王 佳 刘淑娴

（新疆大学，新疆 乌鲁木齐830002）

0 前言

现实世界中采用程序设计可解决的问题，通常可划分为数值问题和非数值问题。随着高校应用型人才培养模式的提出，作为信息安全专业的核心必修课之一，数据结构在注重理论学习时，也要注重实践能力的培养[1]。同时，课程思政建设在所有高校、所有学科专业的全面推进，使得课程思政理念深入人心，数据结构的课程思政建设迫在眉睫[2]。本文立足于目前数据结构教学过程中存在的主要问题，着眼于应用型人才培养和课程思政建设，对数据结构的教学设计和教学模式进行初步的探索分析。

1 存在问题

数据结构主要用来解决现实世界中的实际问题，如何对具体问题进行抽象化描述是数据结构实践教学的难点。目前，新疆大学的数据结构教学，主要采用理论课教师课堂教授+学生课后习题，实验课教师算法部分实现+学生课堂完成的方式。通过一个学期的数据结构学习，学生仅能掌握大部分习题，无法将抽象化思维运用到实际问题中，不能做到理论与实际有机结合。通过对目前数据结构教学的分析调研，该课程的教学仍存在以下3点问题：

（1）课时安排较少。数据结构的课程较为复杂、抽象，大部分院校中数据结构是一学期的课程，但由于其对C语言编程能力、抽象问题理解能力等的要求较高，无法在一学期的课程中讲通讲透。尤其是针对实际问题解决能力不高的大一学生，其相应的实际场景到抽象问题的映射能力不足，导致课堂进程艰难。例如，教师在讲解线性表及其存储结构时，除线性表的定义、线性表的顺序存储、线性表的链式存储等理论知识外，还需要帮助学生理解现实生活中学生管理、图书管理等线性表的实际应用；同时在实践教学中，表的类型定义采用结构体，设计联系人管理系统时需用到循环、分支等控制语句，由于大一学生的程序设计能力不强，教师还需要帮助学生回顾相关的C语言程序设计内容。在课时和课程内容的双重约束下，很多问题只能泛泛而谈，无法做到面面俱到。

（2）学生能力不同。新疆是多民族聚居的省份，少数民族学生的汉语言能力稍差，其相应的学习能力受到很大限制。即便其他不存在语言问题的学生，其个体接收知识的能力也不尽相同。本校数据结构课程针对的多是大一学生，C语言程序设计是数据结构的先行课程。通过分析某班C语言程序设计的期末成绩，85分以上学生占5%，70~85分学生占11%，60~70分学生占24%，有60%的学生挂科。学生对C语言的熟悉掌握程度截然不同。如何在教学过程中不出现好学生喂不饱差学生学不好的问题，是一直以来无法解决的问题。同时由于大多数学生的C语言掌握不扎实（指针、结构体、循环、分支等确实入门较难），刚开始的数据结构章节学生听不懂，跟不上节奏，直接导致学生后续章节的学习积极性不高。

（3）教学过程单一。在数据结构教学过程中，由于课时与课程内容的双重约束，教师把大多数的时间用来讲授理论知识。同时在授课过程中缺乏师生间的交流与互动，无法及时获取学生对知识的掌握情况。同样在实践教学中，教师只能针对实验题目进行简单讲解，无法做到深入扩展，学生也就无法触类旁通。由于课堂中的理论知识学生没有完全理解，在上机实验时对实验题目就无从下手，不知道怎样去分析解决题目。当理论与实践脱离后，学生就缺乏信心，对下一次理论课失去兴趣，进而形成恶性循环，无法培养学生对实际问题的分析解决能力。

2 改进探索

（1）提升教师知识深度。数据结构是一门教师难教学生难学的课程。“难”主要在于计算机专业的相关领域知识日新月异，而数据结构的课程内容变化较小，如何将数据结构内容与计算机领域前沿进行关联是重中之重。按照课程组内教师的不同研究方向分组，不同教师负责与自己研究内容紧密关联的数据结构章节的教学设计；当各章节教学设计完成后，课程组教师统一集体备课，探讨各教学设计的合理性、前沿性等，最终确定数据结构全书的教学设计。尤其要关注教学设计中的课程思政内容，坚持以立德树人为中心，根据不同章节的内容引入思政教育，将思想引领与理论教学统一起来，形成课程思政和思政课程教育同向同行，把思想政治工作贯穿数据结构教育教学的全过程[3]。例如，研究方向为工作流、社交网络等的教师，其主要负责图这一章节的教学设计。首先，通过一个前沿案例A引入图的概念，激发学生的学习兴趣。案例A：针对大数据环境下的实时气象数据精准分析问题，采用Storm计算框架对气象数据工作流进行分布式处理提高实时性和准确性。其次，在案例讲解过程中，将图的相关定义及术语一一给出，加深学生的理解。再次，分析案例A中多个顶点间相互协作可快速高效地完成实时气象数据精准预测，从而告诫学生在平时的学习生活中要注重团体协作精神。最后，启发学生来简单实现Storm计算框架中的默认调度策略。教师本人完成相应章节的教学设计后，课程组统一讨论进行再次修正。采取这种尽其所能、分工协作的团队教学设计，既可以拓展学生的知识面，让学生能够深入领悟各个章节，又能够节约教师的时间，让其有更多的时间投入到科研中。

（2）线上线下混合教学。数据结构包含线性表、栈、队列、串、广义表、树、图、查找和排序等重点内容，综合考虑课时和课程内容，将C语言程序设计相关内容和各章节主要内容放在校内学习网站，让学生在课前的空闲时间自行学习。同时校内学习网站上的内容需注重层次，可分为基础层和提高层，尽量满足所有学生对知识的渴求。教师在线下授课时，除对线上课程相关内容进行扩展外，还需注意思政内容的升华。例如，可通过游戏让学生加强对知识点的实际应用能力，从而领悟团体协作的重要性。为了加强师生间的交流，通过雨课堂对学生进行课前测试，了解学生对课程的掌握程度，从而对未掌握的知识点进行重点讲解。同样在数据结构实验课教学中，线上课堂实验题目由教师提供算法框架，让学生对C语言语句填空，学习章节知识点在实验题目中的具体应用，从而深入理解算法实现；线下课堂中，给出的实验题目较线上课堂存在一定区别，让学生慢慢尝试写算法，先成为基本的代码搬运工，进而在理解代码的基础上，做到自己可以依葫芦画瓢，最终在理解章节知识的基础上做到融会贯通。同时在实验课程中，对学生进行分组，让他们真正体会团体协作的优越性。采用这种线上掌握、线下领悟的混合教学模式，在授课过程中，真正做到以学生为主体，让学生在课堂中活跃起来，掌握本节课的内容及本质，做到熟练应用。

3 结语

数据结构是程序设计的基础。当今社会对应用型人才的迫切需求，使得数据结构的教学模式、教学过程以及实验过程等环节都需要改革。通过采用尽其所能、分工协作的团队教学设计和线上掌握、线下领悟的混合教学模式，在保证学生理论知识掌握的同时，提升学生的思政水平和实践能力。当然，数据结构的教学依赖于教学方法、教学设计、教学能力、教学反思等多个教学环节的协调和配合。对于教师来说，需要向经验丰富的同行学习，不断提高自己各方面的能力。在后续的教学中，需要根据实际情况，持续不断的完善数据结构的课程改革。