數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程的組織與建設(shè)

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程的組織與建設(shè) 精品課程建設(shè)是教育部“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工 程”的重要組成部分， 是貫徹落實(shí) 教育部關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本 科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見 精神， 進(jìn)一步更新教育觀 念，提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵 1 。精品課程建設(shè)是 教育新理念的體現(xiàn)， 是新時(shí)代教學(xué)手段的具體運(yùn)用， 是各種教學(xué) 資源的開發(fā)與整合，是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的窗口，是實(shí)施 素質(zhì)教育的新途徑 2 。精品課程的建設(shè)有利于優(yōu)質(zhì)教育資源的 傳播和利用，也是我國教育事業(yè)的一次大的改革 3 。如何正確 理解精品課程內(nèi)涵、 探索實(shí)現(xiàn)精品課程的科學(xué)途徑， 對確保這一 質(zhì)量工程的順利進(jìn)行具有重要意義 1

2、。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)理論課， 在整個(gè)專業(yè)知識 體系中占據(jù)非常重要的地位 4 。通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，不僅 要為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)， 而且要進(jìn)一步提高學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象能力 和程序設(shè)計(jì)能力。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程概念多、方法多、邏輯性強(qiáng)、實(shí) 踐性強(qiáng)， 這些特點(diǎn)決定了教與學(xué)的難度大， 其教學(xué)水平和效果又 將直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)生程序設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的提高 5 。但是許多學(xué)生對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念、知識理解不夠，思考 分析能力還處于一個(gè)較低的水平， 所以不少學(xué)生反應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 比較難學(xué)的一門課 6 。這些年來，我校各級領(lǐng)導(dǎo)對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課 程非常重視，加大力度進(jìn)行組織建設(shè)，特別是在教學(xué)內(nèi)容組織、 師資隊(duì)伍

3、建設(shè)、 教學(xué)模式改革、 實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)以及共享資源的開 發(fā)等方面，具體論述如下。 1 教學(xué)內(nèi)容的組織 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課， 主要思想是問題求 解的理論與方法、抽象和設(shè)計(jì)的理論與方法等 4 。于是我們將 課程內(nèi)容分為概念表述、 構(gòu)建數(shù)據(jù)模型、 算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 個(gè)層 面，突出數(shù)據(jù)組織方法與算法的實(shí)現(xiàn)技術(shù)， 以適應(yīng)不同層次的教 學(xué)需求。采用面向?qū)ο蟮乃枷敕椒ń榻B數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論與方 法，貫穿程序設(shè)計(jì)的思想觀點(diǎn)， 引入抽象數(shù)據(jù)類型的概念及其基 本性質(zhì)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象能力，突出構(gòu)造性思維訓(xùn)練， 強(qiáng)化程序抽象能力和數(shù)據(jù)抽象能力的培養(yǎng)。 在教學(xué)過程中， 我們圍繞抽象數(shù)據(jù)類型， 采

4、用面向?qū)ο蟮乃?想觀點(diǎn)，從基本概念、基本結(jié)構(gòu)、基本方法來講解教學(xué)內(nèi)容，并 貫穿了計(jì)算機(jī)專業(yè)的一些問題求解方法。 使用熟悉的 C 語言作為 算法描述語言， 便于學(xué)生把注意力集中在算法的理解上。 通過給 出用 C 語言實(shí)現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)類型的方法， 使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示容易理 解。采用定義、存儲以及典型算法實(shí)現(xiàn)來展開教學(xué)內(nèi)容，并引導(dǎo) 學(xué)生提高實(shí)際的應(yīng)用能力。 我們在組織教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候注意知識點(diǎn)的前后呼應(yīng)， 而不是 以簡單的流線形式呈現(xiàn) 7 。通過實(shí)踐證明，這樣可以幫助學(xué)生 在學(xué)習(xí)新知識的同時(shí)復(fù)習(xí)以前的知識。 例如有關(guān)排序知識， 在程 序設(shè)計(jì)課中已經(jīng)學(xué)習(xí)了冒泡排序、 選擇排序， 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課中又 學(xué)習(xí)直接插入

