数据结构精品课程的组织与建设

数据结构精品课程的组织与建设
摘要：论述数据结构课程的性质，指出目前课程教学过程中存在的一些问题致使学生对学习本课程失去兴趣。

针对课程的特点和我们的教学经验，从教学内容的组织、师资队伍的建设、教学模式的改革、实践环节的加强等方面论述数据结构精品课程的组织与建设。

关键词：数据结构；精品课程；课程建设；课程教学
精品课程建设是教育部“高等学校教学质量与教学改革工程”的重要组成部分，是贯彻落实《教育部关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》精神，进一步更新教育观念，提高教学质量和人才培养质量的关键[1]。

精品课程建设是教育新理念的体现，是新时代教学手段的具体运用，是各种教学资源的开发与整合，是学生自主学习、探究学习的窗口，是实施素质教育的新途径[2]。

精品课程的建设有利于优质教育资源的传播和利用，也是我国教育事业的一次大的改革[3]。

如何正确理解精品课程内涵、探索实现精品课程的科学途径，对确保这一质量工程的顺利进行具有重要意义[1]。

数据结构是计算机专业的核心基础理论课，在整个专业知识体系中占据非常重要的地位[4]。

通过学习数据结构课程，不仅要为后续课程打好基础，而且要进一步提高学生的数据抽象能力和程序设计能力。

数据结构课程概念多、方法多、逻辑性强、实践性强，这些特点决定了教与学的难度大，其教学水平和效果又将直接影响后续课程的学习以及学生程序设计实践能力的提高[5]。

但是许多学生对于数据结构的概念、知识理解不够，思考分析能力还处于一个较低的水平，所以不少学生反应数据结构是比较难学的一门课[6]。

这些年来，我校各级领导对数据结构课程非常重视，加大力度进行组织建设，特别是在教学内容组织、师资队伍建设、教学模式改革、实践环节加强以及共享资源的开发等方面，具体论述如下。

1教学内容的组织
数据结构作为计算机专业的核心基础课，主要思想是问题求解的理论与方法、抽象和设计的理论与方法等[4]。

于是我们将课程内容分为概念表述、构建数据模型、算法设计与实现3个层面，突出数据组织方法与算法的实现技术，以适应不同层次的教学需求。

采用面向对象的思想方法介绍数据结构的相关理论与方法，贯穿程序设计的思想观点，引入抽象数据类型的概念及其基本性质，重点培养学生的数据抽象能力，突出构造性思维训练，强化程序抽象能力和数据抽象能力的培养。

在教学过程中，我们围绕抽象数据类型，采用面向对象的思想观点，从基本概念、基本结构、基本方法来讲解教学内容，并贯穿了计算机专业的一些问题求解方法。

使用熟悉的C语言作为算法描述语言，便于学生把注意力集中在算法的理解上。

通过给出用C语言实现抽象数据类型的方法，使数据结构的表示容
易理解。

采用定义、存储以及典型算法实现来展开教学内容，并引导学生提高实际的应用能力。

我们在组织教学内容的时候注意知识点的前后呼应，而不是以简单的流线形式呈现[7]。

通过实践证明，这样可以帮助学生在学习新知识的同时复习以前的知识。

例如有关排序知识，在程序设计课中已经学习了冒泡排序、选择排序，在数据结构课中又学习直接插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序等；这些排序算法可以应用于现实生活的很多地方，学生成绩的排序、大学食堂买饭菜的排队等；同学们在学习新的排序算法的同时可以复习以前的排序算法；还可以在自己熟悉的应用问题中实现各种排序算法，并对它们分析比较，收到很好的教学效果。

2师资队伍的建设
教学质量的优劣取决于课程负责人、主讲教师的教学水平和整体的能力[8]。

课程建设需要有一支结构合理、综合能力强的教学师资队伍；建设学术水平高、教学水平高的师资队伍是保证课程教学质量的关键。

因此精品课程的建设过程也是筛选和培养一流教学师资队伍的过程。

通过精品课程的建设，我们组建了一支由8名教师组成的结构合理、综合能力强的教学师资队伍，其中高级职称3人，中级职称4人，初级职称1人。

教学队伍中所有老师具有硕士或博士学位；年龄呈现梯队结构，其中30岁以下的2人，40岁以上的2人。

本课程的教学师资队伍中不但有主持过多项科研、教研项目的教授，也有教学经验丰富的主讲教师，并配有动手能力强的专职实验教师。

在课程建设过程中注重对青年教师的培养，通过“传、帮、带”的办法，使青年教师走上主讲教师的岗位，逐步挑起教学重担；鼓励中青年教师参加相关领域的师资培训学习、参加科研和教研活动等，逐步提高他们的综合能力。

3教学模式的改革
我们主要选择并推广精选案例(Selected Cases)、扼要讲解(Briefly Explain)、任务驱动(Task-Driven)的教学模式，简称SBT教学模式[9]。

第一步，任课教师在深入钻研数据结构教材的基础上，根据课程的教学目的精心选择教学案例。

所选案例既能反映教学内容要表达的思想，又能让学生容易理解。

因此要求教师明确数据结构课程的教学目的：学生通过本课程的学习掌握如何根据问题的需求合理地组织数据，在计算机中有效地存储数据和处理数据[10]；通过该课程的实践环节，对学生进行程序设计的训练，巩固加深对数据结构的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力[11]。

