梁天全　汤庆新　于泉洲　张保华

摘  要： 针对目前地理信息科学专业数据结构课程教学实际，分析该课程在教学过程中存在的问题，指出相关课程承接性不足以及与其他专业课程关联性不强是问题的根源。文章提出通过理论与实践相结合、数据结构课程与地理信息科学专业课程相结合来进行以地理信息科学专业特色为基础的教学内容改革。

关键词： 数据结构; 地理信息科学; 专业课程; 教学内容; 教学手段

中图分类号：G642.0          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2022）03-92-03

Abstract： In view of the current teaching practice of the data structure course for geographic information science specialty， this paper analyzes the problems existing in the teaching process of the course， and points out that the lack of continuity of related courses and weak correlation with other professional courses are the root of the problems. It is proposed to carry out the teaching content reform based on the characteristics of geographic information science specialty， by combining theory and practice， and combining the data structure course and the professional courses in geographic information science.

Key words： data structure; geographic information science; professional course; teaching content; teaching method

0 引言

程序由數据结构与算法共同构成，数据结构涵盖程序设计理论技术核心支撑内容，是一门重要的专业核心课程。地理信息科学专业（以下简称地信专业）作为一门新兴交叉学科，内容涉及计算机、遥感、地理学等领域。计算机领域相关内容构成了地信专业重要支撑技术工具。其中，数据结构属于地信专业核心基础课程之一，旨在分析、研究数据结构特性，设计算法时选择适当的逻辑结构、存储结构等[1，4-6]。

地信专业作为非计算机类专业，在专业培养方案设定中，选择数据结构作为其专业核心课程，其重要性不言而喻。但是，目前地信专业开设的数据结构课程，存在诸如总学时相对计算机类专业课时设置偏少。同时，作为前导课程的C语言程序设计，课时设置量存在同样共性不足的问题。在有限的课时设置条件下，前导课程C语言程序设计重点讲解算法、结构化程序设计、数组与函数部分，对于C语言的“灵魂”指针部分粗略讲解或不涉及[2-3]。指针部分的有效理解与掌握，对于数据结构链表内容的讲授具有重要意义。上述原因导致了地信专业数据结构课程难学的困境。

在地信专业数据结构课程教学上，为了让学生听得懂、学得会，亟需给出教学实践解决方案。本文寻求数据结构与地信专业的内在耦合关联，制定符合地信专业学生学习的数据结构课程的教学方案。同时，总结教学方法，提升教学手段。结合课堂反馈，及时反思并修正教学方法，凝练出行之有效的数据结构教学思路。

1 地信专业数据结构课程教学问题剖析

数据结构课程，相对地信专业培养方案中开设的其他课程而言，概念比较抽象，但对于编程思想构建非常重要。目前的地理信息产业处于战略规划与上升阶段，下游数据产品的处理与深度开发应用，潜在需求大批地信专业毕业生。工作岗位设置中，软件开发类占比较大，地理信息类公司对熟练的编程开发人员有一定的需求。地信专业学生编程知识体系的培养十分重要，因此，教学中需要总结和归纳问题，找出问题根源。

1.1 相关课程承接性不足

对于算法设计的初步理解，基本程序结构编写的掌握，数组与字符串知识的掌握，指针知识的理解与掌握，离散数学知识的运用等，这些都是数据结构课程学习中十分重要的。对于C语言程序设计内容，在前期课程中虽然设置，但存在课时量不足的问题，导致前期的知识体系掌握不全面，特别是指针相关知识，在理解单链表与双向链表中，存在困难，导致数据结构形成晦涩难懂的情形。

1.2 与专业课程关联性不强

数据结构与地信专业其他专业课程关联性不强，在学习过程中起不到立竿见影的效果，导致部分同学对课程重要性没有充分认识。地信专业的部分专业基础课程与核心课程，诸如地理信息系统概论、地图学、遥感导论等，与数据结构耦合性偏弱。存在地信专业的学生，在学习过程中，对地信专业课程体系融会贯通形成一定障碍。

