該課程實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，對(duì)課程充滿探索的欲望，積極性得到調(diào)動(dòng)，從而有一個(gè)良好的開端。
1 理論教學(xué)
1.1 明確教學(xué)目標(biāo)
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》這門課程的所有算法思想最后都會(huì)落腳到程序上，都需要用高級(jí)語言表現(xiàn)出來，老師把握不好目標(biāo)，很容易把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)成C語言的“延伸”和“升華”，課堂上帶領(lǐng)學(xué)生一個(gè)一個(gè)讀算法程序，而沒有做到讓學(xué)生去領(lǐng)會(huì)算法的思想。所以老師一定要明確這門課的教學(xué)目標(biāo)是編程思想而不是程序本身，先有好的構(gòu)思和想法，輔助語言加以實(shí)現(xiàn)，每節(jié)課都要以“思想第一，實(shí)現(xiàn)第二” 為教學(xué)綱領(lǐng)，教學(xué)生怎么從實(shí)際問題中抽象出模型，提煉出思路，然后用程序來實(shí)現(xiàn)這個(gè)思路，最后真正的解決問題，就像古人講的“胸有成竹”，在畫竹之前，對(duì)于竹子的高度，樹干、樹枝和葉子的結(jié)構(gòu)，心里要有個(gè)規(guī)劃，做到心中有數(shù)，這樣畫出來的竹子才能形象。編程也一樣，先從實(shí)際問題重剝離出系統(tǒng)架構(gòu)，構(gòu)造出合適的模型，選擇高效率的算法，再使用高級(jí)語言把它實(shí)現(xiàn)，最后再進(jìn)一步處理趨向完善，使之具備客戶所需要的功能。學(xué)生要從《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》這門課程中掌握的就是如何從實(shí)際問題中抽象出模型、建造起架構(gòu)的過程，老師只有時(shí)刻帶領(lǐng)學(xué)生從這個(gè)角度來著手解決問題，才能真正為該課程的教學(xué)把握好方向。
1.2 合理運(yùn)用教學(xué)方法
隨著現(xiàn)代教學(xué)水平的提高，越來越多的多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)資源被運(yùn)用于教學(xué)當(dāng)中，人們也對(duì)啟發(fā)式、問題探究式、課堂討論式等這些新型的教學(xué)方法趨之若鶩，或多或少的把傳統(tǒng)的教學(xué)方法冠以“落伍”和“填鴨式”等貶義色彩。但我個(gè)人認(rèn)為，傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方法，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》這門課程當(dāng)中仍然有著舉足輕重的作用，因?yàn)镻PT課件和動(dòng)畫都是老師預(yù)先按照自己的思路經(jīng)過思考和摸索，多次嘗試和修改而整理出來的，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不豐富，未曾接觸過相關(guān)知識(shí)的學(xué)生來說，直接跳出來的課件和動(dòng)畫沒有給夠他們思考和整理思路的時(shí)間，冰冷的課件和學(xué)生沒有眼神、肢體語言等情感交流，無法從算法思想的角度去引領(lǐng)學(xué)生一步一步的剝離表象，抽離出問題的本質(zhì)。所以，片面的強(qiáng)調(diào)新型的教學(xué)方法是不科學(xué)的，傳統(tǒng)的黑板教學(xué)也不可忽視，在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，一些粉筆和語言都不太容易展示的算法執(zhí)行過程，可以結(jié)合現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段來表現(xiàn)，形象的動(dòng)畫能讓抽象的內(nèi)容變得更加直觀更易理解，學(xué)生也更容易被帶入其中，從而使教學(xué)過程變得更加生動(dòng)形象。
所以，合理的教學(xué)方法應(yīng)該是以板書為主，課件為輔，配合老師與學(xué)生的情感交流，這樣才能取得好的教學(xué)效果。
1.3 實(shí)例化教學(xué)設(shè)計(jì)
大學(xué)的學(xué)習(xí)和高中不一樣，不再簡(jiǎn)單的以分?jǐn)?shù)定乾坤，學(xué)生沒有了壓力也就沒了動(dòng)力，而且大學(xué)生都各有鋒芒，有自己獨(dú)立的思想，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)該課程的興趣，使被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)求知就顯得尤為重要，那如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢？答案是要讓學(xué)生感覺到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決的問題其實(shí)都來源于我們的實(shí)際生活，是切切實(shí)實(shí)存在于我們周圍的，比如講到順序表和鏈表，可以舉例我們?cè)缙谌ャy行辦事需要排隊(duì)，中間插隊(duì)一個(gè)人后面的人都要后移（順序表插入），中間有一個(gè)人離開后面的人都要前移（順序表刪除），這就是順序表，而現(xiàn)在我們?cè)阢y行取個(gè)號(hào)就可以找個(gè)舒服的位置坐下，或者離開去辦其它的事情，等叫到號(hào)再到窗口，這就是鏈表，存儲(chǔ)的位置不連續(xù)，但是大家的邏輯關(guān)系仍然存在；比如講到圖的最短路徑問題時(shí)可以設(shè)計(jì)一個(gè)旅游場(chǎng)景，需要去多個(gè)城市旅游，但又希望旅途最短花費(fèi)最少，讓學(xué)生去設(shè)計(jì)路線；比如講到約瑟夫環(huán)的時(shí)候可以結(jié)合猶太歷史故事讓學(xué)生身臨其境；再比如講到漢諾塔的時(shí)候可以讓學(xué)生先試著玩一玩漢諾塔游戲，然后再考慮怎么用算法來實(shí)現(xiàn)。
“興趣是最好的老師”，真正把學(xué)生的興趣調(diào)動(dòng)起來，使學(xué)生進(jìn)入到一個(gè)積極思考和探索的活躍狀態(tài)，教學(xué)就能起到事半功倍的效果。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
鑒于該課程的課時(shí)壓縮，實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)也隨之減少了，學(xué)生能動(dòng)手實(shí)踐的時(shí)間減少使教學(xué)效果大打折扣。而該課程的學(xué)了老師在理論課上的引導(dǎo)以外，學(xué)生自己動(dòng)手去“練”才是真正去領(lǐng)悟和內(nèi)化算法思想的法寶，“練”必不可少，所以在這有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)間里，如何讓學(xué)生的“練”落到實(shí)處也需要老師投入很大的精力來設(shè)計(jì)和管控。
2.1 合理安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
根據(jù)教學(xué)大綱，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際掌握程度來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要分為驗(yàn)證性、可選性和綜合設(shè)計(jì)性三大類，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的目的是重溫基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)調(diào)編程規(guī)范性和完整的算法思想， 主要針對(duì)一些常用的算法實(shí)現(xiàn)， 如順序表、鏈表的創(chuàng)建、要求學(xué)生在上機(jī)實(shí)驗(yàn)課堂內(nèi)完成?？蛇x性實(shí)驗(yàn)稍有難度，需要融會(huì)貫通和創(chuàng)新能力，針對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，如果驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)很快完成，就可以進(jìn)行可選性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作。綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)一般涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)， 要求學(xué)生自己抽象出模型進(jìn)行設(shè)計(jì)， 主要訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自主創(chuàng)新能力。題目一般是要求解決實(shí)際生活中遇到的問題，可以對(duì)學(xué)生按照基礎(chǔ)的強(qiáng)弱搭配成3-4人一個(gè)小組，完成后通過現(xiàn)場(chǎng)演示和答辯來評(píng)價(jià)效果，這類實(shí)驗(yàn)完成后學(xué)生在體會(huì)到成功喜悅的同時(shí)，也能領(lǐng)悟到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法的價(jià)值，激發(fā)他們的求知欲望和探索精神，使其更加積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，而這一部分人的主動(dòng)也能帶動(dòng)其他的同學(xué)跟進(jìn)步伐，形成一個(gè)好的學(xué)習(xí)氛圍。