第二步，任课教师对教学内容进行概括，结合教学案例进行简单扼要地分析讲解，使学生理解有关概念、掌握有关操作。

在教学过程中注意启发学生思考问题、分析问题，引导学生解决问题，提高学生的实际动手能力。

第三步，任课教师给学生布置具体课外任务，通过学生独立完成具体的课外任务来实施教学。

其中课外任务的提出可以结合学生的特点和兴趣，使学生按自己的需求去学习，从而培养出独立思考、勇于创新的自学能力[12]。

例如在讲解哈夫曼编码的内容时，我们一般先讲一个简单易懂的实例。

学生很快就能理解哈夫曼树的构造过程以及具体的哈夫曼编码形成过程。

然后引导学生理解哈夫曼树的存储和哈夫曼编码的存储。

在学生掌握了这些存储结构之后，再结合实例讲解哈夫曼树的构造算法、哈夫曼编码的求解算法。

最后布置课后作业完成一个求解哈夫曼编码的实例程序，大多数学生能够按时完成任务，教学效果良好。

4加强实践环节
数据结构实验应能达到如下基本目标：培养学生应用数据结构基本知识来分析问题、解决问题的综合能力；帮助学生建立计算机问题求解的意识，主要是通过认识数据结构在问题求解中的地位来完成这种认识的建立；训练学生用系统的、规范的观点来进行计算机问题的分析、设计、编码等[13]。

首先，改善实验条件。

在各级领导的大力支持下，我们更新了计算机专业实验机房；实验所需软件都能在新学期开学之前完成安装调试；每个实验室配备一名维护人员，负责实验室的运行与维护；设备完好率99%以上，实验开出率100%。

除了规定的上机实验以外，提倡学生自己课余时间上机练习。

为此，学院设有两个开放实验室，配备专门的实验指导老师对学生免费开放。

机房内计算机专业学生身影不断，有的在复习教师的课堂教学内容，有的在阅读网上的参考资料，有的在下载教师布置的作业，有效促进了良好学风的形成。

其次，加强实验管理。

在开学之初，主讲教师与各班学习委员确认课内上机时间，并通知到每一个学生，实验指导书、教材、习题集同时发到每个学生。

每个学生必须完成教学大纲规定的8个实验项目，实验成绩占30%；所有实验实现1人1组；实验前安排1次答疑；学生上机前必须完成预习，写出完整的源程序，准备好上机步骤和调试数据。

在实验过程中遇到学生提问时，老师给学生一些提示信息，尽量让学生自己将程序调试通过；实验后要交实验报告；教师批改后评定成绩，不合格的学生必须重做。

第三，注重课程设计。

课程设计是对所学知识的巩固提高，是培养科研能力的重要环节。

引导学生搞好课程设计的关键是选好题目与做好课程设计的准备工作。

而课程设计题目的选择要和所学知识紧密联系，又与学生的创新能力培养密切相关。

通过课程设计积极引导学生参加课外科技活动、校级省级程序设计大赛、大学生创新项目的探索等，以提高学生程序设计能力。

5共享资源的开发
建设精品课程的目的是通过为学生提供优质的教学资源来提高教育质量。

我
们在课程建设中使用网络技术手段，建设了精品课程网站。

精品课程网站由以下几个部分主成：课程介绍、课程负责人、课程特
色、申报材料、教学大纲、课件与教案、教学录像、教学论坛等。

其中课件与教案就是教师上课使用的课件和教案，方便学生在不同时间、不同地点进行下载，然后根据自己的需要进行自主化的学习。

任课教师还把自己的实验程序、常见问题分析、习题解答等内容放到网上，供同学们学习参考。

6结语
随着计算机技术的不断发展，教学改革也在逐步深入，这必将对数据结构课程的教学提出更高的要求。

因此精品课程的建设是一项长期的工作，也是一项综合的系统工程。

在今后的课程建设过程中，我们要用先进的教育理念武装自己，不断扩充新的教学内容，完善教学网站，强化实践教学环节，为学生提供更多优质教学资源，培养出更多更好的符合社会需求的应用型人才。

参考文献：
[1] 侯治富,金祥雷,谷树严,等. 精品课程建设目标及实现途径的研究与实践[J]. 中国大学教学,2006(1):21-23.
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[13] 李治军,廖明宏,张岩. 数据结构与算法课程设计教学模式的探讨教学资源建设[J]. 计算机教育,2006(2):54-56.
Organization and Construction of High-quality Course of Data Structure
GU Shenming, WU Yuanhong, HUANG Haifeng
(School of Mathematics, Physics and Information Science, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China)
Abstract: The characteristics of the Data Structure course are discussed. There are some problems existed in the teaching process of Data Structure, and these problems make students lost study interest of the data structure course. According to the course feature and our teaching experiences, this paper mainly discusses the organization and construction the Data Structure course, as a high-quality course. Such as the organization of the course contents, the construction of teaching faculty, the reform of the teaching form and the emphasis of the course experiments, etc.
Key words: Data Structure; high-quality course; course construction; course teaching
(编辑：姚彦如)。