“数据结构”课程双语教学的研究与实践

“数据结构”课程双语教学的研究与实践

金远平　王　茜　徐冬梅

（东南大学计算机科学与工程系，江苏南京，210096）

【摘要】　结合东南大学教学改革项目——“数据结构课程双语教学的研究与实践”，论述了改革的建设目标、主要措施、基本认识和实践效果。指出“数据结构”课程双语教学，有利于培养国际化的专业人才。开展双语教学，应该选择优秀原版教科书，应将教学的重点放在专业上，不断改进教学方法，提高教学效率。网上学生评教信息表明，数据结构课程双语教学取得了满意的效果，培养了学生的创新能力、学习兴趣和科学态度。最后讨论存在的问题及进一步的工作。

【关键词】　数据结构　双语教学　改革措施

【中图分类号】　TP311；H31913　　　　　　　　【文献标识码】　A

【文章编号】　1008－0686（2005）04－0009－04

1．引言

为了适应高校开展双语教学的需要，我们承担了东南大学教学改革研究项目——数据结构课程双语教学的研究与实践，本文结合项目的实施，谈一些认识和体会。

数据结构是计算机科学与技术专业的核心课程，其主要内容的创新往往总是在英文原版教材中先得到反映，以该课程作为切入点开展双语教学可以有丰富且系统的素材，有利于学生学习国际先进的教学理念和科学技术的优秀成果，提高专业素质。

本项目的建设目标是在教学内容上与国际接轨，采用国际先进的原版教材，使学生能够系统掌握和运用数据结构的基本概念、方法和理论，解决实际问题，熟练阅读并正确理解原版英文教材以及相关英文文献，熟悉数据结构术语的中、英文表达方式，基本能够用英语表达数据结构知识和方法，同时激发学生的学习兴趣和钻研精神，培养学生的科学态度和创新能力。

2．主要的改革措施及实施情况

（1）制定课程大纲

在充分调研国内外数据结构课程教学要求的基础上，根据我校计算机科学与技术专业人才培养方案和本课程在整个专业课程体系中的作用、知识要点等，并考虑双语教学的特定要求，制定了数据结构课程双语教学课程大纲，强调学生对本质概念与方法的理解，注重培养学生的创新能力。

在教学内容上分为两部分实施：

第一部分为“数据结构基础”，授课64学时，实验32学时，必修，包括基本概念和方法、数组、栈和队列、链表、树、最大（小）堆、图、排序、静态散列、AVL树、B树等基本内容。

第二部分为“高级数据结构”，授课32学时，实验16学时，选修，包括事件模拟、异构表、中序线索二叉树的后续遍历、二叉查找树的结合与分裂、二叉查找树的性能分析、二叉树计数、图的双连分量、排序结果的顺序化、动态散列、最小最大堆、双堆、左偏树、二项式堆、斐波纳契堆、高级查找结构等内容。

在教学方式上要求以英文原版教材为教科书，其他教材只作为参考书，课堂电子教案、板书以及习题全部用英文描述。

（2）选定原版教材

我们经过广泛调查和精心比较，选择了由Computer Science Express出版的国际著名原版英文教材《Fundamentals of Data Structure in C^＋＋》作为教科书，从而保证了教学内容的高水平。该教材系统性强，内容丰富且深刻，重点突出。美国许多著名大学以及台湾大学的“数据结构”课程大都采用该教材。除了事件模拟、二叉查找树的性能分析和B＋树以外，该教材可满足教学大纲的要求。根据学生情况，其中的C^＋＋介绍部分可省略。限于学时，其中的稀疏矩阵乘法、2－3－4树、红黑树、数字查找树、差分文件可省略。教材不足的内容由教师的补充电子教案或指定参考书解决。

（3）制定教学方案

为了有效地实施双语教学，保证教学质量，教师对原版教材的全部内容进行了深入研究，领会和把握了关键要领，还参考了大量其他外文文献。同时，从学生角度分析本课程可能激发的学习兴趣与激情，以及可能带来的困难和挑战，从学生总是希望在学校学到更多的分析问题与解决问题的能力这一本质需求出发，制定了比较完善和行之有效的教学方案，用学生比较容易理解的方式开展教学，使课堂教学既深刻系统又生动活泼。

（4）加强实践运用多媒体

优化教学内容，突出重点、难点，鼓励创新思维。注意抓住本质，理论联系实际，注重产生问题分析和求解方法的过程，帮助学生系统掌握本课程知识和能力，增强自学的能力和效率。同时，还与非双语教学课程一样，要求所有涉及计算机编程的作业和实验通过上机测试，加强实践环节，提高学生动手能力。

