数据结构课程教学模式的改革与实践

司秀丽 陈桂芬 曹丽英

吉林农业大学信息技术学院 长春 130118

作者：司秀丽，副教授，硕士，研究方向为计算机应用；陈桂芬，教授，博士生导师，研究方向为计算机农业应用；曹丽英，讲师，硕士，研究方向为计算机应用。

1 数据结构课程教学过程中存在的问题

在高等农业院校开设计算机专业，本身就面临着一种挑战。为了让高等农业院校的计算机专业也具有生存空间，必须适当进行计算机科学和农业科学交叉和融合，该专业学生应具备较为系统的计算机专业知识和较为全面的农业信息化的能力，这样才能在日常工作中熟练操作计算机，解决常见计算机和网络故障，独立或协助构建农业相关的信息管理系统和办公网络系统，独立或协助进行农业科研单位的后台数据库维护工作。

数据结构课程是计算机学科的核心课程，是计算机硬件和计算机软件的联系枢纽，内容涉及计算机存储、数据组织的方式，同高效的检索算法和索引技术有关。数据结构作为计算机课程群的基石，开设在第二学年，是对前2年专业技术基础的总结提升，为学生在后2年学习计算机后继课程提供技术基础。它不仅是一般程序设计（特别是非数值计算的程序设计）的基础，而且也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，具有很强的专业性质和专业色彩。

2 教学模式的探索与实践

2.1 明确地位，突出主体

启发式教学为主，以教师为主导，以学生为主体。数据结构课程学习的关键是对算法的理解，有效地理解了算法，然后将算法转换成程序就是自然而然的事。但讲授过程中，遇到的主要困难是学生对于算法的理解，也就是由形象思维向抽象思维的过渡。最初，学生接触抽象概念和算法时，由于课程本身逻辑性强、抽象性高，而且要求学生要有一定的编程能力，因此学生往往不易接受，或者经常会表现为上课时能听懂，但是设计算法时却无从下手，不会做。为此，在实际教学过程中，有效地利用课程组研制的教学资源，用形象的动画方式演示算法，使学生建立对算法的形象思维，然后再逐步地运用启发式、问题教学等方法指导学生完成对算法的实现，也就是抽象思维的建立。

同时，课程组不断地更新教育方式，鼓励学生参与课堂讨论，充分调动学生的求知欲，与教师共同分析完成算法的设计，变单向的教师传授为主的教学型教学法为师生共同参与完成的教学方式，鼓励、引导和帮助学生主动去发现问题、分析问题、解决问题，并通过此过程获取知识、训练技能、培养能力。

教师在备课时，不仅要熟悉消化教材内容，更要精心设计课堂情境，准备好“问题”，设置好“陷阱”，引导学生积极思考，逐步培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.2 搭建丰富多元的教学资源库

充分利用已经开发并投入使用的“数据结构算法动态演示系统”和《数据结构主要算法的动画课件》《数据结构多媒体电子教案》，在已有教学资源的基础上，继续丰富完善多媒体教学资源，开发完善图文并茂、直观生动的教学课件。紧跟学科发展前沿，及时将最新进展及新技术补充到课件中。通过教材辅件的制作（包括多媒体教学课件、课件制作工具、综合考试试题库、辅导答疑网站的研制与开发），以达到借助于教学平台为教师教学提供完整的教学解决方案，最大限度满足教学需求的目的，丰富学生的学习内容和学习手段，激发学生自主学习的兴趣，以立体化、全方位的形式把知识呈现给学生，使得该课程的教学过程变得直观、形象、生动、活泼，增强学生学习的兴趣与乐趣。

在已有题库的基础上，及时将研究生入学考试试题、ACM竞赛试题和相关的农业科研项目内容补充到题库中，以满足学生施展学习的需要。

以网络为媒介，该门课程促进学生主动学习的扩充性资料来源广泛，资源丰富，有各类参考教材、参考书、习题、课件等。教师在教学中也发现，学生经常查阅和使用这些资料，学生和教师能够在网上完成大量的辅助教学活动，使教师和学生在课堂外也能进行充分的交流和沟通。

