非计算机专业“数据结构”课程教学研究

徐鹤 陈蕾 戴华

摘要：对于非计算机专业“数据结构”课程的教学，面临着学生的计算机基础知识薄弱、编程能力弱、学习困难多等问题，为此首先要解决的问题就是如何调动学生学习的兴趣问题，提出结合不同专业特征设计教学内容，通过专业实例加深学生对所学专业知识和数据结构理论知识之间的联系和学习，积极调动学生学习兴趣，同时提出需要建立课程网站和改进实验教学改革方案。

关键词：数据结构；教学方法；教学改革

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）22-5272-02

数据结构课程是计算机专业的一门核心课程，它是一门介于数学、计算机硬件与软件之间的综合性课程[1]。随着社会发展的需要，交叉学科领域的知识变得非常重要。为了适应社会对综合性人才的需要，一些非计算机专业如通信工程、广播电视工程、电子信息工程等专业的学生都需要学习数据结构这门课程[2]。然而，这些非计算机专业的学生在学习数据结构这门课程的时候，存在学时少、实验少、实践少、计算机基础弱，学生对所学数据结构课程与本专业其他课程之间的联系不够强，我们不能按照计算机专业的教学要求去上课。

由于数据结构课程知识点多、应用广泛，对非计算机专业的学生进行教学时，要特别注重与学生的专业知识的结合，让学生明白学习课程的用处。学生一般是在学习完了程序设计语言（如C语言或C++语言等）后开始学习数据结构，这个时候数据结构的教学效果肯定会受到程序设计语言学习结果的影响，而且数据结构的教学效果反过来也会促进和巩固程序设计语言的学习。通常认为：程序是由数据结构和算法所组成的[3]，所以，数据结构课程在教学中要特别注意学生编程能力的培养和训练，以增强学生应用数据结构知识的能力。

1 课堂教学实例

“兴趣是最好的老师”，非计算机专业的学生对数据结构课程陌生，要充分调动学生的学习兴趣，需要课程教师在课程教学中要不断摸索教学方法，改进教学方法，想方设法让学生对数据结构课程感兴趣。针对非计算机专业学生，需要精心的设计数据结构与其专业相联系的例子，引进课堂教学。

例如，针对通信工程专业的学生，在介绍哈夫曼树知识时，首先介绍通信原理知识，通过通信原理知识的介绍，引入哈夫曼树和哈夫曼编码在通信行业中的应用，最后举例说明如何利用哈夫曼编码进行通信可以提高信道利用率、缩短信息传输时间、降低传输成本[4]。相信这样一定能引起大都数同学对自己所学的专业以及数据结构课程中的哈夫曼编码知识学习的兴趣。

针对广播电视工程专业的学生，在介绍哈夫曼树知识时，首先介绍广播加密的知识。广播加密是指允许发送者将数据传输到一个动态变化的用户群，只有符合一定条件的用户可以解密恢复出来数据。随着广播电视、IP组播和广电网的发展，广播的加密技术应用范围进一步扩大。广播加密实现了广播信息的加密传输，保证信息传输的安全性。在广播电视系统中，现有的无证书广播加密方案没有权限的概念，向所有用户传输相同的信息量。基于哈夫曼树，引入权值，论文[5]提出了新的无证书公钥广播加密方案，实现传输不同的信息量到不同权限的用户。与已有的广播方案相比，该方案具有平均计算密钥量少，减少通信开销和更高的灵活性。这样广播电视工程专业的学生在学习到了自己专业知识的同时也会意识到数据结构课程在其专业中有很贴合实际的用处，将会极大的提高学生的学习兴趣和求知欲望。

针对电子信息工程专业的学生，介绍图的数据结构时，在图的应用部分可以介绍应用于大型集成电路设计的有序二叉决策图[6]，作为生成测试用例的基本结构及其生成测试用例方法的数据结构。通过结合其专业特征的例子的讲解，不仅让学生学习到了数据结构知识及其应用，同学学习到了专业领域知识。

2 构建课程答疑网站

作为课堂教学的补充，应该建立数据结构课程网站。构建的课程网站应该包括以下几个模块：

2.1 在线答疑

可以调用在线留言功能或即时通信工具（如QQ、微信等），与在线的老师就课程学习中的问题进行即时讨论与解决。做到课堂上是老师教，教师是学生课外的朋友，与学生建立平等、互助、友好和谐的师生关系，让学生喜欢上教师的人格魅力。

2.2 多媒体课件演示系统

针对有些同学请假不能来上课和有些同学上课没有听懂的情况下，可以通过在线的多媒体课件演示进行自学习和复习。

2.3 章节自测

针对每一个章节建立习题库，让学生在每次课程结束后能根据需要进行课程内容的掌握情况进行自测，及早发现不懂的地方进行巩固性的复习和学习。

2.4 在线考试

课程结束后，可以选择该模块进行课程在线模拟考试，对重要的知识点进行训练。

在构建课程网站过程中，为了充分调动大家的学习积极性，可以找一些同学对理论学习较好的专门出试卷，找一些编程能力比较强的学生采用所学的数据结构知识来设计这些题目的逻辑结构和存储结构，并设计随机抽取试卷的算法，然后进行在线考试系统模块的开发、测试及投入使用。

3 实践教学改革建议

实践是理论教学的升华，也是理论教学的最终目的，由于每个同学掌握课程内容的情况不同，不能使用传统的一个实践课题全班同学都去做同一个实践教学。针对课程学习掌握情况不同的学生，需要建立不同层次的实践教学模式。实践课题分为必做题和提高题两个层次，必做题是针对学习掌握情况一般的同学，提高题是针对学习掌握情况较好的同学设置的，同时对不同类型的实践课题设置不同的权重对学生进行考核，提高学生实践的积极性和学习的兴趣性，另外实践教学必须采用合理的评价机制。评价机制要重在应用所学的理论知识：加大实践环节的考核成绩，减少闭卷笔试的成绩，调动学生养成平时学习的习惯，不要等到将要考试时候临时抱佛脚。

4 结束语

非计算机专业学生学习数据结构课程存在诸多困难，为此笔者探讨了数据结构课程课堂教学改革的重点是根据专业不同设计不同教学方法，特别是在数据结构具体内容引入时要重点根据不同专业设计不同的教学案例，让学生对自己的专业和数据结构知识的重要性得到很深刻的认识，在此情况下，必然会引起大多数的对课程学习的重视和兴趣。同时提出了课外学习的重要性，并设计了数据结构课程网站模块和功能；最后针对实践教学提出采用分层次的实践教学改革模式。

参考文献：

[1] 谷小青，袁超，曹晴，等.数据结构课程学习方法的探讨和研究[J].青年与社会：中外教育研究， 2013（10）： 86-87.

[2] 付喜梅.非计算机专业《数据结构》教学现状与对策[J].电脑与信息技术，2012，20（6）： 65-68.

[3] 陈慧南.数据结构：使用 C++ 语言描述[M].北京：人民邮电出版社， 2008.

[4] 张荣梅.哈夫曼算法及其应用研究[J].电脑知识与技术，2013， 9（5）：3062-3065.

[5] 冯蕾，彭长根，彭延国.基于哈夫曼树的无证书公钥广播加密方案[J].计算机工程与应用，2012，48（24）： 85-87.

[6] 吴夕，杨秋辉.一种基于状态规格说明的OBDD测试用例生成方法[J].数字技术与应用，2013（1）： 152.