程序开发类课程群框架下“数据结构与算法分析”课程教学实践研究

　摘 要： “数据结构与算法分析”在程序开发类课程群中有至关重要的作用。本文以课程群为背景，从教学、实践等方面进行研究，提出课程群框架下的自主学习、合作学习相结合的课堂教学模式、项目驱动的分层实践教学模式及分段管控的多元化实践考核等改革措施，其研究对激发学生长久的学习动力和兴趣有积极的作用。 
　　关键词： “数据结构与算法分析” 课程群 分层实践 分段管控 
　　课程群是对教学计划中有相互影响、互动、有序、相互间可构成完整的教学内容体系的相关几门课程组成一个课程间相互连接、相互配合、相互照应的课程群体[1]。2014年提出建设程序开发类课程群，包括C语言程序设计、C++程序设计、数据结构与算法分析、JAVA程序设计、web程序设计、组件开发技术、软件设计模式七门课程。其中“数据结构与算法分析”课程在整个课程群具有承上启下、举足轻重的地位，决定程序开发类课程群的成效。 
　　一、“数据结构与算法分析”课程的现状 
　　1.课程理论性强，难度大。 
　　调研发现：非计算机专业近80%的学生都感觉课程难，即使计算机专业的有近50%的学生，感觉该课程难学，这种畏惧思想影响学习兴趣。 
　　2.先导课程掌握不扎实，课程推进困难。 
　　教学计划中C++程序设计、实践和该课程分别安排在第2和第3个学期。暑假将两门课割裂了，造成是否介绍先导课的困境。 
　　3.学生动手水平参差不齐，单一的实践安排难以满足不同的需求。 
　　目前，课程的实践安排对所有的学生相同，对于动手强的学生可能在寝室就完成题目，而对编程能力不强的学生可能根本不知该如何下手，久而久之学生就失去开发热情。 
　　4.课程管控不足，课程考核不能反映学生的真实水平。 
　　目前课程的评定以卷面成绩为主，实践证明有些学生根本不会写代码但他却能拿到很高的分数。 
　　二、教学改革措施 
　　1.课程群中相关课程开课时间的精细化安排。 
　　（1）开课时间安排。 
　　C++程序设计包括64上课课时和16实践课时，将C++课程实践调整到第3学期第1周上，而数据结构与算法分析课程从第2周以后开始上，这样就将两门课紧密地衔接起来。这种一门课程一分为二的方法促进了C++课程，同时也保证“数据结构与算法分析”课程的顺利进行。 
　　（2）教学内容及学时分配。 
　　为呼应课程群中的后续课程，该课程内容是贯穿程序设计、软件设计模式的思想和观点。该课程采用面向对象和抽象数据类型观点介绍数据结构，集中体现分解、抽象和信息隐蔽的基本原则，抽象数据类型是中枢，展示信息结构转换的三个重要阶段：数学模型、抽象数据类型、数据结构与算法。其理论教学环节的安排为：数据结构的基本概念（2），表、栈和队列（6），树（8），散列（4），优先队列（7），排序（12），不相交集（4），图论算法（7），算法设计技巧（4），摊还分析（4），高级数据结构（6）；课内实践的安排：栈和队列（2），表达式树（2），散列、优先队列（2），排序（2），不相交集（2），深度优先搜索应用（2），贪心、分治算法（2），AA树、treap数（2）。 
　　2.课堂教学模式改革 
　　（1）注重启发式教学，建立自主学习、合作学习相结合的教学模式。 
　　为强调思维训练，采用讲、做穿插的授课方式，教师采用示例案例授课时学生采用自主学习模式，是教-做-答疑的互动、有反馈方式。它强调教中实践、实践中思考、交流中提升；自主学习完后各小组通过“以强带弱、以老带新”的方式合作完成综合实践作业。