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摘要：針對(duì)目前地理信息科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)實(shí)際，分析該課程在教學(xué)過程中存在的問題，指出相關(guān)課程承接性不足以及與其他專業(yè)課程關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)是問題的根源。文章提出通過理論與實(shí)踐相結(jié)合、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程與地理信息科學(xué)專業(yè)課程相結(jié)合來進(jìn)行以地理信息科學(xué)專業(yè)特色為基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容改革。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；地理信息科學(xué)；專業(yè)課程；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)手段

0引言

程序由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法共同構(gòu)成，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涵蓋程序設(shè)計(jì)理論技術(shù)核心支撐內(nèi)容，是一門重要的專業(yè)核心課程。地理信息科學(xué)專業(yè)（以下簡(jiǎn)稱地信專業(yè)）作為一門新興交叉學(xué)科，內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)、遙感、地理學(xué)等領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容構(gòu)成了地信專業(yè)重要支撐技術(shù)工具。其中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)屬于地信專業(yè)核心基礎(chǔ)課程之一，旨在分析、研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特性，設(shè)計(jì)算法時(shí)選擇適當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等[1,4-6]。地信專業(yè)作為非計(jì)算機(jī)類專業(yè)，在專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)定中，選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為其專業(yè)核心課程，其重要性不言而喻。但是，目前地信專業(yè)開設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，存在諸如總學(xué)時(shí)相對(duì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)課時(shí)設(shè)置偏少。同時(shí)，作為前導(dǎo)課程的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，課時(shí)設(shè)置量存在同樣共性不足的問題。在有限的課時(shí)設(shè)置條件下，前導(dǎo)課程C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)重點(diǎn)講解算法、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、數(shù)組與函數(shù)部分，對(duì)于C語(yǔ)言的“靈魂”指針部分粗略講解或不涉及[2-3]。指針部分的有效理解與掌握，對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表內(nèi)容的講授具有重要意義。上述原因?qū)е铝说匦艑I(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程難學(xué)的困境。在地信專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)上，為了讓學(xué)生聽得懂、學(xué)得會(huì)，亟需給出教學(xué)實(shí)踐解決方案。本文尋求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與地信專業(yè)的內(nèi)在耦合關(guān)聯(lián)，制定符合地信專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)方案。同時(shí)，總結(jié)教學(xué)方法，提升教學(xué)手段。結(jié)合課堂反饋，及時(shí)反思并修正教學(xué)方法，凝練出行之有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)思路。

1地信專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)問題剖析

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，相對(duì)地信專業(yè)培養(yǎng)方案中開設(shè)的其他課程而言，概念比較抽象，但對(duì)于編程思想構(gòu)建非常重要。目前的地理信息產(chǎn)業(yè)處于戰(zhàn)略規(guī)劃與上升階段，下游數(shù)據(jù)產(chǎn)品的處理與深度開發(fā)應(yīng)用，潛在需求大批地信專業(yè)畢業(yè)生。工作崗位設(shè)置中，軟件開發(fā)類占比較大，地理信息類公司對(duì)熟練的編程開發(fā)人員有一定的需求。地信專業(yè)學(xué)生編程知識(shí)體系的培養(yǎng)十分重要，因此，教學(xué)中需要總結(jié)和歸納問題，找出問題根源。

1.1相關(guān)課程承接性不足

對(duì)于算法設(shè)計(jì)的初步理解，基本程序結(jié)構(gòu)編寫的掌握，數(shù)組與字符串知識(shí)的掌握，指針知識(shí)的理解與掌握，離散數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用等，這些都是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中十分重要的。對(duì)于C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，在前期課程中雖然設(shè)置，但存在課時(shí)量不足的問題，導(dǎo)致前期的知識(shí)體系掌握不全面，特別是指針相關(guān)知識(shí)，在理解單鏈表與雙向鏈表中，存在困難，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形成晦澀難懂的情形。

1.2與專業(yè)課程關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與地信專業(yè)其他專業(yè)課程關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，在學(xué)習(xí)過程中起不到立竿見影的效果，導(dǎo)致部分同學(xué)對(duì)課程重要性沒有充分認(rèn)識(shí)。地信專業(yè)的部分專業(yè)基礎(chǔ)課程與核心課程，諸如地理信息系統(tǒng)概論、地圖學(xué)、遙感導(dǎo)論等，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)耦合性偏弱。存在地信專業(yè)的學(xué)生，在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)地信專業(yè)課程體系融會(huì)貫通形成一定障礙。