2.2 正確管理實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)課堂上，針對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用相應(yīng)的教學(xué)方式。對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，老師可以在實(shí)驗(yàn)開始前對(duì)實(shí)驗(yàn)的流程、操作要點(diǎn)及最終的運(yùn)行效果進(jìn)行講解，不至于讓學(xué)生盲目摸索，浪費(fèi)時(shí)間。選擇性實(shí)驗(yàn)需要針對(duì)部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯l(fā)式引導(dǎo)，對(duì)關(guān)鍵算法和思路予以提點(diǎn)。對(duì)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教師可以采用項(xiàng)目式的教學(xué)方法，帶領(lǐng)學(xué)生理清需求、提取模型、設(shè)計(jì)步驟、確定計(jì)劃，并對(duì)小組成員予以分工，使得實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌倪M(jìn)行下去。
實(shí)驗(yàn)過程中也要設(shè)定一定的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，不能只看最后結(jié)果，對(duì)于積極主動(dòng)，喜歡鉆研的學(xué)生要及時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)，給予一定的加分，在綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)中擔(dān)任重要角色的學(xué)生也要識(shí)別出來，適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)過程分?jǐn)?shù)。
基礎(chǔ)較差的學(xué)生光靠課堂上的練習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要整合機(jī)房資源，給學(xué)生提供課外實(shí)踐的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)他們利用業(yè)余時(shí)間補(bǔ)齊差距。
關(guān)鍵詞：算法；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；相關(guān)性
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含了選取的算法、存儲(chǔ)必備的方法、擬定的操作規(guī)程。解析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這類思路有著凸顯的導(dǎo)向，它關(guān)系到培育的抽象認(rèn)知。構(gòu)建精準(zhǔn)的某一程序不可缺失算法、搭配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。辨識(shí)了二者的多重關(guān)聯(lián)，設(shè)定最適宜的邏輯框架以此來便于擬定程序。把控各類的算法，側(cè)重去養(yǎng)成合適的設(shè)計(jì)風(fēng)格，適應(yīng)日漸復(fù)雜的新算法。
一、選取線性鏈表的實(shí)例
計(jì)算機(jī)科目包含了選取的算法、相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。從實(shí)質(zhì)上看，算法及特有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并非沒有關(guān)聯(lián)，它們是聯(lián)系的。變更了分開的思路，側(cè)重了相關(guān)性。依循了算法的主線，多樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都被融匯于設(shè)定的這一算法。解析了相關(guān)性，借助于預(yù)設(shè)的程序語言來區(qū)分二者。經(jīng)過探究可得：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法擁有內(nèi)在的深層關(guān)聯(lián)，二者不可割裂。把控根本的某一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、辨析存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，還要關(guān)聯(lián)著可控的算法。這樣做揭示了深層的二者關(guān)聯(lián)，符合了變化的科目需要。
二、算法編程的語言
設(shè)計(jì)算法含有：初期擬定的模式、面向?qū)ο鬆顟B(tài)下的編程、泛型的編程。融匯這樣的要素，構(gòu)建可得適宜的算法。設(shè)定某個(gè)二元組，用它來代表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在二元組內(nèi)整合了多重的數(shù)據(jù)元素，這樣的基礎(chǔ)上又創(chuàng)設(shè)了集合關(guān)系。經(jīng)由抽象可得細(xì)化的數(shù)據(jù)類別。這類算法添加了靈活優(yōu)勢(shì)，且很易被調(diào)用。
相關(guān)性涵蓋著泛型編程特有的途徑，它被設(shè)定成典型。泛型編程抽象可得更完備的、精細(xì)的新集合，借助于它來代表算法。整合了多態(tài)模板，可被重復(fù)去調(diào)用，獲取了更高水準(zhǔn)的算法組件。經(jīng)由自主的定義，明晰了數(shù)組內(nèi)的一切元素，集合可得新類別。數(shù)據(jù)類型含有：堆棧及常見的表、二叉樹、隊(duì)列及圖形等。表述這樣的抽象數(shù)據(jù)，依循了面向?qū)ο蟮谋硎鐾緩?，支持表述語言。提煉獲取了算法模式，遇有近似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可依照凝練的這一算法予以運(yùn)算。先要預(yù)設(shè)模塊，擬定細(xì)化的類別及關(guān)聯(lián)的行為。
三、算法的演示流程
線性鏈表的算法依循了面向?qū)ο舐窂较碌慕馕?，選取單鏈表整合了細(xì)化的較多數(shù)據(jù)項(xiàng)。歸結(jié)了線性表、樹形圖及隊(duì)列等。依循繼承的演算即可獲取雙向架構(gòu)的這類鏈表，演算的流程為：
四、探析實(shí)現(xiàn)的路徑
構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)依照的根本思路為：最小二乘算法。要調(diào)整擬定的權(quán)值，借助于梯度搜索來平衡輸入及輸出的誤差。從現(xiàn)狀看，BP網(wǎng)絡(luò)是最為常見的一類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它整合了輸入及輸出，構(gòu)建了雙重的映射。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法凸顯了實(shí)踐的特性，側(cè)重培育本源的抽象思路，增添了實(shí)踐類的新技能。創(chuàng)設(shè)新穎的算法，要考量真實(shí)的關(guān)聯(lián)。實(shí)現(xiàn)的路徑為：解析某一疑難、設(shè)計(jì)可用的算法、設(shè)定編程。
算法及創(chuàng)設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可延展至自動(dòng)檢索館內(nèi)的書目、調(diào)配交通燈、求解某一迷宮。這類算法都不可脫離生活，增添了真實(shí)性。針對(duì)于線性表，要驗(yàn)證它關(guān)聯(lián)的鏈?zhǔn)搅鞒?。模擬退耕還林，解析最適宜的需求。這樣的基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)了彼此關(guān)聯(lián)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。經(jīng)由后續(xù)的細(xì)化設(shè)計(jì)，編碼而后再次去調(diào)試。例如：在選修課程時(shí)，要擬定明晰的科目名稱、依循的次序等。設(shè)定拓?fù)浯涡騺碇敢罄m(xù)的選修流程，可創(chuàng)設(shè)AOV特有的算法網(wǎng)絡(luò)，布設(shè)頂點(diǎn)次序用作表述可篩選的課程。
探析相關(guān)性還可選取壓力傳感器，它含有噪聲的干擾、振動(dòng)這類的干擾信號(hào)。可構(gòu)建采樣電路，壓力傳感器增設(shè)了輸出信號(hào)。BP網(wǎng)絡(luò)可采納任一精度來逼近連續(xù)函數(shù)，只要選取了適宜的神經(jīng)元數(shù)即可。它包含著隱層，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在任一精度層級(jí)內(nèi)都能表現(xiàn)出非線性的映射?？梢韵热ド沙跏嫉募訖?quán)系數(shù)，采納梯度搜索以便修正原有的系數(shù)。不斷予以修正，直至誤差的均方符合了擬定要求，才可終結(jié)這一流程。為濾除干擾，經(jīng)由EMD這樣的濾波以此來獲取信號(hào)。經(jīng)過后續(xù)的分解，可得測(cè)重必備的穩(wěn)態(tài)單值信號(hào)。
結(jié)語
算法關(guān)系著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解析現(xiàn)有的課節(jié)內(nèi)涵，增添探究中的濃厚興趣。演示某一算法要側(cè)重相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。經(jīng)由慎重的演算才能縮減后續(xù)編程的偏差，培育審慎嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格。授課中要增設(shè)必備的指引，提出某一疑難而后摸索并化解。歸結(jié)零散的現(xiàn)有知識(shí)點(diǎn)，做好舉一反三。
參考文獻(xiàn)
[1]李曉鴻，駱嘉偉，季潔.“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析”研究型實(shí)踐教學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012（01）：121-125.
[2]劉曉靜，黃維通，王曉英.西部地區(qū)CDIO理念下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（17）：107-111.
