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数据结构和算法设计实训课程教学研究 　　摘要摘要：阐述了《数据结构与算法设计实训》课程的重要性，对该课程的教学模式进行了研究和探讨，从课程整体安排、教学环节组织、实训报告规范化以及课程考核方式等方面提出了可行性较强的具体措施。 　　关键词关键词：数据结构；算法设计；实训教学；教学方法 　　DOIDOI：10.11907/rjdk.1511204 　　中图分类号：G434 　　文献标识码：A文章编号文章编号2016）001019302 　　0引言 　　《数据结构》是计算机学科的核心专业基础课程，涉及大量抽象数据类型及算法[1]，理论性很强，教师往往把教学重点放在学生对理论的理解及锻炼学生的抽象思维和创造能力上[2]。为了培养学生的实践能力，笔者所在系开设了数据结构课程的后续课程：《数据结构与算法设计实训》，旨在让学生通过更多的设计性及综合性上机实践来解决一些典型问题，通过专门的实训环节让学生更好地理解和掌握算法设计所需技术。本文将从课程的整体架构和安排、课堂教学环节组织、实训报告规范化以及课程考核方式等方面进行探讨。 　　1课程整体安排 　　《数据结构与算法设计实训》课程的教学目的是让学生熟悉常用的数据结构和算法，以便在软件开发中选择合适的现成工具；掌握有效组织数据和处理数据的方法和技能，以便设计高质量的程序；培养学生分析问题、解决问题的能力和实际操作技能。 　　该实训课要求学生在Visual Studio集成开发环境下进行编程实现及调试运行。鉴于在前期《数据结构》课程的上机实验中学生已经开展过常用数据结构的验证型实验，故本课程主要以设计型及综合型实验为主，另外考虑到软件工程系学生近几年参加“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛均取得可喜成绩的情况，选取部分往届蓝桥杯的算法设计题目来激发学生参与兴趣并提高其算法设计及实现能力，因此整个实训分为3个阶段进行。第一阶段是针对各主要数据结构及算法的单项设计型实训；第二阶段是选取部分“蓝桥杯”的算法设计题目进行训练；第三阶段是进行覆盖较多数据结构及算法知识点的综合设计型实训。各阶段实训内容如下： 　　（1）第一阶段：单项设计型实训[3]。具体安排如下：①类和类模板、多文件编程的实训基础训练：以约瑟夫环游戏程序为实训项目；②线性表训练：以一元多项式的加法运算、改进的约瑟夫环游戏程序为实训项目；③栈和队列训练：以八皇后问题、模拟后缀表达式的计算过程为实训项目；④树和二叉树训练：以查找节点并显示该节点的层次和路径、哈夫曼编码问题为实训项目；⑤图结构训练：以无向网络的最小生成树问题、交通咨询系统的设计与实现为实训项目；⑥排序算法训练：以堆排序的算法设计及实现、学生成绩处理系统为实训项目；⑦查找算法训练：以航班信息的查询与检索为实训项目。 　　（2）第二阶段：“蓝桥杯”兴趣型算法实训。①分治算法训练：以输油管道问题、循环赛日程表问题、邮局选址问题、集合划分问题为实训项目；②回溯算法训练：以桥本分数式问题、“马”的遍历问题、素数环问题、排列及排列树的回溯有哪些信誉好的足球投注网站问题为实训项目。 　　（3）第三阶段：综合设计型实训。综合设计型实训既能加强学生对各数据结构与算法知识点的综合应用和融会贯通，提高其解决实际问题的能力，同时还能够培养学生的工程意识、创新能力、团队精神等综合素养[4]。该阶段分小组进行，5～6人为一个小组，分组时可参考学生前两阶段的实训表现合理搭配，尽量让每组各个成员具有不同的能力优势。分组固定后，每组指定一名学生为小组长，负责整个综合设计项目任务的分工与安排。各小组在满足选题要求的情况下根据自身兴趣进行课后的调研选题。选题的要求主要包括各小组不重题、覆盖尽可能多的数据结构与算法的知识点，且工作量要达到一定要求等，具体每个题目是否通过要报经教师审核确认。此综合设计项目阶段安排在实训课的最后两周。为保证进度，分组和选题应放在最后两周综合设计实训开始之前进行。 　　2教学环节组织 　　第一阶段的单项实训期间，教师教学采用讲练结合和分层训练的方式。首先由教师对相关数据结构及算法的知识点进行串讲，主要是对上学期学习的《数据结构》课程的相关知识和算法进行简略回顾与复习；然后，教师以一个单项实训项目为示例进行讲解，学生立即跟练，选择的示例编码量要适中，以保证大多数学生能当堂在规定时间内完成，少数完不成的学生则于课后完成；最后教师布置单项实训的课后任务，按分层训练方式布置，即对每个题目安排必做和选做内容，必做内容是最重要的基础训练，要求每个学生课后必须完成并提交实训报告。选做内容针对学有余力的学生，鼓励其改进算法，扩展及完善其功能，对选做部分予以加分计入平时成绩。 　　第二阶段的兴趣单项实训期间，以课堂启发式实训为主，教师分别提出几个兴趣型题目的要求并对设