2 地信专业数据结构课程教学改革探索

2.1 理论与实践相结合

本专业数据结构课程主讲了线性表、栈与队列、串、数组和广义表、树和图的内容。对于各部分内容，理论讲解注重循序渐进，透彻理解算法实现。对于线性结构诸如线性表、栈和队列、串、数组和广义表，在讲解理论知识的过程中，选择CodeBlocks集成开发环境，通过编程实操演练，实现不同数据结构的数据操作算法。通过理论讲解与编程实操，对不同数据结构的各种数据操作算法实现，能够理解算法的设计实现思路。安排独立的上机课时，监督地信专业学生独立完成所讲解的数据操作算法，对教科书中经典的数据操作给出正确的运行结果。理论与实践的有效结合，让学生思考数据结构学什么，怎样学，学过以后能够解决什么样的问题。

2.2 数据结构与地信专业相结合

将数据结构课程与地信专业学习的空间数据分析课程进行深度融合。空间数据分析作为地信专业核心选修课程，主讲栅格数据的空间分析方法、矢量数据的空间分析方法、三维数据的空间分析方法、空间数据的统计分析方法等内容。其中，矢量数据的网络分析是对地理网络和城市基础设施网络等网状事物及他们的相互关系和内在联系进行地理分析和模型化。网络分析的作用选择最佳路径与最佳布局中心位置。对数据结构图部分内容与网络分析内容紧密结合，網络分析最短路径求解通过图数据结构可以有效求解，通过数据结构图的学习进一步深化空间数据分析的理解。例如，网络分析从某个源点到其余各顶点的最短路径求解的Dijkstra算法，每一对顶点之间的最短路径求解的Floyd算法。通过将数据结构与空间数据分析地信专业的必修课程有效关联讲解，势必一定程度破解课程壁垒，有助于地信专业学生学习和理解相关内容。

2.3 加强课程互动与考核

依据地信专业学生的实际情况，按需对教学过程进行相应修改与提升。同时，加强课程师生互动，互动可以让“课堂气场”流动，流动的气场能够一定程度与学生形成共振，激励学生自发学习。考虑到地信学生数据结构相关知识薄弱的特点，加强前导课程的复习回顾，做好本次讲授课程的引入环节。相对计算机学院开设的数据结构课程，地信专业在教学方案设计、教学方法有所调整。用有限的学时把数据结构的重点内容与难点内容讲解清楚。在讲解过程中，通过地信专业学生熟悉的栅格数据结构、矢量数据结构、三维数据结构等内容，引导学生思考数据结构的课程逻辑，激发学生的学习兴趣与学习动力。通过已知的数据结构内容进行类比理解、消化吸收数据结构的核心知识体系，此过程贯穿数据结构的教学过程。

注重多种考核方式的结合，对每一部分知识讲解后，需设计安排相应的上机实践任务，并要求及时提交上机实验书。在正常教学周第十一周时，安排地信专业学生进行期中考试，通过期中考试反馈的情况，及时调整教学内容与教学方法，构成有效的学习生态闭环。通过考核督促学生有效学习，通过一定的正向约束压力激励，激活“课堂气场”，让学生更加高效、主动的学习。

3 结束语

针对地信专业自身独有的特点及数据结构课程在教学过程中存在的问题，通过理论与实际相结合、数据结构与地信专业相结合、加强课程互动与考核等有效方式，在数据结构课程教学中有效对地信专业的教学内容进行了改革与探索。通过若干学期地信专业教学实践与学生问卷调查的有效反馈，对教学内容进行了相应的调整与优化，形成良好的正反馈模式。让地信专业学生学习到数据结构知识，一定程度打破课程之间存在的专业壁垒，让劣势转变为优势，让“课堂气场”更加活跃与流动，打造形成良好的反馈修正的教学生态与教学效果。

参考文献（References）：

[1] 严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）[M].北京：清华大学出版社，2018：6

[2] 肖媚燕.地理信息科学专业的数据结构课程教学[J].计算机教育，2015（3）：87-89

[3] 沈敬伟.地理信息科学专业数据结构课程教学内容改革实践[J].教学实战，2016（3）：78-81

[4] 孙陆鹏，刘婷.翻转课堂教学模式在“数据结构”课程教学中的实践与思考[J].中国信息技术教育，2019（17）：105-107

[5] 程鸿芳.多元融合教学模式在《数据结构》课程的运用[J].教育教学论坛，2019（23）：118-119

[6] 赵庆聪.基于翻转课堂的数据结构课程实验教学模式研究[J].大学教育，2016（2）：9-10

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