關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法；課程；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；人才培養(yǎng)；綜合性地方本科院校；SMART原則
中圖分類號(hào)： G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）13-0160-03
Abstract： In this paper， course quality standard of data structure and algorithm is researched under the guidance of talent training objectives of comprehensive local undergraduate college. The SMART principle and guiding ideology are put forward by combining with the characteristics of this course. The overall goals of this course quality standard are made clear. The teaching requirements of this course are given. The implementation of this course quality standard is normalized. Thus， the course quality can be improved and the talent training objectives can be achieved.
Key words： data structure and algorithm； course； quality standard； talent training； comprehensive local undergraduate college； SMART principle
1 引言
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生問題求解技術(shù)與抽象方法的能力，同時(shí)也是促進(jìn)學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)語言和程序設(shè)計(jì)方法的重要課程。該課程教學(xué)內(nèi)容和方法，重點(diǎn)難點(diǎn)等方面已形成了較為成熟的體系[1-2]，但是與綜合性地方本科院校的定位相結(jié)合時(shí)，就突顯出以下問題：
1）教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、系統(tǒng)性不突出，理論內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合不緊密，導(dǎo)致該課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)目標(biāo)之間存在一定差距。
2）課堂教學(xué)措施和效果難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，培養(yǎng)的人才是否符合市場(chǎng)需求也未可知。
針對(duì)上述問題，本文將根據(jù)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程的地位，結(jié)合綜合性地方本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)，采用SMART原則[3-4]作為指導(dǎo)思想，建立一套完善的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并將其貫穿于該課程的整個(gè)實(shí)施過程，以達(dá)到預(yù)期的效果。
2 SMART原則
SMART原則是目標(biāo)管理的經(jīng)典理論，本文將其與綜合性地方本科院校[5， 6]《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)問題的內(nèi)涵相結(jié)合，提出如下原則：
S=Specific（明確性）：即要用具體的語言清楚地說明要達(dá)成的綜合性地方本科院?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
M=Measurable（可衡量性）：即所設(shè)計(jì)的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是明確的，而不是模糊的。應(yīng)該有一組明確的量度標(biāo)準(zhǔn)，作為衡量是否達(dá)成目標(biāo)的依據(jù)。
A=Attainable（可達(dá)成性）：即所設(shè)計(jì)的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)能夠被執(zhí)行人接受，如果僅僅靠一些行政手段，利用權(quán)利的影響力一廂情愿地把所制定的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)行實(shí)施，結(jié)果總是適得其反的。
R=Relevant（相關(guān)性）：即所設(shè)計(jì)的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與綜合性地方本科院校其他目標(biāo)應(yīng)該是高度相關(guān)的。如果實(shí)現(xiàn)了某個(gè)單一目標(biāo)，但與其他的目標(biāo)完全不相關(guān)，或者相關(guān)度很低，那這個(gè)課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)即使被達(dá)到了，意義也不是很大。
T=Time-bound（時(shí)限性）：即所設(shè)計(jì)的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必須在時(shí)限范圍內(nèi)達(dá)成和實(shí)施，否則失去了應(yīng)有的現(xiàn)實(shí)意義。
3 課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
3.1 指導(dǎo)思想
本文為綜合性地方本科院校設(shè)計(jì)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)依照以下指導(dǎo)思想進(jìn)行：
①方向性：該課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立要堅(jiān)持正確的導(dǎo)向，要與教育教學(xué)的總目標(biāo)相一致，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要與國家或上級(jí)部門公布的標(biāo)準(zhǔn)相一致。指標(biāo)的設(shè)計(jì)應(yīng)努力反映現(xiàn)代教學(xué)理論和評(píng)價(jià)思想，要超越但又不脫離實(shí)際現(xiàn)有的教學(xué)水平、教師水平和技術(shù)水平。
②科學(xué)性：課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須能反映綜合性地方本科院校的發(fā)展目標(biāo)和教學(xué)規(guī)律；構(gòu)建一個(gè)科學(xué)合理的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，同時(shí)要保證各個(gè)課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間的獨(dú)立性，盡量減少冗余，堅(jiān)持科學(xué)性，遵循科學(xué)的教育理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。
③客觀性原則：課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立要以真實(shí)的資料為基礎(chǔ)，對(duì)課程質(zhì)量做出客觀的價(jià)值判斷，必須以客觀事實(shí)為基礎(chǔ)，克服課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選取過程中的主觀隨意性和情感因素。各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)采用量化的形式，所設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合一定的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)為避免機(jī)械化，應(yīng)在全面的資料收集的基礎(chǔ)上，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的建立。
④可行性原則：該課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要符合上述的SMART原則，在實(shí)施時(shí)要綜合考慮到人力、物力、財(cái)力、時(shí)間等各種制約因素。
3.2 目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)
3.2.1 質(zhì)量總目標(biāo)
根據(jù)教育部教指委提出的計(jì)算機(jī)專業(yè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程教學(xué)基本要求，依據(jù)綜合性地方本科院校人才培養(yǎng)應(yīng)具備的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求[7， 8]，提出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程質(zhì)量目標(biāo)，如表1所示。
3.2.2 確定課程教學(xué)要求
根據(jù)上述質(zhì)量總目標(biāo)，將《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程的教學(xué)內(nèi)容劃分為3個(gè)模塊，并將每個(gè)模塊分解成若干教學(xué)單元，明確各教學(xué)單元的主要教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，如表2所示。
3.2.3 課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施
要確保課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于有切合實(shí)際的教學(xué)措施及實(shí)施規(guī)范。課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作為課程教學(xué)的指導(dǎo)性文件，應(yīng)針對(duì)課程的教學(xué)文檔、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)反饋三個(gè)方面進(jìn)行全程規(guī)范，本文給出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施規(guī)范，如表3所示。
在反饋環(huán)節(jié)中的評(píng)課，包含了學(xué)生評(píng)課、專家評(píng)課和企業(yè)評(píng)課。學(xué)生評(píng)課是學(xué)習(xí)完本課程的學(xué)生在學(xué)習(xí)了本課程的后續(xù)課程后再對(duì)本課程的有效性做出評(píng)價(jià)。專家評(píng)課則是由本領(lǐng)域內(nèi)的專家對(duì)本課程的全部實(shí)施環(huán)節(jié)的規(guī)范性和有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。企業(yè)評(píng)課是只由相關(guān)的企業(yè)專家，或者是錄用了本專業(yè)畢業(yè)生的企業(yè)的負(fù)責(zé)人，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)了本課程是否能學(xué)以致用做出評(píng)價(jià)。
4 結(jié)論
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》是一門邏輯性強(qiáng)、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，對(duì)提高學(xué)生程序開發(fā)能力和培養(yǎng)算法設(shè)計(jì)與分析能力都具有重要意義的課程。綜合性地方本科院校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才、服務(wù)地方建設(shè)為目標(biāo)，這就要求課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置應(yīng)更關(guān)注學(xué)生的整體素質(zhì)培養(yǎng)，以及社會(huì)對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的需求。本文通過對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，制定了該課程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施規(guī)范，明確了綜合性地方本科院校《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程的定位，促進(jìn)課程的教學(xué)的有效實(shí)施。
參考文獻(xiàn)：
[1] 呂亞榮， 繆相林. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索[J]. 教育教學(xué)論壇，2014，3（18）：23-29.
[2] 劉馨月， 張憲超， 于紅. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法核心課程建設(shè)[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2011，6（4）：65-68.
[3] 周彥斐. 運(yùn)用SMART原則優(yōu)化項(xiàng)目教學(xué)過程探究[J]. 閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，15（4）：94-96.
[4] 陸如萍. SMART原則在教學(xué)目標(biāo)設(shè)定中的應(yīng)用探究[J]. 現(xiàn)代基礎(chǔ)教育研究，2013，1（2）：196-199.
[5] 王志英. 地方本科院校轉(zhuǎn)型應(yīng)用技術(shù)類型高等學(xué)校途徑探討[J]. 現(xiàn)代企業(yè)教育，2014，16（3）： 430-432.
[6] 廖詩艷. 質(zhì)性評(píng)價(jià)：地方本科院校教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的路徑[J]. 教育探索，2014，7（5）：66-68.
