以提高学生创新创业能力为目的的数据结构课程教学实践研究

2018-02-09熊冬春李广原邓育林

中国现代教育装备 2018年19期

容青熊冬春李广原邓育林

广西师范学院计算机与信息工程学院广西南宁 530200

创新创业是指基于技术创新、产品创新、品牌创新、服务创新、商业模式创新、管理创新、组织创新、市场创新、渠道创新等方面的某一点或几点创新而进行的创业活动。“互联网+”时代为计算机专业学生的创新创业开拓了广阔天地，计算机专业学生的创新创业主要以技术为主，而软件技术创新创业是最重要和最常见的创新创业活动。

数据结构课程在计算机学科体系中是最重要、最基础的专业课程之一，课程以培养学生的算法设计思维作为主要目的。软件技术创新主要是从算法设计方面进行创新，所以，学生掌握数据结构课程知识是软件技术创新创业的基础。但数据结构课程的传统教学模式在培养和提高学生创新创业能力方面存在不少问题。

本文从笔者自身的教学实践出发，结合创新创业的需求，就数据结构课程教学存在的问题进行分析，并探讨了解决问题的办法。

1 数据结构课程传统教学存在的问题

1.1 内容理论性强概念抽象

数据结构课程理论内容多，概念抽象、枯燥，讲课时如果不能采用合适的方法、手段进行解释，学生不容易理解，会打击学生的学习兴趣和学习积极性，从而影响创新基础的培养。而且数据结构课程的理论概念都是从英语翻译过来，命名专业性强[1]，要解释清楚不容易，有的教师机械地按书本解释进行讲授，学生理解很吃力。

1.2 教学内容主线不明确

数据结构课程知识点多，传统教学一般是按书本内容顺序讲授，没有明确主线，学生学习起来感觉乱，越往下学习，内容越多，头绪越乱，对课程学习容易产生惧怕心理。

1.3 教学多采用单一传统教学法

因为数据结构课程理论内容多，有的教师在该门课程的教学过程中，简单机械地采用理论课程的教学方法授课，最常用的就是讲授法：教师运用语言方式向学生进行讲解。单纯的讲授法会限制学生的创新思维，会使教学效果非常糟糕。

1.4 与实际应用结合少

因为数据结构课程的知识点多，很多数据结构课程的教材限于篇幅，在内容编写方面与实际应用结合较少。教师在教学时也没有进行拓展。学生在学习过程中，没有把所学内容与实际应用进行联系，不利于培养学生的创新创业意识。

1.5 不重视上机实验

有些任课教师错误地认为数据结构课程是理论课，只重视理论内容的教学，不重视上机实验，只安排少量的上机课时，上机内容没有合理设计，只是简单让学生练习书上的例子，有的甚至根本不安排上机，没有给学生实际的应用训练。时间一长，学生对理论的理解会产生疲惫心理；没有实践的验证，理论与实际的联系理解也会变得牵强。学习会慢慢进入到形式化死记硬背的纯理论学习中，导致学习效果低下。

1.6 学生对数据结构课程的不重视[2]

很多学生认为学好高级程序语言课程就可以编好程序，初接触数据结构课程时会对这门课不以为然，都是理论的内容，觉得又枯燥，又没用。很多数据结构课程的教师也没有意识到这一个问题，只是简单照书本讲课，没有重点进行解释。学生学完整门课都不清楚学习数据结构课程有什么用，当然也不会认真学。

2 教学实践探讨

2.1 用通俗语言并结合举例法、类比法讲解概念

数据结构课程理论概念多且抽象，讲课时需用通俗语言来解释，以便学生能轻松理解。理解容易，学生的学习兴趣和学习积极性会慢慢提高。理论概念用通俗的语言有时也不容易解释，结合举例法和类比法讲解可以很好地解决这一问题。

举例和类比的时候尽可能采用身边常见的事例。如，讲线性结构内容，举体育课队列；讲树型结构内容，举单位人事管理关系；讲图形结构的内容，举学生选课产生的数据关系例子；用现实生活中仓库日常货物管理活动类比栈的操作，以体现其特殊线性结构的特点。

因为这些事例都是学生身边常见、很熟悉的，但学生可能从来没有想过这些工作可以用计算机解决。这样举例和类比会吸引学生的课堂注意力，触类旁通，也很容易理解概念，还能让学生开拓创新创业的思维。

2.2 围绕“逻辑结构—存储结构—算法设计”主线讲授内容[3]

数据结构课程的内容虽多，但算法设计都是围绕“逻辑结构—存储结构”展开，算法的时间效率和空间效率也是由此决定。讲授算法内容时，通篇围绕“确定数据的逻辑结构→根据功能需求和逻辑结构设计存储结构→在存储结构的基础上设计算法”这条主线展开，在此基础上对算法进行时间效率和空间效率的分析和比较。

通过反复强调，重复多次之后，学生渐渐掌握了这条主线，发现课程内容虽然多，但按照主线学习，实际上并不复杂，对数据结构课程的学习也就不发怵。学习变得简单起来，学习效果自然也就好。

2.3 以讲授法为主多种教学法为辅完成教学过程

数据结构课程理论内容虽多，但理论内容都是要应用到实际中，实践性要求其实是很强的。教师在授课的时候，不应拘泥于单一的教学方法，而应以讲授法为主，任务驱动法、演示法、讨论法穿插辅助进行来完成教学过程。

任务驱动法和演示法是实践部分的较好实现和展示，有利于学生加深对内容的理解，能激发学生学习的主动性，有助于创新创业意识的培养。而讨论法可以更好地拓展学生的算法设计思维。

2.4 结合当前应用举例说明知识点

计算机的应用已经非常普遍，教师在讲授各个知识点的例子时，可以不局限于书本的介绍，而是与时俱进，举生活中算法的实际应用例子。

例如，目前银行、餐馆的叫号系统，实际上是应用数据结构的队列算法来实现的，学生只要掌握了队列的算法，就可以开发出这样的系统。授课与实际应用结合会让学生的创新创业眼界更加开阔，学习也更有动力。

2.5 安排适当上机课时精心设计上机任务[4]

上机实践可以帮助学生加深对理论的理解，而且数据结构课程的学习也是为了应用到实践中，实践能让学生对算法创新创业更有信心。所以，安排实验上机是数据结构课程必不可少的一个环节。

上机时间安排要与上课知识点配合。切忌学生学完一个知识点后拖很久才安排上机，这会导致学生上机前必须再花大量时间复习与上机任务相关的课程内容，如果没有时间，学生会选择上机时一边复习一边实践，会降低上机的效率。

因为课时有限，数据结构课程的知识点比较多，必须选择有代表性的能培养学生创新能力的实验内容让学生上机。

2.6 结合实际应用强调课程的重要性和实用性

授课之初可以启发学生回想现实中使用计算机软件的体会，提出问题：为什么具有同样功能的不同软件，有的很受欢迎，有的用过一两次后我们就不愿意用了？总结出软件受欢迎的关键因素：效率和操作方便性。告诉学生，在硬件不变的情况下，效率主要由软件所采用的算法决定，而算法是根据数据的结构来设计的。

接着跟学生说明高级程序设计语言课程与数据结构课程的区别：前者只是介绍指令编写的规则，要编写得好，必须学好数据结构课程。让学生体会到数据结构课程的重要性。并通过现场操作一些常用软件来说明算法在软件中的应用，让学生对课程产生浓厚兴趣。例如，在操作系统中对文件按各种方式排序。告诉学生，这么多种方式的排序其实只需要一个算法就可以，同时告诉学生，常用的排序算法有哪些。