数据结构与算法课程实践教学模式探索与改革.docVIP

《数据结构与算法》课程实践教学模式的探索与改革 王竹云 浙江财经学院, 浙江 杭州 310018 E-mail：wangzhuyun@ 摘 要：数据结构与算法课程是大学计算机专业教学的核心课程，也是其他理工类专业的主要选修课程之一。本文叙述了数据结构与算法的内容特点及课程教学要求，分析了数据结构与算法课程在教学中存在的一些问题，影响了该门课程的教学效果。从而从教学实践出发，并针对这些问题提出了相应的改革措施。 关键词：数据结构与算法；内容特点；教学改革；教学方法；实践教学 1 引言 数据结构与算法课程的教学目标是系统地介绍数据的逻辑结构，如线形表、栈、队列、树、图等逻辑结构的算法实现，并介绍与各类数据结构与算法相关的非数值算法。数据结构与算法不仅是计算机专业的核心课程，也是其他理工类专业的主要选修课程之一，和软件设计、数据库开发、计算机网络等方面的研究有着更加密切的关系。通过这门课程的学习，不仅能使学生在软件开发的过程中合理地选择数据的存储结构，有效地设计算法，还有助于学生学习数据库原理、计算机网络、算法设计与分析等后续课程；数据结构与算法也广泛应用于应用开发中，很多IT企业在招聘开发人员时，都要考核应聘者的数据结构与算法知识。是计算机专业研究生入学考试的必考课程，在全国计算机软件资格与水平考试中，数据结构与算法相关的试题占了很大比例。因此，必须提高数据结构与算法课程的教学质量，才能培养高素质的计算机人才。 2 《数据结构与算法》的内容特点及课程教学要求 2.1数据结构与算法课程的主要内容和特点 本课程先修课是语言程序设计，理论性和操作性较强，具有相当的难度和抽象性。数据结构与算法课程的内容主要包括如下三个方面的内容（1）基本数据结构：线性表、栈、队列、串、数组和广义表，掌握它们的特点、表示和实现，对静态结构要求非常熟练的编程上机实现，对动态结构要求逐步熟悉链表的表示，通过模仿实验教程中的例子，掌握编程技巧。强调了C语言的书写规范，特别注意参数的区别，输入输出的方式和错误处理方式，以及抽象数据类型的表示和实现。能熟练完成以下的应用：多项式的计算、语法检查、回朔算法、递归算法、表达式求值、离散事件模拟、文字的编辑和稀疏矩阵进行矩阵运算采用的处理方法。（2）复杂数据结构：树、二叉树、图和动态存储管理。掌握它们的定义和特点、表示和实现，特别注意与基本数据结构的区别，掌握各种遍历的递归和非递归算法，能熟练完成以下的应用：最优树、拓扑排序、Huffman编码、关键路径和最短路径问题。掌握使用可利用空间表进行动态存储管理的分配策略。（3）数据结构的应用：查找和内部排序。熟练掌握静态查找表的查找方法和实现，掌握动态查找表和哈希表的构造和查找方法。掌握各种内部排序方法的基本思想、算法特点、排序过程以及它们的时间复杂度分析。本课程着重于培养学生的算法设计与分析的基本理论知识和技能，掌握基本数据结构与算法的特点，了解数据结构与算法的关系及优劣。培养学生设计及选择有效的算法、设计合适的数据结构与算法的能力。着重于培养学生的算法设计与分析的基本理论知识和技能，掌握基本数据结构与算法的特点，了解数据结构与算法的关系及优劣。培养学生分析问题，解决问题的能力，应用知识的能力。 3.2 学生程序设计能力不足 学生在学习《数据结构与算法》课程时，由于其前导课程掌握不好或没能熟练掌握(高级程序设计语言或面向对象程序设计)，导致学习《数据结构与算法》课程时感觉很困难。数据结构与算法中的算法多数由类C、类C++实现，在学数据结构与算法之前，已经系统地学习过C，C++的相关知识，但由于学生们开始接触程序设计语言，对计算机语言的许多约定理解得不是很透彻，用计算机解决问题不可能得心应手，程序设计水平有待进一步提高；对类C、类C++语言描述的高度抽象的算法理解困难，算法思路有，但编制程序又无从下手，不能熟练地用程序设计语言描述出来。 3.3 传统教学模式限制课堂教学效果 在《数据结构与算法》课程的教学过程中，长期以来，我们遵循以教师为主体，学生被动学习的传统教学模式。教学过程严格按照教学日历、教学大纲和教学进度来组织进行。在整个的教学过程中学生被动地接受知识，教师很少考虑学生的需要、情感、态度和价值观。对于数据结构与算法这样一门概念、算法繁多，需要较强逻辑思维能力的课程仍采取传统教学模式，就很难取得良好的教学效果和达到预期的教学目的。在教学活动中，学生容易对课程学习的意义产生怀疑，失去学习方向，学习的兴趣和主动性逐渐减退，最后变成机械式地听课、作笔记、上机实践。 3.4 理论教学与实际应用脱节 《数据结构与算法》课程内容抽象、琐碎、庞杂，涉及很多概念和技术。所有这些内容均自成体系，相互之间的衔接线索很少，总体感觉内容零散，没有个整体的知识框架体系。这些内容在实际应用中又都很