5、排序、 希爾排序、 歸并排序、快速排序、 堆排序等； 這些排序算法可以應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活的很多地方，學(xué)生成績的排 序、大學(xué)食堂買飯菜的排隊(duì)等； 同學(xué)們在學(xué)習(xí)新的排序算法的同 時(shí)可以復(fù)習(xí)以前的排序算法； 還可以在自己熟悉的應(yīng)用問題中實(shí) 現(xiàn)各種排序算法，并對它們分析比較，收到很好的教學(xué)效果。 2 師資隊(duì)伍的建設(shè) 教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣取決于課程負(fù)責(zé)人、 主講教師的教學(xué)水平和 整體的能力 8 。課程建設(shè)需要有一支結(jié)構(gòu)合理、綜合能力強(qiáng)的 教學(xué)師資隊(duì)伍； 建設(shè)學(xué)術(shù)水平高、 教學(xué)水平高的師資隊(duì)伍是保證 課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。 因此精品課程的建設(shè)過程也是篩選和培養(yǎng) 一流教學(xué)師資隊(duì)伍的過程。 通過精品課程的建設(shè)， 我們組建

6、了一 支由 8 名教師組成的結(jié)構(gòu)合理、 綜合能力強(qiáng)的教學(xué)師資隊(duì)伍， 其 中高級職稱 3人，中級職稱 4人，初級職稱 1 人。教學(xué)隊(duì)伍中所 有老師具有碩士或博士學(xué)位；年齡呈現(xiàn)梯隊(duì)結(jié)構(gòu)，其中30 歲以 下的 2人，40 歲以上的 2人。 本課程的教學(xué)師資隊(duì)伍中不但有主持過多項(xiàng)科研、 教研項(xiàng)目 的教授， 也有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的主講教師， 并配有動手能力強(qiáng)的專 職實(shí)驗(yàn)教師。在課程建設(shè)過程中注重對青年教師的培養(yǎng)，通過 “傳、幫、帶”的辦法，使青年教師走上主講教師的崗位，逐步 挑起教學(xué)重?fù)?dān)；鼓勵中青年教師參加相關(guān)領(lǐng)域的師資培訓(xùn)學(xué)習(xí)、 參加科研和教研活動等，逐步提高他們的綜合能力。 3 教學(xué)模式的改革 我們主要

7、選擇并推廣精選案例 (Selected Cases) 、扼要講解 (Briefly Explain) 、任務(wù)驅(qū)動 (Task-Driven) 的教學(xué)模式，簡稱 SBT教學(xué)模式9。 第一步， 任課教師在深入鉆研數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材的基礎(chǔ)上， 根據(jù) 課程的教學(xué)目的精心選擇教學(xué)案例。 所選案例既能反映教學(xué)內(nèi)容 要表達(dá)的思想， 又能讓學(xué)生容易理解。 因此要求教師明確數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)課程的教學(xué)目的： 學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)掌握如何根據(jù)問題的 需求合理地組織數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中有效地存儲數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù) 10 ；通過該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，對學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，鞏 固加深對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識的能 力，培養(yǎng)

8、學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力 11 。 第二步， 任課教師對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行概括， 結(jié)合教學(xué)案例進(jìn)行 簡單扼要地分析講解，使學(xué)生理解有關(guān)概念、掌握有關(guān)操作。在 教學(xué)過程中注意啟發(fā)學(xué)生思考問題、 分析問題， 引導(dǎo)學(xué)生解決問 題，提高學(xué)生的實(shí)際動手能力。 第三步， 任課教師給學(xué)生布置具體課外任務(wù)， 通過學(xué)生獨(dú)立 完成具體的課外任務(wù)來實(shí)施教學(xué)。 其中課外任務(wù)的提出可以結(jié)合 學(xué)生的特點(diǎn)和興趣， 使學(xué)生按自己的需求去學(xué)習(xí)， 從而培養(yǎng)出獨(dú) 立思考、勇于創(chuàng)新的自學(xué)能力 12 。 例如在講解哈夫曼編碼的內(nèi)容時(shí)， 我們一般先講一個(gè)簡單易 懂的實(shí)例。 學(xué)生很快就能理解哈夫曼樹的構(gòu)造過程以及具體的哈 夫曼編碼

