《数据结构》实验课程教学改革的研究与探讨

□郭天娇

在《数据结构》课程教学过程中，实验教学工作的开展对于深化学生对理论知识的内化、提升学生的探究能力与创新能力等具有重要意义，为此，认识到《数据结构》实验课程的重要性并对《数据结构》实验课程教学改革路径做出探索，对于提升《数据结构》课程教学成效以及学生专业素养而言具有不容忽视的理论价值与现实意义。

一、《数据结构》教学中实验教学的重要性

在《数据结构》教学中，《数据结构》课程是软件类课程中的重要基础，同时也是对计算机专业学生专业能力做出衡量的指标性课程。而实验教学不仅能够对学生的理论素养发展情况做出检验，而且能够有效提升学生的理论知识应用能力。在实验过程中，学生可以对数据结构基本知识进行深化理解，并可以通过对不同存储结构和相应算法进行联系，提升自身的编程能力与软件设计能力，同时养成严谨的科学态度和科学的思维方式。

二、《数据结构》实验课程教学改革策略

(一)重视实验大纲与实验教材改革工作。在《数据机构》实验课程教学改革工作中，实验大纲与实验教材的科学性是确保实验课程教学取得良好成效的关键，为此，《数据结构》实验教学工作者，有必要围绕实验教学需求以及学生能力发展需求，对实验大纲、实验教材进行适当的修订与调整，确保实验大纲、实验教材能够体现出对学生实验实践能力发展的关注，并确保学生可以通过实验大纲、实验教材对《数据结构》实验中涉及到的重点与难点做出准确的把握，这对于提升《数据结构》实验课程教学以及学生学习的针对性、有效提升学生的实验水平具有意义。

(二)对实验题目进行合理设计。在《数据结构》实验课程教学改革工作中，根据实验内容涉及到的知识难度以及实验本身所具有的操作难度，可以将实验分为基础型、提高型以及专项型三类，通过开展划分工作，《数据结构》实验课程教学的开展能够呈现出从易到难、循序渐进的特点。即在学生刚刚接触《数据结构》实验时，实验题目主要从基础型实验内容进行选取，而随着学生理论素养的提升，实验题目则可以从提高型实验内容中选取，当学生所具有的知识结构逐渐呈现出系统性时，实验题目则可以从专项性实验内容进行选取。在此基础上，不同的实验内容能够适应学生学习的不同阶段，并可以发挥出巩固学生理论知识、提升学生综合能力的作用，从而促使学生能够对《数据结构》实验中涉及到的知识和能力进行融会贯通、学以致用。另外，在对实验题目进行设计的过程中，教师不仅需要考虑实验题目所具有的难度，而且需要关注学生的兴趣以及实验内容的实用性，这要求教师能够去除《数据结构》实验中较为抽象的内容，并依据学生兴趣增添一些程序设计大赛中出现的内容，从而在提升学生兴趣的基础上，为学生《数据结构》实验能力的提升奠定良好基础。

(三)优化实验内容讲解工作。在《数据结构》实验课程教学工作中，学生在开展实验之前，教师往往需要对实验中涉及到的理论知识做出讲解，并对重点内容进行强调，虽然这一过程所占用的时间较短，但是却在保证实验过程顺利开展、提升学生实验针对性方面发挥着至关重要的作用。在此过程中，教师有必要使用案例讲解法与启发讲解法，提升讲解内容的直观性。其中，案例讲解法主要应用于引导学生对《数据结构》课程中最新研究成果作出认知的过程中，如图的案例—机器人路径规划问题、线性表案例—约瑟夫环问题等，依托这些案例，学生可以对科学研究方法做出深入的了解，并且能够有效提升学生的编程能力与创新能力；启发讲解法主要应用于引导学生拓展理论视野与截图思路方面，通过促使学生对实验内容进行深入思考，促使学生针对同一实验找出不同的解决路径。如在教师对哈夫曼树进行讲解的过程中，教师可以引导学生使用不同的存储结构来创建算法，从而在强化学生探究能力的基础上深化学生对哈夫曼树算法的理解。

