“數據結構”課程教學探討

摘要：本文結合教學實踐談一下對“數據結構”課程教學過程中的教學方法、教學手段方面進行的有益探索。

關鍵詞：數據結構；教學方法；教學手段；多媒體教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913(2007)14-0024-03

“數據結構”是計算機及相關專業中一門重要的專業技術基礎課，用計算機解決任何實際問題都離不開數據表示和數據處理，而數據表示和數據處理的核心問題之一是數據結構及其實現。數據結構課程要求達到知識學習和技能培養兩個目標，是理論和實踐要求都非常高的課程。其研究思想和研究方法在計算機科學中許多有深度的研究領域得到廣泛的應用，為學生今后從事理論研究、應用開發、技術管理工作提供了堅實的理論基礎。

“數據結構”課程的特點是邏輯性強、概念多且抽象、實踐性強，學生不容易掌握。學生在剛開始學習這門課程時，不知道怎么學，課程學完后也不知道學了些什么，對學過的知識也不知道如何應用。針對這些現象，如何使學生更好地掌握最常用的數據結構，理解數據結構內在的邏輯關系，數據與關系在計算機中存儲表示以及在這些數據結構上的運算和實際的執行算法，培養學生解決實際問題的程序設計能力以適應學科迅速發展和知識更新的需要，是本門課程的目的和宗旨。如何教好數據結構課程是一個值得探討的問題。

筆者對近年來教學經驗的總結，針對我校學生的狀況，在教學資源條件滿足的情況下，對教學方法和教學手段做了相應探索。

1教學方法改革

在“數據結構”課程的教學過程中，積極探索新的教學方法，以便能夠調動和發揮學生的主觀能動性。具體有形式有：

1.1以學生為主體，改變教師在教學環節中的作用

樹立以學生為中心的新的教育觀，從“以傳授知識為主”轉變為以培養學生具有獨立獲取知識、發現創新知識的能力為主，把學生創新能力的培養放在重要的地位。利用指導法教學、啟發式教學來體現 “以教為主導，以學為主體”的教學原則。

1.2有針對性地選擇學習內容，不再滿堂灌，整本講

在理論部分，根據“數據結構”教學大綱的要求，對教學內容去粗取精，提煉出該課程每章、每節的框架體系，從數據結構的邏輯結構存儲結構和數據的運算三個方面去組織教學內容，重點突出、簡潔明了，而不求面面俱到。在了解學生實際情況的基礎上進行分析研究，預見學生會對那些內容感到困難，要求學生提前預習，并把需要的知識提前做交待，使學生有充分的準備。在實踐部分，考慮到學生編程能力上的薄弱，選擇實驗題目不太難，但知識點明確，同理論部分很好的結合的內容。注重提高實驗課的質量，通過預先講解程序流程，要求學生編寫程序草稿，講解程序實例的方式，讓學生準備充分。對基礎較好，學習能力較強的學生，布置一些技巧性較強的題目，鍛煉學生的邏輯推理能力。同時對本門課程的前序課程—計算機程序設計語言(目前是C語言)的教學安排也做了改進，為本門課程的實踐環節做好鋪墊。

1.3共性化與個性化相結合教學

從教學形式上有以教師為主體的課堂教學、習題課等共性化教學環節，也設置了答疑﹑質疑等教學環節，還通過網絡將課程電子講義、電子教案、上機實驗、課程設計、算法的動畫演示，以及相關中、英文參考資料等資源上網，為學生提供了自主學習的條件或自主實驗時間，引導和鼓勵學生通過實踐和自學獲取知識。共性化與個性化相結合，既可以起到教師主導作用，也可以滿足學生個性學習的需求。

1.4注重范例教學

課堂講授應符合學生的認知規律，從感性到理性，從理性到實踐，從直觀到抽象，再從抽象到具體實踐，范例教學在數據結構的算法思想講解中能發揮其無法比擬的優勢。對數據結構中的主要算法和一些抽象的概念，可以盡量先從直觀意義或具體實例解釋著手，讓學生更容易理解。因此在教學過程中宜多畫圖，多舉例，多解釋。這種從特殊到一般，從具體到抽象的方法在數據結構中的很多內容都可以這樣處理。例如：講解隊列的概念時，可通過日常生活中的購物排隊的過程來反映隊列中插入、刪除的原則，再結合計算機中的操作隊列、打印隊列的應用來說明。對二叉樹的遍歷的算法過程可通過一個特定的二叉樹的例子說明其遍歷思想，再推廣到一般的二叉樹的情況等等。

1.5理論與實驗相結合

數據結構課程主要介紹數據的邏輯結構、物理結構以及算法。算法的思想需要通過一種程序設計語言加以描述并在計算機上實現。我們在重視理論教學的同時，也很注重實驗課，注重學生靈活應用知識能力的培養。理論與實驗相結合，可以使學生更好地理解“數據結構”的思想與概念。

