基于acm—icpc训练模式数据结构实践教学探索

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1、基于ACM—ICPC训练模式数据结构实践教学探索　　摘要：针对目前数据结构课程实践教学上的不足，提出基于ACM-ICPC训练模式的数据结构课程系统化的实践教学方案。关键词：ACM-ICPC；数据结构；实践教学数据结构是计算机专业的一门重要的专业基础课。该课程要求学生掌握程序设计所用到的各种数据结构的逻辑结构、存储结构及算法。数据结构是编译程序、操作系统、数据库系统以及其他系统软件和应用软件的基础。鉴于该课程在计算机专业课程中的重要地位，很多高校对该课程的教学模式和方法展开了深入的研究。文献[1]结合教学实践，提出在教学内容、教学方法、教学手段、教材建设等方面进行全方位改革的思路；文

2、献[2]对研究性教学理论与方法进行研究，提出数据结构教学中的协同教学和多元教学等方法；文献[3]分析了目前在课程教学中存在的不足之处，为加强数据结构实践教学，给出实践教学的9个案例；文献[4]研究了数据结构课程实践教学的特征，并给出一些实践教学改革的具体实施方法；文献[5]提出一种实践性教学模式，并给出课堂理论教学、实验设计及实施、课程课外实践活动、形成性考核等教学实践中的4个环节的实施方法。7数据结构是一门实践性很强的课程，它不但要求学生掌握各种常用数据结构的定义、特点以及基于这些数据结构的基本算法，更重要的是要求学生不断提高自身算法设计的能力。学生只有经过系统化的训练，才能真正

3、地理解和掌握课程的内容，才能在实际问题求解中灵活地选择合适的数据结构，找到更好的求解方法。目前，国内外针对该课程的教学方法和教学模式的研究，虽然认识到实践教学的重要性，但并未给出系统化的训练方案。笔者在总结多年教学经验的基础上，提出了系统化实践教学的方案，并基于ACM-ICPC训练模式，对该方案进行了实施，收到了很好的效果。1ACM-ICPC模式1.1ACM-ICPC模式的优势ACM国际大学生程序设计竞赛（简称ACM-ICPC）是由国际计算机界历史最悠久、最具权威性的计算机组织ACM学会（AssociationforComputerMachinery）主办，是世界上公认的规模最大、

4、水平最高、最为公平的国际大学生程序设计竞赛，其目的在于让大学生运用计算机来充分展示自己在压力情况下，分析问题、解决问题的能力。该项竞赛从1970年开始举办，荟萃了世界各大洲的精英，受到国际知名公司的关注。7将ACM-ICPC训练模式引入数据结构的教学中，可以鼓励学生多动手、多动脑、多实践，相对于传统的实践教学具有以下几方面的优势：1）实践教学在网络上进行，不受时间和空间的限制。教师可以通过在线评测系统布置实训内容，学生可以根据自己的情况选择合适的时间完成训练题目。学生完成编程后提交程序代码就可以立刻得到评测结果，激发了学生的学习热情。教师也可以分析学生提交的程序，以便在课堂上补充讲

5、解。2）有利于创造学生之间良好的学术交流氛围。ACM-ICPC训练模式让学生在课余时间自主进行算法和程序的交流，通过网上发帖的方式，实现学生与教师、学生与学生之间的交流和互动，有助于创造良好的学习交流氛围。3）减轻教师的指导负担。为让学生更好地掌握数据结构课程的内容，教师会在课程的教学中，布置大量算法设计方面的作业。传统的手工批改作业的任务非常繁重，学生的作业量以及作业反馈时间都会受到限制，在一定程度上打击了学生的积极性。而ACM-ICPC训练模式的在线评测系统可以对学生的作业进行评测，从而减轻教师的指导负担。1.2在线评测技术7我们将ACM-ICPC在线评测技术引入数据结构的教学

6、中，开发了数据结构实训系统。该系统可对学生提交的程序源代码进行编译和执行，并通过预先设计的测试数据检验程序的正确性。这大大减轻了教师的工作负担，缩短了作业的反馈时间，激发了学生实践训练的激情。在线评测系统流程如图1所示。学生提交程序源码后，系统首先将源码保存到数据库，插入待评测队列。如果系统评测内核run.exe正常运行，则将源码传递到评测内核进行编译。如果源码编译错误直接输出结果提示用户程序编译错误。源码在编译通过之后，若运行超时则直接输出超时错误，否则评测程序将该程序运行的结果与预置的结果文件内容进行比较，如果完全一致，系统将输出程序正确，反之输出程序错误。无论哪一种情况，系统

7、都会将评测结果保存到数据库。2ACM-ICPC训练模式的数据结构实践教学方案的设计数据结构实践教学以培养学生算法设计能力为目的，要求学生学会选择合理的数据结构，设计出相应问题的求解算法，学会如何把理论知识用于解决实际问题，提高自身分析问题、解决问题的能力，从而具备计算机软件工作所需要的基本能力。但传统的数据结构实验大体上只有3-5个实验，学生仅受到部分知识的训练，在课后也很少有渠道获得练习的机会。7针对以上问题，我们设计了系统化的数据结构实践教学方案和数据结构实训系统