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）23-0128-02
一、引言
1.地方高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革。地方高等院校的教學(xué)目標(biāo)正逐步轉(zhuǎn)型為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，課程教學(xué)方法及設(shè)置要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能學(xué)到與社會(huì)接軌的知識(shí)，從而能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且在系統(tǒng)學(xué)習(xí)后，即畢業(yè)后進(jìn)入社會(huì)能較快上手，從而培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。
2.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程地位?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究范圍主要涉及數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作的實(shí)現(xiàn)，內(nèi)容是程序設(shè)計(jì)（特別是非數(shù)值計(jì)算的程序設(shè)計(jì)）的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序和大型應(yīng)用程序的重要基礎(chǔ)，是一門理論性強(qiáng)且實(shí)踐性強(qiáng)的課程。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在程序編寫的過程中能夠正確、合理地選擇數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，有效地設(shè)計(jì)算法，從而提高軟件整體質(zhì)量和效率。
3.本文研究方向。本文著重研究如何針對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，地方院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教育模式，學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的情況，設(shè)計(jì)合理的教學(xué)方法，達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。
二、傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題
筆者多年從事數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的教學(xué)，經(jīng)與學(xué)生進(jìn)行溝通后，總結(jié)出傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題有如下幾點(diǎn)：
1.理論性強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)多。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的知識(shí)點(diǎn)多，理論性和實(shí)踐性均較強(qiáng)，且有高度抽象的特點(diǎn)。故要求學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)語言和相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)掌握要足夠深入，才能較好地學(xué)習(xí)。信息計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)生反映，理論過于抽象且內(nèi)容較多，越學(xué)后面越不懂，內(nèi)容枯燥不易理解。
2.上機(jī)動(dòng)手能力差。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程中一個(gè)重要部分是上機(jī)編寫程序?qū)崿F(xiàn)算法，學(xué)生由于上一門程序設(shè)計(jì)課程還未理解，難將算法實(shí)現(xiàn)，體會(huì)不到編程的樂趣、算法的優(yōu)美，在學(xué)習(xí)中易失去信心。
在上機(jī)實(shí)踐觀察中學(xué)生常出現(xiàn)兩種情形：一種是理論尚未理解透徹，后續(xù)上機(jī)實(shí)踐根本毫無頭緒，不能靈活應(yīng)用推廣；一種是理論可以明白，但程序設(shè)計(jì)的能力跟不上，無法獨(dú)立完現(xiàn)算法編寫實(shí)現(xiàn)和調(diào)試，甚至無從入手去完成偽代碼的書寫。這兩類學(xué)生占絕大多數(shù)，只有少部分學(xué)生可以較順利地掌握教學(xué)內(nèi)容并實(shí)現(xiàn)完整算法。
3.學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)不夠。外面有些培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的速成模式對(duì)學(xué)生的影響大，它們往往針對(duì)某一具體工具軟件的使用，工具軟件已經(jīng)將許多知識(shí)進(jìn)行了集成封裝，使用者只需調(diào)用即可，不用關(guān)心具體實(shí)現(xiàn)步驟、方法和效率。而這些步驟、方法、算法效率的討論都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。學(xué)生認(rèn)識(shí)不到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性，于是覺得這門課程沒有應(yīng)用的前途和學(xué)習(xí)的動(dòng)力，不肯多花時(shí)間在上面去練習(xí)和實(shí)踐，從而限制了自己后續(xù)能力的提高，比如改進(jìn)算法的效率，優(yōu)化程序等。
三、改革方法探討
1.以理論教學(xué)為主，案例式教學(xué)為輔。針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的和學(xué)生普遍反映的課本內(nèi)容過于抽象的問題，可以選擇一本以案例式教學(xué)為主的教材作為教學(xué)輔助教材。在講授某個(gè)知識(shí)點(diǎn)前，布置學(xué)生在輔助教材中閱讀，了解相關(guān)的應(yīng)用背景。在預(yù)習(xí)過程中學(xué)生往往能發(fā)現(xiàn)一些問題，于是在課堂學(xué)習(xí)中將更有目的性和積極性去學(xué)習(xí)理論知識(shí)，有能力者甚至可以在課外嘗試實(shí)現(xiàn)案例、發(fā)現(xiàn)問題。通過案例學(xué)習(xí)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，符合應(yīng)用型人才改革的目標(biāo)。學(xué)生也通過案例學(xué)習(xí)了解現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的問題有哪些解決方法。當(dāng)理論具體化后，在工作或后續(xù)學(xué)習(xí)中遇上實(shí)際問題將更有解決的方法和思路，而且再進(jìn)行類比推廣應(yīng)用就比較容易。
但教學(xué)中又不能簡(jiǎn)單的以案例式教學(xué)為主。因?yàn)榘咐浇虒W(xué)的一個(gè)缺點(diǎn)是案例中涉及到的應(yīng)用理論未必完全，而是某種模型結(jié)構(gòu)的某些方面的具體應(yīng)用。如樹的教學(xué)，一般的課本對(duì)樹的應(yīng)用講了六七方面，采用案例教學(xué)法，可能只面對(duì)幾種應(yīng)用。故教師在課堂上要將案例抽象出對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，與理論結(jié)合在一起，詳細(xì)講解理論，即課堂上仍是以理論教學(xué)為主。
2.理論教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)的篩選和難易處理。考慮到學(xué)院的學(xué)生基礎(chǔ)問題，學(xué)生相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)掌握不夠深入，若面面俱到地將所有理論全部講完，將知其然而不知其所以然，也不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，故課程內(nèi)容要進(jìn)行一定的篩選，后續(xù)課程中將出現(xiàn)的問題，不妨留到后續(xù)課程后再詳細(xì)討論。
比如，圖的關(guān)鍵路徑問題，對(duì)于基礎(chǔ)掌握好的學(xué)生經(jīng)過課堂學(xué)習(xí)確實(shí)可以掌握，但大部分學(xué)生或是不理解，或是理解后不能上機(jī)實(shí)現(xiàn)，而這一問題在離散數(shù)學(xué)課程中圖論一章后有詳細(xì)論述，那在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有限的課時(shí)中就不妨先簡(jiǎn)講，多花時(shí)間在圖的存儲(chǔ)、遍歷算法、最小生成樹等算法上，效果會(huì)更好。
另外，教師在理論講解中注意難易的處理。學(xué)生要是產(chǎn)生了畏難情緒，就容易造成前面的知識(shí)未消化，后面的知識(shí)更無從理解的學(xué)習(xí)障礙。據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線性表一章是比較簡(jiǎn)單的，其難點(diǎn)在于鏈表，接著的隊(duì)和棧一章與線性表是一致的，僅操作方法不同。若學(xué)生在線性表上卡住了，再學(xué)棧和隊(duì)列會(huì)覺得更難。于是教師授課時(shí)對(duì)一些基礎(chǔ)又簡(jiǎn)單的問題，講深入、講透徹，配合傳統(tǒng)的黑板結(jié)合粉筆效果更好，學(xué)生能有效跟著教師進(jìn)行思考，注意歸納總結(jié)，雖然花時(shí)間多，但再學(xué)習(xí)后續(xù)知識(shí)時(shí)會(huì)觸類旁通，學(xué)習(xí)自信心能提高，有利于形成良性的促進(jìn)作用。
3.上機(jī)實(shí)踐的難易處理和互動(dòng)改革。上機(jī)實(shí)踐主要是將偽代碼的算法用具體程序語言實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行。應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的就是要培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)用于實(shí)踐，即能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行具體算法。故培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力是學(xué)好這門課程的關(guān)鍵。
在整個(gè)學(xué)期的實(shí)踐處理上，實(shí)踐難度安排由易至難。在前面的章實(shí)踐作業(yè)中，給出的可運(yùn)行代碼應(yīng)該較完整，留下關(guān)鍵部分讓學(xué)生去編寫，尤其是學(xué)會(huì)調(diào)試。隨著章節(jié)的推進(jìn)，給出的可運(yùn)行代碼逐步減少至不給。這樣處理是可以讓學(xué)生在初學(xué)時(shí)不至于無從入手，而且可以讓程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)不牢的學(xué)生有時(shí)間通過實(shí)踐強(qiáng)化鞏固，讓學(xué)生獲得編程樂趣。
