《數據結構》課程教學改革探討

婁小平　戴　軍

[摘要]“數據結構”是計算機科學與技術專業一門重要的專業基礎課程，針對該課程的特點，提出從先行基礎課程的銜接、教學內容的組織、教學手段的創新、以及實踐環節等方面進行改革的思路，以提高該門課的教學效果。

[關鍵詞]數據結構 教學內容 教學手段

中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0320122－01

一、引言

《數據結構》是計算機程序設計的重要理論技術基礎，是計算機學科的核心課程。但是由于“數據結構”課程概念多、綜合性強、技巧性強，學生往往感到內容并不難，課也都聽得懂，可是一做算法設計題就感到無從下乎，寫出的算法結構不清晰、效率低下，根據課程內容編寫上機題更是困難重重等。

二、《數據結構》課程的現狀

（一）《數據結構》課程的特點

（1）課程要求學生能較好地掌握《計算機導論》、《程序語言設計》以及《離散數學》這三門先行基礎課程；（2）課程中包括了大量的基本概念、算法的基本思想，而且內容抽象；（3）課程中的數據結構復雜、算法復雜，其實踐應用性也要求學生學會對問題的分析并用相應的數據。

（二）《數據結構》教學中存在的問題

1．有關數學知識不夠。必要的數學知識是學好數據結構的前提。有些學生認為數學與計算機關系不大，重視不夠，學好學不好無所謂，致使學習效果較差。

2．有關程序設計語言學得不透。程序設計語言本身內容較多，大多數學生不能完全理解，特別是C語言中的指針部分，在數據結構中用得較多，學生學不好的話，在設計數據結構中的算法以及上機調試時，必然會有困難。

3．對數據結構本身的概念理解不夠，由于數據結構涉及到大量的概念、模型及操作算法，理論性較強，且高度抽象，學生學習起來也較難掌握。

三、《數據結構》課程教學改革的思考

（一）注重與先行基礎課程的銜接

算法的描述和理解是《數據結構》課程的難點和重點，而數據結構算法的描述離不開C語言知識，《C語言程序設計》是學習數據結構的先行基礎課程。但是許多同學的C語言功底并不扎實。為此，在開始展開數據結構教學的同時要給學生布置《C語言程序設計》課程的復習任務，抓住兩門課程的銜接點實施教學。比如講解抽象數據類型，在數據結構中要定義數據類型首先要確定處理對象的邏輯結構，并根據邏輯結構的特點選擇存儲結構，最后對對象的各種基本操作進行算法描述。我們知道抽象數據類型的存儲結構和基本操作是通過“C語言”中的數據類型來描述的，而許多學生對這些算法的理解存在障礙。在講解這些算法時我們可以通過講解C語言中不同類型的運算方式如數組、結構體、指針等來加深學生對算法的理解。

（二）要精心設計教學內容

1．以知識點為基礎，進行階段性總結。在教學中，將數據結構分為3個講述階段：線性結構；樹型結構；網狀（圖形)結構。講授線性結構時要讓學生集中掌握一般線性表的特點、存儲結構和在每種存儲結構下的操作；透徹掌握棧、隊列、串、數組、廣義表，一般的線性表與集合的區別；特殊的線性表與一般線性表的區別。講授樹型結構時，聯系《離散數學》中樹的概念，采用由一般到特殊，再由特殊到一般的策略，首先介紹一般樹的概念，再到特殊的二叉樹的概念、存儲、操作，最后由特殊推出一般的樹、森林的存儲、操作。講授網狀結構時，首先對圖的存儲、操作等知識點進行介紹，有向圖和無向圖的異同點進行區別，再對這些知識點進行總結，應用無向圖和有向圖解決實際的最短路徑和關鍵路徑的問題。經過上述講述使學生掌握各個知識點。

2．以數據結構的兩種存儲結構為線，融會貫通各知識點。在講敘每個知識點的過程中，始終貫徹兩條主線，即數據結構存儲的兩種存儲結構：順序結構和鏈式結構。

在線性表中，不論一般的線性表還是棧、隊列，靈活應用這兩種結構去解決有關線性表、集合等問題。在以順序結構和鏈式結構為主線時，要融會貫通各個知識點，線性表的一般化形式廣義表的存儲，既可以采用課本介紹的線性表的鏈式存儲結構，也可以采用樹的存儲形式，這樣就將線性結構和樹型結構結合起來；圖的特例無向圖沒有回路并且連通可以看成樹，這樣樹的存儲可以利用圖的存儲來實現，引導學生進行發散思維，融合各知識點。

3．重視習題布置、批好作業、上好習題課。要學好“數據結構”，捷徑只有一個，多練習、勤思考。首先，布置大量的習題，反復練習，少數較難的習題適當加以提示。其次，認真批改作業，找出學生的問題點，閃光點。最后，講評作業，對共同出現的問題集中講解，對學生寫的優秀算法加以表揚和鼓勵。再給出已做作業的參考答案供學生參考。

（三）創新教學手段

在傳統的“黑板+粉筆”的教學中，學生在學習《數據結構》的時候完全只能靠自己的空間想象能力，不能給學生以直觀的影像，如果結合多媒體教學，就顯得更加直觀更加有效。例如在講解鏈表的插入或刪除操作的算法的時候，我們可以編寫教學軟件模擬講解的算法的動態運行，達到動態演示且直觀的效果。以圖形的方式，學生可以看到算法執行每一條語句后鏈表的狀態、結點中指針的變化、在整個演示過程中學生可以看到如何在鏈表中插入或刪除一個結點，學生就會覺得很直觀，容易理解。

（四）注重實踐環節

要抓好實踐環節，應引導學生做好以下幾點：

1．上機前先預習，熟知本次實驗目的、實驗內容，畫出程序流程圖。

2．學會將類C語言描述的代碼，轉換成上機可執行的C語言源程序或VC++，BC++中可執行代碼。這就要求學生自己學會補充C語言細節，將抽象的代碼轉為具體的可以上機執行的C語言源程序。這將鍛煉學生綜合運用所學知識的能力。

3．對上機時共性的問題，教師要采取集體輔導方式；對個別學生的特殊問題給予個別指導。切忌給他們具體答案，使得培養學生抽象思維能力和動手能力的實踐過程變成簡單的上機重復，影響教學效果。

四、結語

數據結構是計算機專業的骨干、核心課程，也是大多數學校研究生入學考試的必考課程，因此，對于該課程的教學，不僅要從理論上進行探討，還要從教學內容結構、教學方法等方面進行研究。作者根據自己的體會，提出了從先行基礎課程、教學內容、教學手段、實踐環節等四個方面進行改革的探討。

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作者簡介：

婁小平，女，湖南湘潭人，湖南文理學院計算機學院教師，主要從事嵌入式系統的研究。