9、形成過程。 然后引導(dǎo)學(xué)生理解哈夫曼樹的存儲和哈夫曼 編碼的存儲。 在學(xué)生掌握了這些存儲結(jié)構(gòu)之后， 再結(jié)合實(shí)例講解 哈夫曼樹的構(gòu)造算法、 哈夫曼編碼的求解算法。 最后布置課后作 業(yè)完成一個(gè)求解哈夫曼編碼的實(shí)例程序， 大多數(shù)學(xué)生能夠按時(shí)完 成任務(wù)，教學(xué)效果良好。 4 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)應(yīng)能達(dá)到如下基本目標(biāo)： 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)基本知識來分析問題、 解決問題的綜合能力； 幫助學(xué)生建立計(jì) 算機(jī)問題求解的意識， 主要是通過認(rèn)識數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在問題求解中的 地位來完成這種認(rèn)識的建立； 訓(xùn)練學(xué)生用系統(tǒng)的、 規(guī)范的觀點(diǎn)來 進(jìn)行計(jì)算機(jī)問題的分析、設(shè)計(jì)、編碼等 13 。 首先，改善實(shí)驗(yàn)條件。在各級領(lǐng)導(dǎo)的大力

10、支持下，我們更新 了計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)機(jī)房； 實(shí)驗(yàn)所需軟件都能在新學(xué)期開學(xué)之前完 成安裝調(diào)試； 每個(gè)實(shí)驗(yàn)室配備一名維護(hù)人員， 負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行 與維護(hù)；設(shè)備完好率 99%以上，實(shí)驗(yàn)開出率 100%。除了規(guī)定的上 機(jī)實(shí)驗(yàn)以外，提倡學(xué)生自己課余時(shí)間上機(jī)練習(xí)。為此，學(xué)院設(shè)有 兩個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室， 配備專門的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對學(xué)生免費(fèi)開放。 機(jī) 房內(nèi)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生身影不斷，有的在復(fù)習(xí)教師的課堂教學(xué)內(nèi) 容，有的在閱讀網(wǎng)上的參考資料，有的在下載教師布置的作業(yè)， 有效促進(jìn)了良好學(xué)風(fēng)的形成。 其次，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)管理。在開學(xué)之初，主講教師與各班學(xué)習(xí)委 員確認(rèn)課內(nèi)上機(jī)時(shí)間， 并通知到每一個(gè)學(xué)生， 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、 教材、 習(xí)題集同時(shí)

11、發(fā)到每個(gè)學(xué)生。每個(gè)學(xué)生必須完成教學(xué)大綱規(guī)定的 8 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)成績占 30%；所有實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn) 1 人 1 組；實(shí)驗(yàn)前 安排 1 次答疑；學(xué)生上機(jī)前必須完成預(yù)習(xí)，寫出完整的源程序， 準(zhǔn)備好上機(jī)步驟和調(diào)試數(shù)據(jù)。 在實(shí)驗(yàn)過程中遇到學(xué)生提問時(shí)， 老 師給學(xué)生一些提示信息， 盡量讓學(xué)生自己將程序調(diào)試通過； 實(shí)驗(yàn) 后要交實(shí)驗(yàn)報(bào)告； 教師批改后評定成績， 不合格的學(xué)生必須重做。 第三，注重課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是對所學(xué)知識的鞏固提 高，是培養(yǎng)科研能力的重要環(huán)節(jié)。 引導(dǎo)學(xué)生搞好課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 是選好題目與做好課程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。 而課程設(shè)計(jì)題目的選擇 要和所學(xué)知識緊密聯(lián)系， 又與學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)密切相關(guān)。 通 過課程設(shè)計(jì)積極引導(dǎo)學(xué)生參加課外科技活動、 校級省級程序設(shè)計(jì) 大賽、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的探索等，以提高學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力。 5 共享資源的開發(fā) 建設(shè)精品課程的目的是通過為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源來 提高教育質(zhì)量。 我們在課程建設(shè)中使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段， 建設(shè)了精 品課程網(wǎng)站。精品課程網(wǎng)站由以下幾個(gè)部分主成：課程介紹、課 程負(fù)責(zé)人、課程特 色、申報(bào)材料、教學(xué)大綱、課件與教案、教學(xué)錄像、教學(xué)論 壇等。其中課件與教案就是教師上課使用的課件和教案， 方便學(xué) 生在不同時(shí)間、 不同地點(diǎn)進(jìn)行下載， 然后根據(jù)自己的需要進(jìn)行自 主化的學(xué)習(xí)。任課教師還把自己的實(shí)驗(yàn)程序、常見問題分析、習(xí) 題解答等內(nèi)容放到網(wǎng)上