数据结构课程 “数据结构”课程教学策略初探

魏蕾　蔡骋　冯妍

摘 要：“数据结构”课程既是核算机范畴的专业根底课，也是承受程序规划与高效算法及后续学习的纽带课程。文章从“数据结构”课程教育现状动身，运用认知结构理论提出了数据结构课程教育战略。

关键词：数据结构；认知结构；战略

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）12-0027-02

近年来，高校教育改革重视的要点，除构建根底理论的常识结构系统外，也重视学生的实践才能的培育和立异性的进步。高等院校的核算机相关专业，应以核算机科学与技能学科理论常识为根底，加大实践教育环节的培育，以完结用科学、工程化的办法开发和保护具有较强实用性、高质量的软件为意图，然后培育新式实用性人才，以习惯不断改变的工作需求。

“数据结构”课程的教育内容，侧重于典型数据结构及经典算法的解说与演示，已经有较为老练的理论常识系统，但存在着笼统难明，试验时困难重重等问题[1]。处理现在的教育窘境，需求在调整教育内容的一起，重视教育办法的改善。

一、清晰教育方针

美国教育心思学家布鲁纳在认知结构教育理论中指出，开展学生的智力应该是教与学的首要意图[2]。在这儿，教与学都应该有清晰的方针。

从教的视点来看，提出教育方针，亦即经过课程学习，学生应把握的理论常识和应具有的才能、本质。具体来说，就是：树立数据结构概念，树立数据结构规划与算法规划的根本思维方法；把握选用不同数据结构剖析问题和规划程序的办法；结合实践问题，挑选高效的数据结构，并能剖析相应算法的功率[3]。

从学的视点来看，学生对这门课程的期望值，分为三个层次，由低到高依次为：修完课程，到达根本要求，拿到学分；对核算机相关职业感爱好，有激烈考级、考研需求，情愿花课余时刻和精力去学习；热衷于对核算机理论、相关算法的改善和研讨，致力于进步软件开发和运转功率，情愿不眠不休，花费许多时刻和精力去研讨。

从历年的数字来看，学生的学习热心，从被迫型（Ⅲ型）到活泼型（Ⅱ型）再到疯狂型（Ⅰ型），所占的份额也有所不同。笔者选取了西北农林科技大学信息核算专业近5年的学生情况进行剖析比照，如表1所示。

表1 学生学习情况分型表

从表1中不难看出，近年来Ⅰ型学生的百分比有所下降，尤其是Ⅱ型学生，他们对这门课程的爱好度下降非常明显，13级的数字显现，将近52%的学生都只是为到达课程要求而学习。这当然和专业需求、课程难易程度，及运用性要求密不可分，但也需求任课教师依据学生学习方针，恰当调整教育方针和进程。

影响学生学习的关键因素是动机，它取决于学生的心思倾向和为学习所做的预备。在教育中，需求任课教师活泼干涉和引导，便于学生清晰学习方针和爱好点，为他们的后续学习做好衬托。

二、使常识结构习惯认知结构

学生学习的认知结构与人类知道客观事物的进程非常相似，为促进教育，应挑选恰当的常识结构及合适学生学习的办法。本门课程，是一个敞开、有序、内容丰厚的常识结构系统。它触及范畴广，包含常识点多，理论性较强。课程的常识结构首要有根本结构及运用算法两部分。学生的“数据结构”认知结构是学生依照自己的经历与了解，依据感知、回忆和思维的特色，使常识在脑筋里安排成具有内部规矩的全体结构，既包含学生已有的数据结构常识，又包含了这些常识的内部安排方法。

“数据结构”课程教育，需求尽早在这两种结构之间树立联络。讲堂上，教师应首要把学科的常识结构和逻辑安排全面展现给学生，以便于学生的了解和把握。

为缩小学生与常识结构间的距离，第一堂课引证职工信息表的比方，规划四种不同的运用场景，分别是：全员参与团体活动、按年纪巨细进行体检、职工职务联络、职工之间的老友联络。该例中数据元素之间的逻辑联络，对应四种典型逻辑结构：调集、线性结构、树形结构、图状/网状结构。经过该例，学生能直观感触数据的逻辑联络，偏重新发现自己原有的常识情况，促进、改造现有的常识结构，而且在此根底上修正和发现新的学习，一起还能增强学习的爱好和决心。厘清逻辑联络后，再引进物理结构，提出次第和链式存储结构的概念，使学生清晰逻辑结构与物理结构研讨的内容和之间的联络即可。在后续章节的教育中，再进行深入研讨和评论。

三、合理规划教育序列

依照研讨问题的进程，规划教育序列。学生的学习进程，不应是单纯地承受，而是活泼地进行信息加工。

待学生对研讨内容和学习办法有了初识，再引进算法和算法剖析的概念。首要介绍算法特性和算法规划的要求。为防止混杂，可以用学生在学习编程言语阶段的编程标题为例，进步学生对概念的了解度及认同感，增强学习的决心。关于算法剖析的测量，此处触及渐进时刻复杂度和空间复杂度，要点在于算法剖析的办法。讲堂教育时，选用问答式教育办法，既能启示学生考虑，又能活泼讲堂气氛，经过不同类型算法的剖析，让学生把握根本的办法。