2科學授課，充分調動學生的積極性和創造性

課堂教學是整個教學活動的一個重要環節，課堂組織是否科學合理會直接影響學生學習的質量和效果。任課老師非常注重課堂教學方法，總結出了一些有效的措施。

2.1明確學習目的，激發學習興趣，采用啟發式教學

興趣是促進學習的巨大動力，教師有義務激發學生的學習興趣，尤其是理論性較強的課程。所以，在課程之初就必須清楚地告訴學生學習該課程的目的，講清不同學習對象的學習目的(這個目的因人而異)。傳統的教師講、學生聽的填鴨式的教學已經不能適應現代教學。為了在課堂上激發學生的學習熱情，發揮學生的學習積極性，同時更好地把理論知識與實際應用結合起來，在講每一種基本的數據結構之前，準備一些實際應用的例子，讓學生一邊逐步學習理論知識，一邊思考如何應用。比如在學習線性表之前，舉幾個常用的線性表的應用實例，讓學生在學習的過程中考慮一個簡單的集合運算的實現。讓學生帶著問題去學習，使學生的學習熱情提高了。

2.2根據教學內容，合理安排教學進度，注重節奏教學

數據結構課程內容的概念多而抽象，而從抽象到設計又是理論到工程的轉換，本科學生缺乏系統和工程的概念，因此是一個難點。我們在課程進度方面采用“先慢后快”的節奏。“先慢”是為了讓學生有充足的時間消化新概念，也讓學生適應教師的授課風格。“后快”是當學生基本掌握了該課程的主要概念以后，可以適當加快教學進度，以便按時完成教學計劃。

2.3精心準備，激情授課，強調交互式教學

教學方法需要強調講課的高度激情，以教師高昂的情緒感染學生。為避免滿堂灌，我們要求教師課前根據內容需要設計準備幾個適當的問題，在課堂教學適當的時候提出，留給學生適當的思考時間。同時鼓勵學生提問，根據學生反饋信息和問題，與學生探討問題的解決，而非給出答案。這種交互式方式，學生非常樂于接受。

2.4深入淺出，理論聯系實際，突出原理的應用

如何將高深的理論用淺顯的語言表述是教學方法的技巧。數據結構中的“圖的存儲結構”、“求最短距離”等內容是理解的難點，我們教師以五棟大樓之間網線的布局為例進行講解，從應用角度和生活常識形象生動地解釋了理論，開拓了學生的思維。

2.5以人為本，誠心與學生交朋友，推崇親情教學

數據結構課程的講授大多面向大學二年級學生，此時，很多學生正處于人生規劃決策的關鍵時期，作為老師與長者，幫助他們健康成長是義不容辭的職責。以講授課程知識為基礎，輔以講授人生發展與規劃，幫助他們解除成長過程中的煩惱，把他們當作朋友，對于推動教學工作是非常有益的，這種“親情式”教學手段往往能收到良好的教學效果。

3教學手段改革

在教學過程，本課程采用多媒體手段并結合網上教學資源輔助課堂教學，有力地促進了教學手段的改進、教學質量的提高和教學方法的變革。

3.1采用多媒體教學

多媒體教學有很多優點：它集講課、習題課、演示算法為一體，具有生動、形象、直觀的特點，所顯示的版面規范、文字精練、形式多樣，多重感官刺激，極大地調動學生聽課的積極性，有助于學生很好地理解和掌握所學內容。

“數據結構”課程的內容抽象難懂，教學時輔以多媒體教案和算法演示系統，可以提高教學效果。多媒體教學在講具體的算法實現方面顯得特別優越，可以先給學生講解算法，然后給出數據來執行算法，學生一邊對照著語句一邊執行觀察數據的變化，或用動畫演示執行過程。尤其對于遞歸算法，傳統的黑板講解遞歸算法很不方便，而且算法的執行過程不易理解。采用動畫演示遞歸算法，生動、形象，學生很容易看出何時發生遞歸調用，何時返回到上一層調用處。

3.2建設“數據結構”網絡課程，實現網絡教學

在建設“數據結構”網絡課程的過程中，教學網站是一項充分發揮現代信息技術，拓寬教學資源使用和學生受益范圍的舉措。也是讓學生能更大程度地獲得需要的信息和知識，了解整個課程教學過程，并參與到我們的教學中來，形成師生共建、共促質量的模式。

我們建立了“數據結構”網絡課程，內容包括：課程教學大綱、電子教案、算法演示、電子教材、案例分析、實驗指導、參考文獻目錄、教學論壇等。既對上課專業的學生提供了共享與交流環境，也為其他專業和遠程教學提供了網絡教學資源。網絡教學是當今計算機教育的發展潮流，它可以和傳統教學方式相配合，增加學生的學習渠道，充分利用學生的課余時間。網絡教學可以通過網絡課程、在線視頻、論壇、留言板和電子郵件等形式實現教學互動，作為課堂教學的補充。對于提高教學質量和教學水平、推動教育改革都具有非常重要的意義。

4結束語

教學實踐表明，數據結構課程只有在理論教學上不斷創新，在教學方法和手段上不斷更新，教學內容與時俱進，才能使教學效果明顯，使學生成才，滿足社會發展對科技人才高素質的需求。這就要求在教學過程中不僅僅要有先進的教學內容，更要有先進的教學方法、先進的教學理念與先進的教學手段。當然“沒有一種教和學的方法是唯一正確的”，如何教好學生，永遠都是教師們永恒的話題。

參考文獻：

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作者簡介

楊先鳳(1974- )女，四川人，西南石油大學計算機科學學院，副教授。

通信地址：成都西南石油大學計算機科學學院楊先鳳 郵編610500

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