2地信專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革探索

2.1理論與實(shí)踐相結(jié)合

本專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主講了線性表、棧與隊(duì)列、串、數(shù)組和廣義表、樹和圖的內(nèi)容。對(duì)于各部分內(nèi)容，理論講解注重循序漸進(jìn)，透徹理解算法實(shí)現(xiàn)。對(duì)于線性結(jié)構(gòu)諸如線性表、棧和隊(duì)列、串、數(shù)組和廣義表，在講解理論知識(shí)的過程中，選擇CodeBlocks集成開發(fā)環(huán)境，通過編程實(shí)操演練，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)操作算法。通過理論講解與編程實(shí)操，對(duì)不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各種數(shù)據(jù)操作算法實(shí)現(xiàn)，能夠理解算法的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路。安排獨(dú)立的上機(jī)課時(shí)，監(jiān)督地信專業(yè)學(xué)生獨(dú)立完成所講解的數(shù)據(jù)操作算法，對(duì)教科書中經(jīng)典的數(shù)據(jù)操作給出正確的運(yùn)行結(jié)果。理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，讓學(xué)生思考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)什么，怎樣學(xué)，學(xué)過以后能夠解決什么樣的問題。

2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與地信專業(yè)相結(jié)合

將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程與地信專業(yè)學(xué)習(xí)的空間數(shù)據(jù)分析課程進(jìn)行深度融合。空間數(shù)據(jù)分析作為地信專業(yè)核心選修課程，主講柵格數(shù)據(jù)的空間分析方法、矢量數(shù)據(jù)的空間分析方法、三維數(shù)據(jù)的空間分析方法、空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法等內(nèi)容。其中，矢量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析是對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)和城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)狀事物及他們的相互關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行地理分析和模型化。網(wǎng)絡(luò)分析的作用選擇最佳路徑與最佳布局中心位置。對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖部分內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)分析內(nèi)容緊密結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)分析最短路徑求解通過圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效求解，通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖的學(xué)習(xí)進(jìn)一步深化空間數(shù)據(jù)分析的理解。例如，網(wǎng)絡(luò)分析從某個(gè)源點(diǎn)到其余各頂點(diǎn)的最短路徑求解的Dijkstra算法，每一對(duì)頂點(diǎn)之間的最短路徑求解的Floyd算法。通過將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與空間數(shù)據(jù)分析地信專業(yè)的必修課程有效關(guān)聯(lián)講解，勢(shì)必一定程度破解課程壁壘，有助于地信專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解相關(guān)內(nèi)容。

2.3加強(qiáng)課程互動(dòng)與考核

依據(jù)地信專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，按需對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行相應(yīng)修改與提升。同時(shí)，加強(qiáng)課程師生互動(dòng)，互動(dòng)可以讓“課堂氣場(chǎng)”流動(dòng)，流動(dòng)的氣場(chǎng)能夠一定程度與學(xué)生形成共振，激勵(lì)學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)。考慮到地信學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)薄弱的特點(diǎn)，加強(qiáng)前導(dǎo)課程的復(fù)習(xí)回顧，做好本次講授課程的引入環(huán)節(jié)。相對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)院開設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，地信專業(yè)在教學(xué)方案設(shè)計(jì)、教學(xué)方法有所調(diào)整。用有限的學(xué)時(shí)把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)內(nèi)容與難點(diǎn)內(nèi)容講解清楚。在講解過程中，通過地信專業(yè)學(xué)生熟悉的柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程邏輯，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力。通過已知的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容進(jìn)行類比理解、消化吸收數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心知識(shí)體系，此過程貫穿數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過程。注重多種考核方式的結(jié)合，對(duì)每一部分知識(shí)講解后，需設(shè)計(jì)安排相應(yīng)的上機(jī)實(shí)踐任務(wù)，并要求及時(shí)提交上機(jī)實(shí)驗(yàn)書。在正常教學(xué)周第十一周時(shí)，安排地信專業(yè)學(xué)生進(jìn)行期中考試，通過期中考試反饋的情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，構(gòu)成有效的學(xué)習(xí)生態(tài)閉環(huán)。通過考核督促學(xué)生有效學(xué)習(xí)，通過一定的正向約束壓力激勵(lì)，激活“課堂氣場(chǎng)”，讓學(xué)生更加高效、主動(dòng)的學(xué)習(xí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)地信專業(yè)自身獨(dú)有的特點(diǎn)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在教學(xué)過程中存在的問題，通過理論與實(shí)際相結(jié)合、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與地信專業(yè)相結(jié)合、加強(qiáng)課程互動(dòng)與考核等有效方式，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中有效對(duì)地信專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革與探索。通過若干學(xué)期地信專業(yè)教學(xué)實(shí)踐與學(xué)生問卷調(diào)查的有效反饋，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整與優(yōu)化，形成良好的正反饋模式。讓地信專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)，一定程度打破課程之間存在的專業(yè)壁壘，讓劣勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢(shì)，讓“課堂氣場(chǎng)”更加活躍與流動(dòng)，打造形成良好的反饋修正的教學(xué)生態(tài)與教學(xué)效果。

作者：梁天全 湯慶新 于泉洲 張保華 單位：聊城大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院