另外，上機(jī)實(shí)踐時(shí)可將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組選出一個(gè)學(xué)習(xí)較好的學(xué)生為組長，上機(jī)中組長可以幫助組員進(jìn)行程序的調(diào)試和講解，使學(xué)生能夠閱讀程序理解程序所表達(dá)的意義。學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的角度和教師的角度可能不同，有時(shí)候同學(xué)請(qǐng)教比教師更能讓他們接受，從現(xiàn)實(shí)課堂中反映，學(xué)生確實(shí)更愿意向同學(xué)請(qǐng)教。
組員們?cè)谟懻撝挟a(chǎn)生解決不了的問題，再與教師討論得到解答，這樣的互動(dòng)改革既可以有效解決教師逐一回答時(shí)間有限的問題，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生之間不斷相互學(xué)習(xí)共同提高，真正讓大家都能動(dòng)起手來，鍛煉編程能力和舉一反三的自學(xué)能力，為將來到社會(huì)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
教師在指導(dǎo)中要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)讀懂程序錯(cuò)誤提示，自己調(diào)試修改程序，提高學(xué)生實(shí)踐水平。加強(qiáng)對(duì)學(xué)生舉一反三能力的培訓(xùn)，讓實(shí)踐教學(xué)反哺理論教學(xué)，使學(xué)生對(duì)理論有更深層次的理解。培養(yǎng)學(xué)生良好的程序編寫習(xí)慣和風(fēng)格，注重程序注解。
4.開展課外講座。在課外，邀請(qǐng)已學(xué)過這門課程的學(xué)生和正在學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流。尤其是一些已經(jīng)參加工作的學(xué)生，他們可以帶來更多的實(shí)際案例，這些案例比教材中提供的更新穎、更具體，涉及到更全面知識(shí)的融會(huì)貫通，而且他們可以提供工作中有關(guān)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》這門課程的經(jīng)驗(yàn)，可以讓學(xué)生們了解與社會(huì)接軌的知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
四、總結(jié)
近年畢業(yè)生就業(yè)問題日趨嚴(yán)重，通過上述討論發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的教學(xué)形式已不能滿足現(xiàn)階段實(shí)際要求，地方高等院校如何進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才成為研究重點(diǎn)。本文以地方院校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程為例，探討一系列的教學(xué)改革措施，以達(dá)到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1]余臘生.石獻(xiàn).基于創(chuàng)新理念的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)方法探討[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，2006，（11）：110-114.
[2]李克清.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的案例教學(xué)初探[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2004，12（1）4：135-136.
[3]嚴(yán)蔚敏.吳敏民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.
A Study on "Data Structure and Algorithm" Curriculum Reformation
LI Ting，XU Hong-ru
（School of Mathematics，Jiaying University，Meizhou，Guangdong 514015，China）
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程體系；實(shí)踐教學(xué)；課程群
1背景
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程，是計(jì)算機(jī)、軟件工程等電子信息類專業(yè)的必修課。本課程較系統(tǒng)地介紹了軟件設(shè)計(jì)中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)算法；介紹了常用的多種查找和排序技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行性能分析和比較，內(nèi)容非常豐富[1-2]。本課程的教學(xué)目標(biāo)是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系的分析與認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)抽象的能力，通過理論分析與編程實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生求解復(fù)雜問題的能力以及控制算法復(fù)雜性的能力。
在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅是程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而且是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等系統(tǒng)程序和各種大型應(yīng)用程序的重要基礎(chǔ)[3]。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法是計(jì)算機(jī)類專業(yè)部分專業(yè)課的先導(dǎo)課，如操作系統(tǒng)、編譯原理和數(shù)據(jù)庫原理等，因此它為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)提供必要的知識(shí)和技能儲(chǔ)備[4]。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程一直以來都是本學(xué)科的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，而且正逐漸發(fā)展成為眾多理工科專業(yè)的熱門選修課。只有學(xué)好了這門課，才能在今后的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中游刃有余。因此，本課程在國內(nèi)同類課程中有較明顯的先進(jìn)性和示范性。
根據(jù)新世紀(jì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，教學(xué)應(yīng)重在學(xué)生能力、素質(zhì)的培養(yǎng)，尤其是思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。多年來我們致力于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)核心課程的建設(shè)，從完善課程體系、加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、深入教學(xué)改革和豐富教學(xué)資源等各個(gè)環(huán)節(jié)不斷探索和實(shí)踐。從提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方面入手，在教育教學(xué)方面持續(xù)、深入地改進(jìn)教學(xué)方法，開展教學(xué)研究，提高教學(xué)質(zhì)量。
2完善課程體系
首先，完善以“扎實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化實(shí)踐，引導(dǎo)創(chuàng)新”為培養(yǎng)目標(biāo)的課程體系。計(jì)算機(jī)類專業(yè)核心基礎(chǔ)課程體系主要由離散數(shù)學(xué)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)、編譯原理、計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理7門課程組成，用于支撐計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全、數(shù)字媒體技術(shù)5個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)。
我們將課程群的理念引入計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)類課程教學(xué)，建立了以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為核心的計(jì)算機(jī)類基礎(chǔ)課程群，如圖1所示。課程群以培養(yǎng)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)能力為目標(biāo)，打破課程間的壁壘，強(qiáng)化課程聯(lián)系。本課程群以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為核心，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一些基本內(nèi)容如鏈表、排序等滲透到“C/C++程序設(shè)計(jì)”課程中；將編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理等需要使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容的部分在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中以應(yīng)用的實(shí)例進(jìn)行講解，從而將相關(guān)課程的授課內(nèi)容形成統(tǒng)一的整體。
在實(shí)踐環(huán)節(jié)我們強(qiáng)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)程序設(shè)計(jì)語言的訓(xùn)練及解決相關(guān)課程問題的訓(xùn)練。除各門課程有單獨(dú)的實(shí)踐課程外，獨(dú)立設(shè)置貫徹整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐課程，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程群中各門課程較為關(guān)聯(lián)的綜合大作業(yè)進(jìn)行歸并整合。自身實(shí)驗(yàn)課程注重雙基訓(xùn)練，但大實(shí)踐課程要求對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程群教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、能夠精確把握該課程體系要點(diǎn)的教師進(jìn)行授課，在教學(xué)中能夠結(jié)合本學(xué)期相關(guān)課程設(shè)置大作業(yè)，在講授中能夠根據(jù)學(xué)生的具體情況進(jìn)行誘導(dǎo)性教學(xué)，使學(xué)生通過完成大作業(yè)來更深刻地認(rèn)識(shí)學(xué)科體系的全貌，強(qiáng)化學(xué)科綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為中心構(gòu)建計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程體系，將與計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)打通，在課程、課件、教材、師資隊(duì)伍等多方面進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和建設(shè)，以不同的著重點(diǎn)組織課程教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)行大學(xué)生計(jì)算機(jī)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。該體系打破了原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)附屬于理論課程的模式，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)既相對(duì)獨(dú)立、又相互聯(lián)系，改變了單一的知識(shí)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，增?qiáng)綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容，全面提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能。“扎實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化實(shí)踐，引導(dǎo)創(chuàng)新”培養(yǎng)目標(biāo)體現(xiàn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)類專業(yè)教育的發(fā)展趨勢(shì)，走在國內(nèi)高校的前面，在全國各類會(huì)議作專題報(bào)告近30次。
