地理信息科学专业的数据结构课程教学

肖媚燕

文章编号：1672-5913（2015）03-0087-03

中图分类号：G642

摘要：针对地理信息科学专业的教学实际，分析专业特点并针对本专业的数据结构教学现状和存在的问题，提出地理信息科学专业的数据结构教学进程、教学手段和实验方法。

关键词：数据结构；地理信息科学；教学进程；教学手段；实验环节

1 背 景

数据结构作为高校计算机专业及部分非计算机专业的基础课程，是计算机程序设计的重要理沦技术基础，不仅是计算机学科的核心课，而日.成为其他理工专业的热门选修课。

在众多非计算机专业中，地理信息科学专业（以下简称地科专业）是近20年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的综合学科，计算机相关科目对地科专业来说非常重要。其中，数据结构就是一门必要的基础课程，也是许多地科专业课程的前导课程。

目前高校地科专业数据结构课程的学习现状已有相关调查，调查涉及29所高校。经过统计，数据结构课程在地科专业中的重要性已得到普遍认同，但学时数偏少；结合地科专业特点进行授课的仅占1/3，约2/3未结合；从调查结果可知地科专业学生学习数据结构课程的效果不太理想，程序语言基础不好和课程本身比较抽象是最重要的两个原因。

根据多年教授地科专业数据结构课程的教学经验以及在教学过程中对教学方法和教学效果的不断总结，笔者认为地科专业的数据结构教学存在若干问题。为解决教学问题，改进教学效果，笔者提出相应的教学观点和措施，目的是使地科专业的学生吃透数据结构课程知识，为后序相关课程打下坚实基础。

2 问题分析

目前地科专业学生学习数据结构科目存在一些问题，除了普遍存在的教学重点模糊、教学内容取舍不当、理论教学与实际操作相脱节、教学内容不能联系实际等因素外，还有两大因素。

（1）缺乏对前导课程的重视。编程和数学是学习数据结构的基础，例如学习数据结构（C语言版）就必须先学习C语言程序设计和离散数学。目前大部分高校针对地科专业的编程基础课程课时设置较少，也没有设置离散数学的学习，这给数据结构课程的教学带来更大的难度。

（2）数据结构教学与专业脱节，学生体会不到科目的重要性。目前大部分数据结构课程教学计划比较单一，没有针对地科专业的特点做出相应调整，而且地科专业的数据结构学时较少，在教学过程中也忽视了对地科专业特点的引导，这使得数据结构课程的教学出现以下问题：学习重点、难点模糊，忽视实践应用，学生体会不到科目的重要性和必要性，学生缺乏学习的积极和主动性，严重影响教学效果。

根据以上分析，地科专业的数据结构教学方法应从教学进程、教学手段和实验环节三大方面进行调整和改进。

3 教学进程

地科专业的教学进度控制必须综合考虑以下几方面的问题：①重视前导课程的复习；②针对专业特点调整学习的重点、难点；③合理安排学时。

4 教学手段

地科专业学生的逻辑思维能力和编程动手能力相对较弱，在学习数据结构课程的过程中容易感到枯燥乏味，不容易激发学习的兴趣和积极性，教学效果大打折扣，因此我们结合地科专业的特点提出以下教学手段，使学生明确学习目的，提高学习兴趣。

4.1 案例驱动

（1）实施方式：为调动学生的积极性，可以采取案例驱动的方式，提出与地科专业息息相关的案例，如三维地理信息系统的数据结构、图层管理的数据结构等，由此引出问题并贯穿数据结构的整个教学过程；从地科专业对口行业中抽取各种案例，安排在数据结构各个章目中对应解决，让学生带着问题到书中找答案，由此调动学生的学习主动性和积极性。

（2）应用实例：在进行线性表内容的理论教学时，先向学生提出地理信息科学中的图层管理工具是如何使用的，图层管理的实质是什么，这样的问题是如何用计算机解决的。通过地科专业的相关问题引导同学们思考，从而明确自己的学习目的。

4.2 分组讨论

（1）实施方式：为增加课堂教学的趣味性，可以分组讨论的方式解决现实问题，使学生通过数据结构的理论学习、查阅课外资料、同学间交流分享以及辩论等方式学习数据结构知识，增加趣味性，吸引学生融入到数据结构知识的学习中。

（2）应用实例：在同学们掌握了线性表的相关理论知识后，结合地科专业中图层管理的知识，引导学生用线性表实现图层管理，然后把理论结合实际的环节交给同学们分组讨论，通过交流分享、分组辩论以及课下查阅资料的方式共同探讨解决问题的方法，从而加深理论知识的理解。

4.3 互动考察

（1）实施方式：考虑到地科学生的逻辑思维能力相对计算机专业的学生来说较弱的问题，加强师生间的互动不仅有助于任课教师随时考察学生的学习情况，更有助于督促学生不间断不松懈地进行逻辑思维能力的强化训练，提高数据结构课程的学习能力。与计算机专业的学生相比，地科学生需要花更多的时间进行师生的互动考察式学习，因此在教学进度设置上必须更松动一些，给互动考察预留出时间。互动形式可为课堂提问、课堂练习、课堂测验、课堂讨论、课后作业等，并将其中一部分成绩作为平时成绩，以达到对学生的约束作用。

（2）应用实例：在线性表8个学时的教学过程中，一共设置2次/学时的课堂提问、1次/学时的课堂练习、1次/2学时的课后作业和1次/4学时的课堂测验，并将课堂讨论贯穿在教学过程巾。其他章节以此类推，以频繁的互动达到强化训练的效果。

5 实验环节

如前所述，地科专业的学生逻辑思维能力和编程动手能力较弱，因此必须更加重视实验课程的开展，避免放羊式、练习式的实验课程。日前学校已实现实验课独立开课的课程改革，对实验课考核体系的完善具有非常重要的意义。

（3）课程要求：验证性实验作为基本目标要求每个同学必须掌握，具体的验证要求可根据地科专业的特点适当增减；展开适量的综合性、设计性实验，在一定程度上实现理论学习中需解决的现实问题；由于学时缩减，数据结构课程设计没有开设专门课程，因此在数据结构实验环节教师应适当开展一些简单的项目化课程设计，给予学生更广阔的思路去巩固和理解数据结构的理论知识。

（4）考核方式：实验环节的开展必须注重实验的考核，完善考核体系，所有实验的完成情况必须以考核的方式呈现给任课教师，以此达到督促学生完成实验的目的。目前已采用ACM评判系统作为学生的上机环境，提供学生实验环节的各种统计、学生之间的竞赛以及完成情况比较等功能，给学生一定的做题压力，从而转化为动手实践的动力；期末考核也可以在ACM评判系统上进行，根据系统的评分和统计结果对学生的上机动手能力情况进行考察。

（5）应用实例：进行树和二叉树的实验教学时，在掌握了树和二叉树理论知识的前提下，每个同学都要验证性实现任课教师要求的经典算法。在实现书中的经典算法后，教师将其整合到现实问题中，并作为综合性设计性实验，由学生自主完成。

6 结语

针对地科专业的数据结构课程教学提出的教学进程、教学手段及实验方法经过若十学期的考察和调整已趋于成熟，同时在考察过程中教师不断地对学生的学习情况进行调查验证，并根据调查情况持续改进，务求达到更好的教学效果。