2.3 弃旧补新，丰富教学内容

以知识结构为基础，合理安排教学内容；分析课程内容之间的联系，把握课程的知识结构。根据元素之间关系的不同特性可以区分为线性结构、树型结构、图状或网状结构，每种结构形态都可以分别描述为顺序存储和链式存储两种具体的存储形态，并都有着各自特有的实现算法。教师在讲授的过程中，以逻辑结构、存储结构、算法实现这3个方面为主线贯穿始终，把基本的概念与术语解释清楚，把各种数据结构与运算分析清楚，把有关的算法的设计思路与实现方法讲解清楚。

及时更新教学内容，将研究生入学考试试题、ACM竞赛试题和农业科研项目的相关内容根据教学进展引入到教学课件中，教师结合实例进行讲解，引导学生利用课堂上的理论知识自己分析实际问题，寻找解决的措施。并辅之以讨论式教学方法，交换看法，教师总结。

2.4 强调两个结合

实验、实践环节的实施是计算机科学与技术专业人才培养的突出特点，为了强化学生最基本的操作技能，本课程将实验、实践教学分为实验课、课程设计两部分，实验课侧重基础知识的学习与理解，课程设计则重在培养学生综合所学知识进行大型程序设计以及合作开发项目的能力。

2.5 考核指标多元化

在教学实践中，课程组主讲教师不断探索成绩考核的改革，以提高试题质量、规范阅卷为重点，结合教学评估完善从出题、监考、阅卷到试卷装订等全过程的规范化操作，并努力做到考核形式多样化，成绩考核以笔试考试为主，结合实验、课程设计和作业完成以及出勤等情况进行综合评定。笔试成绩占70%，实验占20%，作业及出勤等平时考核占10%。实验及课程设计以答辩形式来完成，而不是单纯依据实验报告来给出成绩。

2.6 完善教学管理，加强教学研究

组织课程组教师集体备课，进行各种教学研讨活动，鼓励教师撰写教学论文和参加教学方面的学术会议，奖励发表教学论文的教师。传统的“盖房子”教学观念，强调必先打地基再砌墙，即强调先打好基础，然后再进行实践、学习技能。研究树的成长规律可以发现，树并不是先长成发达的根系，再长树干、枝叶，树的根系、树干、枝叶是同步生长的。树的生长原理应用到教学上，就是基础和技能的教学同步进行，甚至先教技能再教理论，在不断实践中掌握技能，在技能学习中提高基础理论。

3 教学模式的特色

发挥优势和特点，合理定位，形成鲜明的教学特色。多年来，本课程组根据自身优势和特点，以严谨、务实、创新的态度合理定位，围绕课程系统、教学内容、教学方法、实践教学和教学管理等方面进行教学改革，努力提高教学质量，形成比较鲜明的特色。

3.1 建立1个体系

本门课程承接程序设计基础和操作系统等专业课程，介于计算机硬件和软件之间，起到承上启下作用。因而在课程设置、进度安排、教学内容等方面合理组织，建立一个完善的承上启下课程体系。

3.2 强调2个结合

强调理论与实践相结合、教学与科研相结合，强化学生的基本知识的训练和基本技能的培养。

3.3 完善3个方式

教学方式灵活多样，课堂教学以启发式为主，引导学生积极参与；实现以教师为主导、学生为主体的教学模式；借助网络工具，拓展学生主动学习的扩充性资料，学生和教师能够在网上完成大量的辅助教学活动，使教师和学生在课堂外也能进行充分的交流和沟通。

3.4 确保公平考核

成绩考核形式多样，笔试部分以期末考试为主，占总成绩70%；实验占20%，实验及课程设计以答辩形式来完成，给出成绩；作业及出勤等平时考核占10%。

4 总结

由于数据结构课程内容抽象，以及农业院校计算机专业学生基础知识薄弱且编程能力较弱的原因，数据结构教学一直面临较多的困难。笔者针对多年的数据结构课程教学实践和经验，提出符合农业院校计算机专业的数据结构课程的教学模式，在教学实践中取得良好的效果。

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