3加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)
目前我院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學(xué)團(tuán)隊(duì)共有5位主講教師，其中教授2人，每50名學(xué)生配一名助教(博士或工學(xué)碩士)。該教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要由30～40歲的年輕教師組成，盡管精力充沛，工作熱情很高，但教學(xué)經(jīng)驗(yàn)尚有欠缺。團(tuán)隊(duì)建設(shè)是本課程建設(shè)的重中之重，要把提高教師的綜合素質(zhì)和教學(xué)科研水平，強(qiáng)化教師的責(zé)任心放在首位。堅(jiān)持教學(xué)與科研相結(jié)合，以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目為依托，為提高教學(xué)質(zhì)量，不斷提高科研水平和能力；以國家特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目為依托，加強(qiáng)教學(xué)研究，以理論指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，吸取好的教學(xué)方法和經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和手段，迅速促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成長。
在青年教師培養(yǎng)方面注重教學(xué)和科研能力的同步培養(yǎng)。要求青年教師在首次上課之前聽課助課，培養(yǎng)基本教學(xué)能力；實(shí)行集中備課，統(tǒng)一課件，互相監(jiān)督，保持教學(xué)一致性和教學(xué)內(nèi)容一致性；定期召開教學(xué)研討，及時(shí)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)方法，教授言傳身教；以特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目為依托，鼓勵(lì)青年教師開展教學(xué)研究，以國家級(jí)項(xiàng)目為依托開展科研課題研究。青年教師成長迅速，已具備一定的科研能力，教學(xué)效果良好，學(xué)生滿意超過90%；獲得校教學(xué)質(zhì)量優(yōu)良獎(jiǎng)，青年教師講課競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，多媒體課件二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，已經(jīng)成為學(xué)院的業(yè)務(wù)骨干。
4深化教學(xué)改革
4.1不斷探索新的教學(xué)模式
1) 實(shí)踐性教學(xué)。
實(shí)踐是獲得真知的根本源泉，主動(dòng)探索真知是研究型人才的基本素質(zhì)，我們?cè)诨A(chǔ)課中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)主要體現(xiàn)在，讓學(xué)生在自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中積極實(shí)踐、主動(dòng)探索，自己發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)和理論。如圖2所示，在實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)方面，建立書面作業(yè)，上機(jī)作業(yè)和課程設(shè)計(jì)3個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以通過書面作業(yè)形式消化理解教學(xué)內(nèi)容；通過上機(jī)作業(yè)培養(yǎng)動(dòng)手能力，將課程單元知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能；通過課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，融會(huì)貫通本課程的知識(shí)。
為了滿足強(qiáng)化實(shí)踐的教學(xué)要求，本課程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年實(shí)踐，精選、整理了包括卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院等國內(nèi)外著名大學(xué)教授布置的實(shí)踐作業(yè)，結(jié)合我們的教學(xué)要求，每學(xué)期給學(xué)生布置18道有一定創(chuàng)新性的上機(jī)題目。這些題目既反應(yīng)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的基本知識(shí)，又來源于實(shí)際應(yīng)用。達(dá)到了理論和實(shí)踐的完美結(jié)合。本課程實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)比例為1.5∶1。經(jīng)我們多年實(shí)踐，這個(gè)比例符合我國高等教育實(shí)際，達(dá)到了良好的能力鍛煉目的，值得推廣和借鑒。
2) 研究型教學(xué)。
在研究性理論教學(xué)方面，以教學(xué)大綱為主線，整理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的經(jīng)典論文，以提出問題為課堂教學(xué)的第一步驟，引導(dǎo)學(xué)生思考，將科學(xué)家的研究方法和研究思路融入課堂教學(xué)中。依托科學(xué)研究項(xiàng)目，提出本學(xué)科領(lǐng)域的最前沿課題，鼓勵(lì)學(xué)生思考并解決。對(duì)有明顯創(chuàng)造性的成果可以在教師指導(dǎo)下撰寫學(xué)術(shù)論文。
將研究型教學(xué)融入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)課堂，鼓勵(lì)學(xué)生從解決問題的角度研究如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，在傳授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)注重創(chuàng)新性思維方式的培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力的培養(yǎng)。
4.2全方位的課程改革
課程建設(shè)的核心是提高教學(xué)質(zhì)量。為提高教學(xué)質(zhì)量，我們從教學(xué)內(nèi)容、教材、教學(xué)方法和手段、考試方法、實(shí)踐教學(xué)等方向進(jìn)行了全方位的改革。
1) 教學(xué)內(nèi)容改革。
課程組參考國內(nèi)外其他院校本課程的教學(xué)大綱和優(yōu)秀教材，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了多次修訂，逐步穩(wěn)定了理論教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求，細(xì)化了教學(xué)目標(biāo)，明確了教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)、不同知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。理論教學(xué)采用以共性化課堂教學(xué)為主，并利用輔導(dǎo)答疑和實(shí)踐教學(xué)組織以學(xué)生為主的個(gè)性化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，輔助課堂教學(xué)。在教學(xué)過程中采用啟發(fā)式教學(xué)方式，即注重學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握，也注重學(xué)生分析問題、解決問題等基本能力的培養(yǎng)。
為了配合理論教學(xué)，我們也多次修訂了實(shí)驗(yàn)大綱，使實(shí)踐內(nèi)容更加符合專業(yè)的發(fā)展和其他各方面的要求，并且與前序課程和后繼課程很好地銜接。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和科學(xué)的開發(fā)方法的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容采用梯度組織，具有不同的難易程度，方便學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)和拓展知識(shí)。
2) 教材選取。
目前本課程使用教材為高等教育出版社出版的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》，許卓群、楊冬青等編著。該教材除了講授基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)外，突出作為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)概念――抽象數(shù)據(jù)類型，強(qiáng)調(diào)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的密不可分性、封裝性等；在處理知識(shí)面的寬度和知識(shí)點(diǎn)的深度上，既滿足作為基礎(chǔ)課的要求又達(dá)到一定的水平，完全適合本專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，是普通高等教育“十五”國家級(jí)規(guī)劃教材。目前課程組已經(jīng)開始著手準(zhǔn)備根據(jù)我們自己的教學(xué)特點(diǎn)、專業(yè)要求等實(shí)際情況自主編制一套教材。
3) 教學(xué)方法改革。
(1) 啟發(fā)式教學(xué)：學(xué)生的主動(dòng)性是學(xué)習(xí)，我們?cè)诮虒W(xué)過程中注重啟發(fā)學(xué)生的思維，采用循循善誘的方式引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，并逐步解決問題，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。這極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決問題的能力。