(四)提升上机辅导工作成效。在《数据结构》实验课程教学改革工作中，学生上机实践是提升学生实验能力的关键阶段。由于《数据结构》具有较高的实践性，因此，教师也需要在学生上机阶段做好辅导工作。在上机辅导实践过程中，一些教师走入了误区，即学生编写程序出错时，教师会帮助学生进行调试而忽略了引导学生认识到程序错误出现的原因，在此基础上，即便是学生所编写的程序得到有效的调试之后，学生仍旧没有从错误中总结经验和教训。这种上机辅导方式不仅会加重教师的教学负担，而且也会制约学生上机实践成效的提升。针对这一问题，教师需要在学生上机之前引导学生熟悉机房软硬件环境，并在进入上机之前要求学生做好编程工作，这不仅有利于提升上机实践效率，而且能够对上机时间做出最大化的利用。在学生上机之后，学生在程序调试中如果遇到问题，则需要主动向教师提问，而教师则需要持有认真负责的态度，对程序中存在的问题、调试方法等作出细致的讲解，从而确保学生能够在程序调试的过程中掌握相应的知识与能力。之后，教师则需要要求学生按照教师所作出的讲解开展自主调试，直至程序问题得到有效解决。另外，在上机阶段，教师需要重视对学生遇到的问题进行总结，并在结束上机之后对学生遇到的问题进行统一的归纳与讲解，从而深化学生对《数据结构》实验的理解，确保学生能够知其然也知其所以然。

(五)规范实验报告撰写要求。在《数据结构》实验课程教学改革工作中，实验报告不仅能够反映出学生参与《数据结构》实验的过程，而且能够反映出学生通过《数据结构》实验所习得的内容，由此可见，实验报告是《数据结构》实验课程教学中宝贵的反馈资料，这一资料可以在《数据结构》实验课程教学的调整、优化以及改革中发挥出不容忽视的依据作用，为此，教师不仅需要做好理论讲解与实践指导等工作，而且有必要对学生实验报告的撰写提出严格要求。具体而言，规范的实验报告主要包括需求分析、总体设计、详细设计、调试分析、使用说明、测试结果以及附录。其中，需求分析部分要求学生能够对程序设计任务进行无歧义的表达与说明，如明确输入形式、输入值、输出形式、程序功能、测试数据等；总体设计部分要求学生对程序中涉及到的程序总体框架、抽象数据类型定义等进行说明；详细设计部分要求学生呈现出操作中涉及到的算法流程以及模块调用关系图等；调试分析部分要求学生总结调试过程中出现的问题并对调试过程进行回顾，对算法时空分析以及改进设想进行说明；用户说明部分要求学生对程序的操作方法进行说明；测试结果部门要求学生在确保数据完整的基础上罗列测试结果；附录部分则要求学生对带有注释的源程序进行打印。

(六)构建完善的实验教学考核体系。在《数据结构》实验课程教学改革工作中，实验教学考核体系的构建至关重要。为了能够推动《数据结构》实验课程教学考核体系呈现出科学性与完善性，考核工作的开展不仅需要重视提升对实践环节考核的关注，而且需要重视考核主体、考核对象以及考核方式的多元化发展。从实验实践环境考核力度的强化来看，在《数据结构》课程整体的考核过程中，学生的日常成绩、理论考核成绩以及实验成绩比例为1∶5∶4，其中，基础型实验的开展要求学生在一周之内完成，而专题型实验的开展则要求学生在三周内完成，由于专题型实验涉及到的知识呈现出了系统性和综合性的特征，因此，实验可以由学生小组来完成，小组成员分别负责不同模块的设计，并需要由小组组长或者代表对程序设计思路、执行情况等进行讲解与演示；从考核主体的多元化发展来看，考核主体不仅包括教师，而且需要包括学生，即教师在对学生实验过程、实验结果作出评价的基础之上，学生也应当参与到评价过程当中，从而促使考核过程体现出对学生主体性的尊重并充分发挥学生在考核工作中的主观能动性。学生所开展的评价包括对小组内成员的评价、实验结果的评价等；从考核对象的多元化发展来看，考核对象需要从学生向师生拓展，即在对学生进行评价的基础上，也需要对教师在教学过程中的表现进行评价，评教工作的开展能够促使教师认识到自身在《数据结构》实验课程教学中的不足，从而促使教师能够对自身专业素养、教学能力以及在教学过程中的表现做出有针对性的调整；从考核方式的多元化发展来看，考核方式包括实验报告考核、上机考核以及演示答辩考核等，其中，实验报告考核主要运用与基础型实验考核工作当中，上机考核则以学生实践能力、问题解决能力为考核重点，答辩考核的目的则在于对学生的知识习得、能力成长情况做出考量。通过对《数据结构》实验考核体系进行完善，教师能够更好地掌握《数据结构》实验教学中的反馈信息，进而为《数据结构》实验课程教学改革的深入提供依据。

三、结语

综上所述，《数据结构》实验教学在《数据结构》课程教学中具有重要地位，在《数据结构》实验教学改革工作中，教学工作者有必要对实验大纲与实验教材进行更新，并在对实验题目进行合理设计、优化实验内容讲解工作的基础上，提升上机辅导工作成效、规范实验报告撰写要求、构建完善的实验教学考核体系，从而为《数据结构》实验教学成效的提升构建保障。