淺析非計算機專業(yè)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗教學

1、淺析非計算機專業(yè)的?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?實驗教學【摘要】總結(jié)非計算機專業(yè)實驗教學經(jīng)驗，提出了實驗教學方法和有效措施。論文關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),實驗教學?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?是計算機專業(yè)的一門核心課程，它涉及線性表、樹、圖等邏輯結(jié)構(gòu)和排序與檢索算法等復雜內(nèi)容，必須與實驗教學緊密結(jié)合才能提高學生的應(yīng)用能力和技巧。近幾年由于社會需求和培養(yǎng)有競爭力的學生的需要，一些非計算機類專業(yè)也開設(shè)了這門課程。對非計算機專業(yè)學生在學習該課程，特別是實驗過程中普遍反響存在一定的困難。為了使其理論教學與實驗教學緊密結(jié)合，需要制定出更加切實可行的教學、實驗大綱和課程設(shè)計方案。2 非計算機專業(yè)實驗教學的現(xiàn)狀(1) 非計算機專業(yè)學生計算機語言根底較

2、差，編程能力弱。高級語言程序設(shè)計根底;是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前導課程之一。多數(shù)學校開設(shè)C語言作為前導課程，學生對C語言程序設(shè)計的掌握程度直接關(guān)系到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的上機實驗的教學效果。而非計算機專業(yè)的學生一般在學習本課程之前并未經(jīng)過嚴格的程序設(shè)計根底訓練，對C語言的普遍理解不深，特別是指針、結(jié)構(gòu)體和函數(shù)等知識點薄弱，難以在編程中靈活應(yīng)用，但這些知識點在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗中應(yīng)用頻繁，導致學生上機實驗效果差。(2) 實驗課時少。由于開展實驗的時間和空間限制，學生在實驗室中沒有完成的實驗在課外無法延續(xù)，使課堂上講授的理論不能很好的穩(wěn)固。(3) 課堂教學與實驗教學相互脫節(jié)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門實踐性很強的課程，教學中一定要把理

3、論與實踐結(jié)合起來，讓學生從實踐中加深對理論的理解，同時也讓學生真正體會到理論是為實踐效勞的。但在目前的教學實踐中，教師只注重學生課堂理論知識的掌握，降低了上機實驗課的要求，學生實驗課程的學習達不到理想的目標。(4) 實驗相目單一，缺少創(chuàng)新性與自身專業(yè)相結(jié)合的實驗工程。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗工程的設(shè)置中，只注重了專業(yè)課程知識點的驗證實驗，而忽略了非計算機專業(yè)學生的設(shè)計性、創(chuàng)新性和自身專業(yè)實際問題綜合運用能力的培養(yǎng)。(5) 綜合性實驗完成較差。綜合性實驗最能表現(xiàn)學生知識點掌握的程度。要求學生利用所學的根本知識解決具體實際問題，使學生進一步掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的一般方法，培養(yǎng)他們分析問題、組織數(shù)據(jù)和解決問題的能

4、力，有效地提高學生程序設(shè)計的能力。但在實際的實驗教學過程中，只有極少數(shù)的學生能完成實驗的全部內(nèi)容。3 加強非計算機專業(yè)實驗教學工作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是實踐性很強的一門課，培養(yǎng)學生的實踐能力是教學的首要目的。在授課的同時，引導學生利用上機實驗來加強實踐是教學中的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)最優(yōu)化教學模式，首先數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗教學的目的是：緊密配合理論教學，通過相關(guān)實驗，幫助和加深對數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、算法思想和具體實現(xiàn)等各個環(huán)節(jié)的整體理解；實驗可以將各門課程學到的知識融會貫穿，思考與發(fā)現(xiàn)利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決實際應(yīng)用問題的有效方法，從而使學生分析和解決問題的能力得到鍛煉和提高；實驗教學強化學生結(jié)構(gòu)一算法一編程;三者密切

5、相關(guān)的意識。平時的練習較偏重于如何編寫功能單一的小;算法，而實驗是綜合訓練，包括問題分析、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和程序設(shè)計的根本技能和技巧。圍繞以上目標，非計算機專業(yè)?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?的實驗教學，同樣遵循認知規(guī)律，逐步地從無到有，從觀看演示到自己動手編程，從單一算法實現(xiàn)到綜合設(shè)計分析，直到具體應(yīng)用實例研究。其次，實驗選題依據(jù)實驗教學的目的，針對非計算機專業(yè)所要到達的實驗教學目標，以及考慮學生的個體差異，將實驗設(shè)置成必做和選做實驗：前者目的在于幫助學生掌握根底知識和實驗研究方法，后者那么在于培養(yǎng)和鼓勵學生的學習興趣、擴大知識面以及培養(yǎng)學生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識?；谝陨蠈Ψ怯嬎銠C專業(yè)的實驗教學應(yīng)重點從以下幾個方面

6、考慮：3.1 回憶C語言根底知識，提高C語言編程能力在上機實驗之前復習剖析C語言中的指針、結(jié)構(gòu)體和函數(shù)等知識點。具體形式可以是在課堂上以程序?qū)嵗男问綄@些知識點進行復習，尤其指出學生難理解、容易混淆和犯錯誤的地方；布置涉及這些知識點的課外編程作業(yè)，讓學生課外重點復習。通過作業(yè)批改發(fā)現(xiàn)學生存在的問題然后集體重點講解；在實驗教學中強調(diào)指針、結(jié)構(gòu)體和函數(shù)等在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的重要性等。實驗開始之前安排集中講解，實驗中教師現(xiàn)場輔導，實驗課前、中、后組織交流討論。對根本實驗要求學生單獨完成，一些綜合實驗那么分組完成。3.2 培養(yǎng)良好的程序編寫習慣非計算機專業(yè)的學生程序設(shè)計根底訓練缺乏，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機實驗的