综合利用现代信息技术，开展多媒体教学，建设反映国际先进水平、结构系统全面、概念深刻清楚、内容生动、在教学实践中有助于激励学生学习兴趣和创新意识、受到学生欢迎的纯英语电子教案，实际制作Powerpoint课堂演示文稿1　000页以上，大大提高了课堂教学效率。

至今，我们已分别对我校软件工程专业2000级学生（65人）和2001级学生（70人），计算机科学与技术专业2002级学生（180人）和2003级学生（145人）开展了数据结构基础课程双语教学。“高级数据结构”双语教学已对计算机科学与技术专业2003级学生开始授课，由于在前期必修课中建立了学习兴趣，绝大多数学生（近140人）选修了这部分内容。

3．数据结构课程双语教学的实践效果

（1）从本科专业基础课入手，开展双语教学

对于培养国际化的专业人才，是十分必要的，同时也是可行的。由于“数据结构”课程内容丰富，分析问题和解决问题的思路和方法新颖，创新点多，技巧性强，且在该课程体系和内容创新方面我国目前与发达国家尤其是美国相比有较大差距，大多数中文教材是根据英文教材翻译编写的，而当前已有大量优秀的英文原版教材。所以选用原版教材，开展双语教学，对于使学生直接接触创新思想的源头，使我们的教学和实践逐步与国际接轨具有重要意义。同时，计算机科学与技术发展迅速，国际化程度很高，大多数专业技术文献都是用英语表达的，英语在专业交流与提高中起着主导作用。另一方面，目前进入东南大学的学生经过中学甚至小学阶段以来的长期训练，基本具备良好的英语基础。因此，从本科抓起，以“数据结构”这门专业基础课为切入点，积极开展双语教学，提高学生的专业素质和英语应用能力，既十分必要又切实可行。

（2）精心选择优秀原版教材

国外课程往往不指定专门教材，而是给出一系列参考书目和文献，以培养学生综合分析与自学能力，但这需要长期形成的学习习惯和方法为基础。我们还处于双语教学的初级阶段，教师和学生面临的挑战很多，必须抓住重点和主线才能有效实现教学目标。教学方案的内容主要体现在教材中，选择优秀原版教材有利于学生学习先进知识，提高能力。

在表1中给出了网上评教中，关于“本课程选用教材比较合适，授课内容能反映学科新发展”这一调查项。

表1　关于“选用教材比较合适，授课内容能反映学科新发展”的学生百分比统计

可见，绝大多数学生对我们选用的原版教科书是认可的，当然，也有个别学生不能适应原版教材，但其所占比例极小。

（3）始终坚持质量第一

双语教学的重点是专业，不能以降低专业课程的教学质量为代价来换取形式上的双语教学。我们在实施数据结构课程双语教学的过程中，始终坚持质量第一，同时注意培养学生应用英语表达专业技术的能力。

表2是网上评教中关于“学习本课程很有收获，有助于培养创新能力”这一调查项。

这些数据表明，绝大多数学生从数据结构双语教学中得到了较大收获，培养了创新能力。

表2　关于“学习本课程很有收获，有助于培养创新能力”的学生百分比统计

（4）培养学生学习兴趣和主动学习精神

我们知道，如果学生对一门课程建立了浓厚的学习兴趣，那么他们就会具有主动学习的精神和学好这门课程的动力。课程内容及其对学科的意义是影响学生学习兴趣的重要因素之一。数据结构课程内容众多，难易差别很大。原版英文教科书的许多成果源于世界著名计算机科学大师的创新，逻辑思维充满科学和艺术之美，对问题的分析和求解新颖奇妙，并有很高的实用价值。我们在教学中时刻注意让学生感受这些成果，感受大师的科学风范，感受大师分析问题和解决问题的逻辑思维，感受科学技术的巨大力量，引导学生在理解的基础上积极创新，并感受自己的成就，使学生对课程学习产生浓厚的兴趣。另一方面，如何使学生在教师的指导下，经过自身的努力和同学之间的交流有效地将高水平内容转变成为自己掌握的知识和能力。