(2) 共性化與個(gè)性化相結(jié)合教學(xué)：從教學(xué)形式上，我們積極探索新的教學(xué)方法，以便能夠調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。具體有以教師為主體的課堂教學(xué)、習(xí)題課等共性化教學(xué)環(huán)節(jié)，也設(shè)置了答疑p質(zhì)疑等教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)踐和自學(xué)獲取知識(shí)。共性化與個(gè)性化相結(jié)合，既可以起到教師主導(dǎo)作用，也可以滿足學(xué)生個(gè)性學(xué)習(xí)的需求。
(3) 理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要介紹數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)以及算法。算法的思想需要通過一種程序設(shè)計(jì)語言加以描述并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。我們?cè)谥匾暲碚摻虒W(xué)的同時(shí)，也很注重實(shí)驗(yàn)課，注重學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可以使學(xué)生更好地理解“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的思想與概念。
5豐富教學(xué)資源
建立本課程網(wǎng)上課堂及在線智能教學(xué)系統(tǒng)。網(wǎng)上課堂設(shè)計(jì)的目的是能夠給不同層次、不同需要的學(xué)生提供幫助，提高教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的要求，
系統(tǒng)主要包括課程概況、師資隊(duì)伍、教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)錄像、課程擴(kuò)展、課程論壇等多個(gè)模塊。系統(tǒng)主要具有以下特點(diǎn)：
1) 在線學(xué)習(xí)。
知識(shí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，主體結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)頁形式組織教學(xué)內(nèi)容，以單元、章、節(jié)等知識(shí)點(diǎn)為中心組織教學(xué)，以關(guān)鍵詞或標(biāo)題為線索進(jìn)行任意的查找。各知識(shí)點(diǎn)在整體上搭建框架式結(jié)構(gòu)，思路明晰；在細(xì)節(jié)上環(huán)環(huán)相扣，前后關(guān)聯(lián)緊密，便于學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)要點(diǎn)。
2) 動(dòng)畫演示。
以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分的講授為例，這部分內(nèi)容包含許多的算法，其描述大多數(shù)采用類高級(jí)語言的形式進(jìn)行，有些算法無論是時(shí)間復(fù)雜性或是空間復(fù)雜性都比較高，采用動(dòng)畫的形式將算法的執(zhí)行過程和思想呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生很容易理解這一過程，再配上教師的解釋做旁白，可產(chǎn)生與上機(jī)親身實(shí)踐和跟蹤執(zhí)行相似的效果。
3) 在線測(cè)試。
用數(shù)據(jù)庫對(duì)練習(xí)題和模擬題進(jìn)行有效的管理，在學(xué)生進(jìn)入到考核子系統(tǒng)后，能交互式進(jìn)行試題的選題與答題。當(dāng)學(xué)生提交答卷后，系統(tǒng)又能對(duì)答分進(jìn)行自動(dòng)評(píng)判，并給出相應(yīng)正確的答案和綜合得分。
4) 課程擴(kuò)展。
為更好地促進(jìn)教學(xué)，本課程在鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，提高實(shí)踐能力的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)擴(kuò)展了本課程的內(nèi)容。引入了卡內(nèi)基梅隆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)網(wǎng)站，這是一套全英文系統(tǒng)，上面提供了豐富的工程性題目訓(xùn)練，更加注重?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法在實(shí)際中的應(yīng)用，讓學(xué)生開闊了思維和眼界；還為學(xué)生提供了ACM競(jìng)賽以及大連理工大學(xué)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的模擬題庫，通過這些略有難度又很新穎的題目進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其解決實(shí)際問題的能力。
6結(jié)論
在近幾年的課程建設(shè)實(shí)踐中，我們的任課教師認(rèn)真組織教學(xué)內(nèi)容，與實(shí)際相結(jié)合，積極探索有效的教學(xué)方法，利用多媒體技術(shù)動(dòng)態(tài)演示復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化，并補(bǔ)充學(xué)生比較感興趣的知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。逐步完善和充實(shí)現(xiàn)有課件，做到內(nèi)容充實(shí)，畫面生動(dòng)，具備聲像效果，收到了很好的教學(xué)效果。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心內(nèi)容，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的理論研究及應(yīng)用研究一直在不斷發(fā)展，在以后的工作中要注重研究型教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生從解決問題的角度研究如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，并將學(xué)科領(lǐng)域經(jīng)典研究成果和最新研究成果及時(shí)地反應(yīng)在課程教學(xué)中，相信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這門課的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量在我們持續(xù)深入的教學(xué)改革中會(huì)越來越好。
注：本文受教育部第二類特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目――軟件工程特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目資助。
參考文獻(xiàn)：
[1] 嚴(yán)蔚敏,吳偉民. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2002.
[2] 殷人昆. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(用面向?qū)ο蠛虲++描述)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2007.
[3] 殷人昆,鄧俊輝. 清華大學(xué)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2006(5):20-22.
[4] 錢紅兵,唐發(fā)根. “算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)體系的建設(shè)[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2009(17):65-66.
Development of the Data Structure and Algorithm Core Course
LIU Xinyue, ZHANG Xianchao, YU Hong
(School of Software, Dalian University ofTechnology, Dalian 116620, China)
關(guān)鍵詞 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 理論教學(xué) 教學(xué)技巧
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Discussion on Algorithms and Data Structures Theory Teaching Skills
ZHOU Zhanglan
（College of Computer Science， Yangtze University， Jingzhou， Hubei 434023）
Abstract In the "Algorithms and Data Structures" course， theoretical teaching is very important. In order to obtain a limited teaching good teaching effect is not easy. This understanding of knowledge points respectively， classroom inspiration， knowledge and consolidation of four aspects of the introduction of certain teaching techniques introduced in order to achieve the full content of classroom teaching， active classroom atmosphere， enhance students' interest in learning.
Key words Algorithms and Data Structures； theory teaching； teaching skills
算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)重要的核心課程之一。該門課程中涉及眾多復(fù)雜而抽象的概念、算法，多數(shù)學(xué)生表示學(xué)習(xí)起來感覺較為枯燥。對(duì)主講教師來說，如何讓學(xué)生在有限的理論課堂教學(xué)中掌握所有知識(shí)并靈活應(yīng)用是不容易的。當(dāng)然，現(xiàn)在有很多教學(xué)手段可以達(dá)到增強(qiáng)教學(xué)效果、吸引學(xué)生注意力的目的。比如，在教學(xué)過程中引入精美的PPT課件、動(dòng)態(tài)教學(xué)演示系統(tǒng)等。但是，這些手段都只能起到輔助教學(xué)的作用。教師在充分利用這些教學(xué)工具時(shí)，更應(yīng)該發(fā)揮操控者靈活處理問題并解決問題的能力，以達(dá)到更加完美的教學(xué)效果。本文就課堂教學(xué)中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，以供探討。
1 生動(dòng)的語言，形象的比喻——知識(shí)點(diǎn)的理解