7、過程也是復雜程序設(shè)計的訓練過程，程序除了能調(diào)試通過外，還要求學生編寫的程序結(jié)構(gòu)清晰、正確易讀，符合軟件工程的標準。良好的編程習慣需要在不斷的實踐中逐漸養(yǎng)成，而且很大程度上影響學生的上機實驗效果。實驗指導教師需要在以下幾個方面培養(yǎng)學生良好的編程風格：1 良好的代碼書寫格式。采用良好的書寫格式使代碼可讀性強，便于調(diào)試和交流，但一些學生覺得麻煩、沒必要，這需要教師在實踐過程中強調(diào)和引導學生認識到書寫格式的重要性，并逐步形成良好的代碼格式書寫習慣。2良好的注釋習慣。注釋是程序的一個重要組成局部，它可以使代碼更容易理解。而很多學生認為沒有必要寫注釋或者程序調(diào)試完后再象征性地補加注釋，教師要強調(diào)注釋的重要

8、性，引導學生逐步養(yǎng)成良好的注釋習慣。3 標識符合理命名。實踐過程中教師要強調(diào)標識符命名標準的重要性，標識符命名要清晰、明了，有明確含義。4重視實驗報告的書寫。實驗報告除了實驗目的、實驗內(nèi)容、實驗步驟和算法分析等常規(guī)內(nèi)容外，需要重視實驗中出現(xiàn)的問題、解決的方法、實驗改良的想法這三項內(nèi)容的書寫，這樣可以培養(yǎng)學生實驗后總結(jié)積累經(jīng)驗的習慣，提高學生分析、改良算法的能力。3.3 興趣是最好的老師要想學生在課外進行實驗，就要培養(yǎng)學生的興趣。實驗內(nèi)容盡量選用貼近生活的一些例子，以激發(fā)學生的好奇心和興趣。在介紹算法時注意補充一些算法的實際背景知識，可用于解決哪類問題，通過這種應(yīng)用背景知識的介紹和來源于實際生活

9、經(jīng)驗的聯(lián)想來架設(shè)理論聯(lián)系實際的橋梁，一方面可以提高學生的學習興趣，增強學生學習的自主性；另一方面可以培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。另外，通過編寫多媒體教學課件和算法演示程序也可提高學生的興趣。興趣提上來了，課內(nèi)未完成的實驗，學生就會在課外積極主動的去完成。3.4 抓住重點，提高實驗效率課堂教學中對算法的描述盡可能的使用完整的計算機語言來描述，使學生對概念的C語言描述清楚明白。針對具體的教學內(nèi)容教師給出相適應(yīng)的上機實驗內(nèi)容。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點，如順序表的根本操作，鏈表的根本操作，二叉樹的根本操作，圖的根本操作等一些根底的上機實驗，要求學生完成這些實驗后保存源程序，為其在后續(xù)的綜合性擴展實驗中省

10、去了重復的編程和調(diào)試。 利用這些實驗的源程所節(jié)省的大量時間，使學生能抓住重點，有足夠的時間來完成綜合性擴展實驗。3.5 注重實驗題目的選擇實驗題目和自身專業(yè)實際問題相結(jié)合，注重綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。實驗一般是讓學生以完成小程序段的方式來進行，但我們要求學生編寫一個相對較完整能夠解決某一具體問題的程序。問題的選擇既注重選取那些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的經(jīng)典題目，如漢諾塔問題、七橋問題和矩陣的壓縮問題等，也設(shè)計了一些與學生專業(yè)緊密結(jié)合的新問題，如規(guī)劃設(shè)計問題、交通路線咨詢問題、圖書查詢和學生成績統(tǒng)計排名計算問題等。實踐證明，這大大提高了學生的學習熱情和主動性，變較枯燥的驗證性實驗為設(shè)計性實驗，直接引導學生利用

11、更多的課外時間來完成實驗題目，充分促進了學生間的討論，提高了學生的實際動手能力。3.6 提高團隊意識，培養(yǎng)協(xié)作精神綜合性實驗可以分小組完成，二到三人一組合作完成實驗內(nèi)容，要求同組學生在問題分析階段和模塊設(shè)計階段分工合作、集體討論，但最后的編碼獨立編寫。最后每個學生都要進行面試，提交課程設(shè)計報告。學生必須能夠清楚地介紹設(shè)計思路、主要技術(shù)手段并答復與題目相關(guān)的問題，并且程序通過測試才能算完成了課程設(shè)計。這樣不但提高了學生分析問題、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、程序設(shè)計的根本技能和技巧，也提高學生綜合應(yīng)用能力，并在此過程中可以提高團隊意識，培養(yǎng)協(xié)作精神。4 結(jié)束語非計算機專業(yè)要在相對較少的學時內(nèi)使?數(shù)據(jù)機構(gòu)?課程實驗教學工作取得滿意效果，是當前具有挑戰(zhàn)性的課題。因此，