論計算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多媒體教學(xué)設(shè)計

張　咪

[摘要] 本文通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對多媒體的設(shè)計，提出其課堂教學(xué)必要性和可行性，以及其目的和意義，并且闡述了在課堂多媒體教學(xué)的使用情況。

[關(guān)鍵字] 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多媒體教學(xué)設(shè)計

一、前言

計算機(jī)多媒體環(huán)境教學(xué)可以使學(xué)生掌握如何把現(xiàn)實世界的客觀問題變換為在計算機(jī)內(nèi)的表示形式，學(xué)會組織數(shù)據(jù)、選擇算法，養(yǎng)成良好的程序設(shè)計風(fēng)格，提高邏輯和抽象思維的能力，為以后有關(guān)的計算機(jī)課程的學(xué)習(xí)和從事軟件開發(fā)奠定基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多媒體課堂教學(xué)必將對傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生很大的沖擊，在信息社會里如果不會用計算機(jī)去獲取需要的信息，應(yīng)該說這種學(xué)科教育是狹隘和殘缺的，從這個意義上講，將計算機(jī)引入課堂也正是當(dāng)今基礎(chǔ)教育的革命。

二、在傳統(tǒng)教學(xué)模式中教學(xué)上存在的問題

首先，學(xué)生的程序設(shè)計能力極其貧乏，在學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》之前，至少有80%。學(xué)生基本不具備編寫簡單程序和基本調(diào)試程序的能力，他們對程序設(shè)計僅僅有一點概念化的認(rèn)識和理解，因而，嚴(yán)格地講在這種情況下，是無法學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的，其次，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的學(xué)時很有限，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，不可能講課講透《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的諸多內(nèi)容，為了完成教學(xué)計劃，也只好重點介紹該門課程的一些概念，事實上，教學(xué)效果離教學(xué)大綱的要求相差甚遠(yuǎn)。

三、教學(xué)模式改革的必要性和可行性

大專院校應(yīng)該是培養(yǎng)社會實用型人才的搖籃，如果我們講授的每門課程，總是停留概念上，學(xué)生進(jìn)入社會之后，也只能泛泛而談的君子，顯然，這并不是我們的愿望和目的。作為教師，我們非常希望學(xué)生的內(nèi)容既扎實又全面，而往往因為學(xué)生的功底差、理解能力差和刻苦鉆研能力的不足等諸多方面的原因，而使得一次次教學(xué)活動變成了學(xué)生一次次過關(guān)的無奈，同時，我們的愿望也一次次成為泡影，辛苦耕耘了一番，卻無多大收成，這對于一個耕耘者講心理很不是滋味。為了克服教學(xué)中的困難，課堂的教學(xué)方法顯得尤其重要。在高科技日益普及的今天，在教學(xué)中，如果能使用現(xiàn)代化教學(xué)工具，逐步擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式中的黑板和粉筆，用多媒體課件與電子講稿結(jié)合，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教學(xué)內(nèi)容，必然能使得課堂教學(xué)生動形象，從而提高教學(xué)效率，實現(xiàn)我們的教學(xué)目的。目前，先進(jìn)的投影設(shè)備、文稿顯示CAI和眾多的Windows圖形開發(fā)工具，使得《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學(xué)模式發(fā)生質(zhì)的變化和飛躍是完全可行的。而在這一教學(xué)模式的改革中，最關(guān)鍵的是多媒體課件的制作。