后续章节内容的学习，分为两个层次，首要是依照线性结构—树形结构—图状结构的次第，从简略根本的结构下手，再逐渐细化、深化；其次就是运用算法的层次，这儿首要触及排序、查找的经典结构、算法及剖析。经过教育，学生了解并承受研讨“数据结构”的流程：依据实践运用问题，剖析逻辑联络，挑选存储结构，完结算法，剖析算法功率，优化。这样不只可以进步学生的活泼性，更能有用引导学生学习常识与把握学习的办法。

学生学习常识，把握技能的进程不可能一蹴即至，需求铢积寸累，按部就班。在整个教育进程中，教师应考虑学生的认知结构和学习根底，激起学生的认知行为和潜力，活泼引导学生充沛思维，发散思维，充沛体现学科的系统性和学生的主动性，并将其有序结合。

四、强化感性知道与理性认知

大学的“数据结构”讲堂，多选用多媒体课件，除运用演示文稿解说根本理论常识，还加入了动画、声响、视频等多媒体元素，可以动态仿照操作算法的履行。这种辅佐教育办法深入浅出，有利于学生的形象思维，加深学生对笼统问题的感性知道。但存在一个不容忽视的问题，就是学生变“笨”了，他们只重视概念的了解，疏忽了算法完结，及代码编写。学生常常会有“讲堂听懂很简单，实习编码写不出”的困扰。

关于笼统概念的了解，感性知道的效果不可或缺，但“数据结构”的教育，仍需进一步加强与深化。笔者的做法是在一个完好的常识模块里，挑选一个典型事例，精讲，细讲，透讲。关于刚触摸课程的学生来说，可以有完好的典范供他们仿照，是很有必要的。比方在线性结构的线性表部分，可以用约瑟夫环的问题作为演示，该问题难易适中，规划不大，合适讲堂解说和演示。从树立单循环链表开端，归纳运用线性表的查找、删去等操作，直到完结约瑟夫环的输出，在剖析进程中演示编写代码。这样能保证学生讲堂了解算法思维，课下可以仿照教师讲堂的演示，复原处理问题的完好进程。仿照的进程，也就是培育和树立良好习惯的进程。这样的精讲典范，不必许多，结合课时分配，针对典型数据结构进行解说即可。

五、重视实践教育探究

讲堂教育之外，编程实践也是“数据结构”教育中至关重要的环节。现在运用的教材中，大多给出类—言语的算法，要求学生在实践环节完结代码的编写。实践时选用的方法是在现有试验渠道上，由任课教师供给标题，输入，输出及测验用例，拟定相应规矩。要求学生独立规划算法，编写代码，完结相应题意图规划与完结。这种办法，让每位学生都着手编写代码，起到了理论阶段性验证的效果，但存在一些问题：部分典型算法的验证，讲堂已解说过，教材也有配套资源，导致学生活泼性下降；题意图难易程度不尽相同，缺少一致点评规范；不符合软件开发的规范流程。

笔者结合教育内容，将灵敏开发模型、归纳试验渠道引进到“数据结构”课程的实践进程中。

首要，经过“收集—评论—挑选—测验”的闭环进程树立试验课题库渠道，使得原课程中涣散的常识点转化为项意图技能亮点，有机结合，防止常识点过于孤立；丰厚试验题库的内容，增设运用题库和考研题库，以激起学生的学习爱好及研制热心；加大题意图难度，增强学生对难点问题的了解和把握。

其次，挑选灵敏模型，结合项目题库，融入到学生的试验进程中，构成一套行之有用的规范化开发模型。具体来说，有灵敏进程布置、人物设定、继续改善与自动化测验[4]，将灵敏开发模型进程融入学生学习和实训的进程。例如，最短途径标题，将归纳才能较强的学生设定为客户方担任人（PO），其全体担任需求组成、用户故事分化、各个特性团队的解耦。将着手才能较强的学生设定为灵敏专家（SM），其全体担任各个特性团队，并辅导团队内的自安排、闭环学习以及故事的交给。各个特性团队除了设定灵敏专家，还装备质量剖析师（QA）、开发人员。这个团队经过站会、看板、结对、发布会、回归会等一系列灵敏进程继续改善，完结终究的试验标题。

总归，“数据结构”课程是一门理论性较强，需求紧密联络实践的科学。用现代教育理念辅导，结合先进的软件开发技能，辅导“数据结构”教育及实践，关于进步学生的理论认知、培育学生的立异认识和编程实践才能，具有非常深远的含义。

参考文献：

[1]赵耀红，孙宇.数据结构试验教育的实践与探究[J].长

春大学学报，2012，（4）.

[2][美]杰罗姆·布鲁纳；宋文里，黄小鹏译.布鲁纳教育文

化观[M].北京：首都师范大学出版社，2011：92-96.

[3]严蔚敏，吴伟民.数据结构：C言语版[M].北京：清华大

学出版社，2011：1-2.

[4]胡文生，赵明，杨剑锋等.根据UML模型的灵敏开发迭代

次第的断定[J].核算机科学，2013，（12）.