算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的知識(shí)點(diǎn)，尤其是每章涉及的重要概念和算法對(duì)于初學(xué)的學(xué)生而言不太容易接受。為了使學(xué)生能在課堂教學(xué)中盡快地理解和掌握這些知識(shí)，教師在教學(xué)中運(yùn)用生動(dòng)的語言和形象的比喻往往能夠起到較好的作用。首先，關(guān)于上課的語言問題。作為一門專業(yè)課程，特別是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，教師的授課過程總體來說應(yīng)該是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。專業(yè)課教師是不可能把授課對(duì)象當(dāng)成小學(xué)生，然后用活潑的語氣配合可愛的動(dòng)作來講解的。因此，這里提到的“生動(dòng)的語言”包含兩方面的內(nèi)容。一方面指教師授課的語氣，不要讓整堂課總是一板一眼像作報(bào)告一樣，在重點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)的地方適當(dāng)加重語氣，或者停頓后再次強(qiáng)調(diào)，抑揚(yáng)頓挫的語氣更能使學(xué)生提高注意力和關(guān)注度。另一方面是教師的肢體語言，在加強(qiáng)語氣的同時(shí)配合相應(yīng)的手勢(shì)等肢體動(dòng)作。當(dāng)然，這方面與教師的個(gè)人授課風(fēng)格有很大關(guān)系。
其次，形象的比喻。本課程在學(xué)習(xí)中涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生首先要在對(duì)概念的充分理解的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用。為幫助學(xué)生更好地理解有關(guān)概念，可以引入生活中常見的問題做比喻。下面以在課堂上講解鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)與順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的區(qū)別為例，說明引入適當(dāng)?shù)谋扔饔兄趯W(xué)生對(duì)兩者的理解。由于鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)不需要預(yù)先指定存儲(chǔ)空間的大小。因此，插入和刪除等操作都較為容易，特別是插入操作不存在擴(kuò)容問題。而順序結(jié)構(gòu)則需在初始化階段申請(qǐng)指定大小的存儲(chǔ)空間，只有在申請(qǐng)成功之后才能進(jìn)行其它操作。在進(jìn)行插入或刪除操作時(shí)都可能要移動(dòng)其它元素的位置，而且當(dāng)進(jìn)行插入操作時(shí)，若初始空間不足還會(huì)出現(xiàn)需要擴(kuò)容的問題。為了幫助學(xué)生理解這兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以引入這樣的比喻：順序存儲(chǔ)就像上課之前需要申請(qǐng)教室，有多少個(gè)學(xué)生就需要有一個(gè)能容下所有學(xué)生的教室。當(dāng)然，在進(jìn)行具體配置時(shí)要求教室的空間只能大而不能小。比如，上課的實(shí)際學(xué)生人數(shù)為60人，分配的教室為100座，而且一個(gè)學(xué)生對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的座位。當(dāng)加入的聽課人數(shù)超過100人時(shí)教室里的座位顯然就不夠用了，為了滿足需求需要更換一個(gè)更大的教室。函數(shù)realloc能將已分配內(nèi)存區(qū)的大小改為指定大小，①可以用來實(shí)現(xiàn)這一擴(kuò)容操作。鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)則不然，在進(jìn)行具體配置時(shí)其空間就像是一個(gè)露天會(huì)場(chǎng)。進(jìn)入會(huì)場(chǎng)的每一個(gè)人都自帶一個(gè)小板凳，當(dāng)人走時(shí)小板凳也被同時(shí)帶走。只要不存在會(huì)場(chǎng)空間不夠（相當(dāng)于內(nèi)存分配單個(gè)結(jié)點(diǎn)空間失敗）的情況，容納的人數(shù)是沒有固定限制的?，F(xiàn)在再來分析一下兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在操作上的不同。順序存儲(chǔ)的空間分配是固定的，就像教室里的固定座位。當(dāng)有一個(gè)同學(xué)需要插到某一個(gè)位置坐下時(shí)，若此位置已坐人，其他同學(xué)則需要通過陸續(xù)移動(dòng)為他騰空一個(gè)座位；而鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)則不同，由于每個(gè)人都自帶小板凳，只要會(huì)場(chǎng)有空間就能容納新來的人。新來的人只需要把要插入的位置告訴排在其前面的人就可以了。當(dāng)然，不是所有的重要知識(shí)點(diǎn)都能找到合適的比喻，這需要教師在備課時(shí)多思考，并在教學(xué)中靈活運(yùn)用。
2 恰當(dāng)?shù)奶釂枴n堂啟發(fā)
在授課過程中，活躍的課堂氣氛需要教師和學(xué)生之間的良性互動(dòng)，而提問是一個(gè)很好的實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的方法。但是以什么方式提問、怎樣提問還是有一定講究的。首先，關(guān)于提問的方式。對(duì)于大學(xué)課堂來說，點(diǎn)名回答或自愿回答都可能會(huì)出現(xiàn)學(xué)生不配合的情況，畢竟大學(xué)生和中、小學(xué)生是不同的。因此，教師需要預(yù)先做好自問自答的準(zhǔn)備。提出問題后，要留給學(xué)生一定的思考時(shí)間。若在這之后有學(xué)生能主動(dòng)給出較好的解決方案，則應(yīng)給予及時(shí)的鼓勵(lì)和贊揚(yáng)；反之，教師需要自己給出一個(gè)粗略的解決思路，將疑問留給學(xué)生并促使學(xué)生繼續(xù)思考。其次，關(guān)于提問的內(nèi)容。提問需要占用課堂教學(xué)時(shí)間，因此提出的問題應(yīng)當(dāng)是最重要、最具有啟發(fā)性的。比如，以單鏈表基本操作插入算法②為例：
Status ListInsert_L（LinkList &L，int i， ElemType e）{
p=L； j=0；
while（p&&jnext；++j；}
if（！p||j>i-1） return ERROR；
s=（LinkList）malloc（sizeof（LNode））；
s->data=e； s->next=p->next；
p->next=s；
return OK；
}
對(duì)于算法中“if（！p||j>i-1） return ERROR；”這條語句的作用很多同學(xué)在初學(xué)時(shí)并沒有真正了解，只是在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)生搬硬套。為了引起學(xué)生的注意，教師可以在上課時(shí)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行此算法，并在去掉此語句后輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。例如，給i賦一個(gè)不超出線性表長度的合法的值，這樣不影響輸出結(jié)果，提出這句是不是可有可無的問題，然后留下疑問讓學(xué)生去思考。當(dāng)然，在下次解答時(shí)要對(duì)這類問題進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)錯(cuò)誤處理在編程中的重要性。
3 有趣的例子——知識(shí)點(diǎn)的引入
在專業(yè)課程的教學(xué)中就其知識(shí)點(diǎn)來說是較為枯燥的，為了讓學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)新內(nèi)容時(shí)就能激發(fā)出學(xué)習(xí)的興趣，可以通過引入具體實(shí)例來達(dá)到目的。例如，以循環(huán)鏈表的使用為例。在講授什么是循環(huán)鏈表之前，先給出一個(gè)“約瑟夫問題”游戲的例子，通過這個(gè)游戲提出問題：若使用已經(jīng)學(xué)過的單鏈表是否合適。如果不合適，具體在什么地方不合適。然后引入循環(huán)鏈表的概念，并以此例子來說明循環(huán)鏈表的意義和具體的操作方法。另外一個(gè)比較典型的例子是用鐵路調(diào)度站表示“?！眴栴}，這也是一個(gè)很好的利用生活中的實(shí)例來引入知識(shí)點(diǎn)從而引起學(xué)生興趣的例子。尤其是在對(duì)“?！钡南冗M(jìn)后出特性講解時(shí)具有很好的效果。當(dāng)然，例子的引入要恰如其分才能起到正面作用，過于簡(jiǎn)單或不合適的引用反倒會(huì)引起學(xué)生的反感，甚至成為笑話。
4 編程演示——知識(shí)點(diǎn)的鞏固
在算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中涉及到了大量的經(jīng)典算法，比如最短路徑、關(guān)鍵路徑等。對(duì)于學(xué)生來說掌握其原理就可以知其應(yīng)用。但是，對(duì)有些需要靈活使用的知識(shí)點(diǎn)僅講解原理是不夠的。為了能讓學(xué)生深刻理解并熟練掌握，可以在課堂上編程逐步演示其實(shí)現(xiàn)過程。比如，“樹”這一章的內(nèi)容涉及的概念較多，它又是學(xué)生學(xué)到的第一種非線性結(jié)構(gòu)，相比之前的線性表實(shí)現(xiàn)起來更復(fù)雜。因此，教師在初次講解時(shí)很有必要在課堂上將二叉樹的創(chuàng)建過程動(dòng)態(tài)地演示給學(xué)生，這其中包括順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。當(dāng)然，演示過程最好不是已經(jīng)寫好的完整的程序或演示系統(tǒng)成品，而是采用邊講解邊書寫的方式，使學(xué)生更容易了解編程的過程。為了節(jié)省課堂時(shí)間，可以先寫好程序框架，比如程序包含的頭文件、所需結(jié)構(gòu)體類型、主函數(shù)、輸出函數(shù)等在講解過程中簡(jiǎn)單帶過，而重要函數(shù)的核心代碼則邊講邊寫。這樣不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生自己去編程實(shí)踐，更重要的是可以讓學(xué)生非常清楚地了解實(shí)現(xiàn)的過程。當(dāng)然，這很考驗(yàn)教師的編程能力，因?yàn)樵谡n堂上臨時(shí)寫很有可能因?yàn)橐粫r(shí)大意使得程序運(yùn)行出錯(cuò)而陷入尷尬的境地，從而影響課堂教學(xué)的完整性和完美性。但教學(xué)的目的不是讓教師去展示個(gè)人風(fēng)采，而是講授知識(shí)。從另一方面來講，學(xué)生也是寬容的。教師偶爾的一次失誤不僅不會(huì)影響其權(quán)威性，反而更能讓學(xué)生感受到親切而真實(shí)。
算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為一門重要的專業(yè)課程，要想取得良好的教學(xué)效果還需要多方面的配合。當(dāng)然，作為主講人的任課教師對(duì)課程的教學(xué)起到了決定性的作用。除了依據(jù)授課對(duì)象的特點(diǎn)合理安排教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容外，把握好有限的理論課堂教學(xué)，利用各種方法和手段將理論知識(shí)講解清楚，使得教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、課堂氣氛活躍、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚是很重要的。這不僅能幫助學(xué)生更好地掌握本門課程的理論知識(shí)，更能為學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中進(jìn)行具體實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。
注釋