四、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多媒體課件的功能要求

為了適應(yīng)課堂教學(xué)的要求，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》多媒體課件應(yīng)該具有：1）軟件界面的設(shè)計要求：較強(qiáng)的交互能力、動態(tài)的算法演示、形象的圖形設(shè)計、充分應(yīng)用聲音和色彩體現(xiàn)算法的細(xì)節(jié)、屏幕設(shè)計簡潔明快、屏幕元素布局合理、突出教學(xué)內(nèi)容的重點，等等；2）軟件中不僅包含主要的教學(xué)內(nèi)容，而且，還應(yīng)該提供一些特殊例題的算法演示，用以擴(kuò)大學(xué)生的編程思維能力，從而實現(xiàn)用形象的圖形界面為學(xué)生搭起通向掌握抽象思維方法的橋梁；3）《C語言程序設(shè)計》是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》（C語言版）的前序課程，學(xué)生對該門課程的掌握往往不是很好,這就給（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）的教學(xué)帶來了較大的困難，為了緩解這種困難，同時，讓學(xué)生快速了解和掌握《C語言程序設(shè)計》的關(guān)鍵內(nèi)容，該課件中，必須包含“C語言復(fù)習(xí)”界面設(shè)計；4）軟件中通過圖形演繹出來的所有算法思想必須準(zhǔn)確；5）操作簡單，易于理解，符合Windows的操作規(guī)則，便于學(xué)生使用。

1、模塊設(shè)計運(yùn)用

本模塊的功能是利用典型的C語言例程，展示C語言基本概念中的重點和難點，如：數(shù)組的分配、指針的變化、結(jié)構(gòu)體類型的定義和使用、動態(tài)存儲空間的分配申請malloc（）和釋放free（）、函數(shù)調(diào)用、參數(shù)傳遞、循環(huán)語句和case語句的執(zhí)行情況等，該軟件使用了虛擬現(xiàn)實的手法，將一段C程序和其所用的內(nèi)存空間均放在了屏幕上，當(dāng)該C程序執(zhí)行時，語句的執(zhí)行與相關(guān)內(nèi)存的狀態(tài)同步變化，并且，可以控制語句的執(zhí)行速度，以適應(yīng)課堂教學(xué)的需要。針對學(xué)生C程序設(shè)計能力的欠缺和對指針及結(jié)構(gòu)概念的恐懼，本模塊實現(xiàn)了把原本看不見摸不著的內(nèi)存單元，提到屏幕上的窗口展示出來，相當(dāng)于帶領(lǐng)學(xué)生直接深入到計算機(jī)內(nèi)存，并在“內(nèi)存”上用箭頭圖形描述指針變量的作用，讓學(xué)生能清楚地看到C程序運(yùn)行時，各種控制語句的執(zhí)行情況和相關(guān)內(nèi)存空間的變化情況，用直觀、形象、準(zhǔn)確的動態(tài)圖形演繹各種概念，在短時間內(nèi)達(dá)到對學(xué)生C程序設(shè)計的強(qiáng)化訓(xùn)練

2、線性表中數(shù)據(jù)的運(yùn)用

線性表大量使用了C語言的指針、結(jié)構(gòu)體、函數(shù)調(diào)用、參數(shù)傳遞、動態(tài)存儲空間的申請和釋放等內(nèi)容，而這些內(nèi)容恰恰是學(xué)生學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)，也正因如此，這一章的內(nèi)容學(xué)起來感覺尤其困難和難以理解。在C語言復(fù)習(xí)中，雖然重點介紹了這些內(nèi)容，但是，由于課時和機(jī)時非常有限，也只能是讓學(xué)生建立起了這方面的概念，事實上，學(xué)生并沒有牢固掌握和靈活運(yùn)用它們。

為了讓學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和掌握這些內(nèi)容，在線性表部分，仍然沿用C語言復(fù)習(xí)的圖形界面，如圖2所示，一方面，具體解釋順序表和鏈表的建立、插入、刪除等基本操作的情況；另一方面，利用一次次的程序動態(tài)運(yùn)行，展示如何用C語言的知識描述和解決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問題，實現(xiàn)在應(yīng)用C語言編程方面，對學(xué)生的強(qiáng)化引導(dǎo)。

稀疏矩陣的快速轉(zhuǎn)置算法演示界面如圖4所示，它包含四個區(qū)域：原稀疏矩陣的三元組表示、稀疏矩陣的邏輯形式、轉(zhuǎn)置后的三元組表示、快速轉(zhuǎn)置算法中使用的輔助緩沖區(qū)。該界面對學(xué)生理解算法的實質(zhì)很有幫助，同時，也大大地減輕了教師的講課負(fù)責(zé)。

作者信息：張咪（1984—）女，河南鄭州人，河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院助理講師，主要從事計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。