作为教师应该作出更多努力，深刻领会概念实质，深入浅出讲解教学内容，关注学生的学习基础和对课程学习的反馈，使学生尽快投入并感受学习的乐趣。例如，在软件学院2001级有一位从医学院转入的学生。该生一开始虽然为课程内容所吸引，但也担心因自己理工科基础不够而难以适应。我们根据其具体情况，认真指点，鼓励该生活跃思维，积极提问，切实理解概念和方法的实质。课程结束时，该生不仅取得优秀成绩，而且对在软件专业的学习和事业充满了信心，现该生已被中科院软件所录取为免试研究生。

（5）着力培养学生的科学态度和创新精神

在我们使用的原版教科书中，几乎所有的重要发现和成果都注明了原始创新的出处或注解，反映出对科学劳动的尊重和实事求是的科学态度，我们注意引导学生学习科学家在创造优秀成果过程中表现出的追求真理、艰苦努力、吸收创造的科学精神。我们通过大量的教学实例，表现人们在解决问题的过程中，不断进取、勇于创新的精神。例如，在字符串模式匹配的问题求解中，人们不满足已有的简单算法，不断研究，发现了模式中的失败函数规律，发明了著名的KMP算法，使问题求解的时间效率达到了最佳。在讲授这一算法的过程中，我们也不受传统表示的限制，设计了自己的图形表示法，使这一原本比较难以理解的规律和方法变得简单易懂，学生容易接受。我们还注意和学生讨论教材内容的不足和可以改进的地方。这些可以使学生受到潜移默化的影响，逐步培养科学态度和创新精神。通过教学实例，还使学生认识到，从事科学技术的学习或工作，必须脚踏实地，反对弄虚作假，建立良好的学风。

（6）不断改进教学方法，提高教学效率

按照东南大学的学生水平，给定一本教材，学生都是可以自学掌握主要内容的，问题在于学习效率。教师的作用在于用尽可能短的时间使学生达到或超过教学要求，使课堂教学的效率远远高于一般学生的自学效率。否则，课堂对学生就没有吸引力。因此，教师必须不断改进教学方法，提高教学效率，努力为学生提供高质量的教学服务，提高单位时间学生在课堂中所获得的知识和能力的增量。为此，我们参考了大量相关内容，深刻地理解了概念和方法的实质，并从学生角度探索出比较理想和易于接受的表达方式，精心制作了电子教案，积极采用多媒体教学手段，从而使学生的学习效率有明显的提高，上课与不上课的效果明显不同。

表3给出了网上评教中，关于“我对本课程的教学很满意”这一调查项。

表3　关于“我对本课程的教学很满意”的学生反馈

这些数据表明，绝大多数学生对本课程的双语教学满意。从学生反馈的信息和综合学习成绩看，本课程双语教学的研究与实践取得了较好的效果。

4．结束语

目前的双语教学形式主要是采用英文教材以及英文课件、习题和板书，除了技术术语以外，讲解仍然以中文为主，还需要根据学生情况进一步加强英文讲解的力度。学生之间还存在差异，个别学生生（3%以下）无论在学习态度还是学习方法上都不能适应双语教学的挑战，还需要加强个别辅导。由于学时限制，习题课时间还不够。还应该优化课程内容，抽一些时间加强难点习题分析。为了更好地与学生交流并兼顾效率，双语教学以中等规模班级（70人）上课效果比大班（140人或以上）好。

开展数据结构课程双语教学，教师起着主导作用，教师自身水平的提高十分重要，应该进一步加强教师的进修学习。此外，培养能够高水平开展数据结构双语教学的青年教师也是一项重要任务。

经过努力研究与实践，我们已较好地完成了项目的建设目标，今后将进一步提高双语教学质量，建设数据结构网络课程，开发立体教学资源，积极开展实践环节教学改革、考试改革和教学研讨，大力培养青年教师，建设高水平师资队伍，努力提高数据结构课程双语教学水平。

参考文献：

［1］　E．Horowitz，S．Sahni，D．Mehta，Fundamentals of Data Structures in C^＋＋［M］．Com－puter Science Press，1995

［2］　W．Ford，W．Topp．Data Structures with C^＋＋［M］．Prentice Hall，1996

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［5］　R．F．Gilberg，B．A．Forouzan．Data Structures—A Pseudocode Approach with C^＋＋［M］．Thomson Brooks Cole，2001

［6］　R．Kruse，C．L．Tondo，B．Leung．Data Structures ＆ Program Design in C［M］．Pren－tice－Hall，1997

［7］　东南大学学生评教信息：http://jwc.seu.edu.cn/xspj/pjcx/default.asp

（原载于《电气电子教学学报》，2005年第4期）