案例教學(xué)法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的應(yīng)用

段群 田俊華 吳小娥

[摘要] 本文根據(jù)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn)，在該課程教學(xué)中引入案例教學(xué)法。詳細(xì)介紹了如何設(shè)計(jì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的案例，案例教學(xué)的實(shí)施過程，以及在典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中的應(yīng)用過程。經(jīng)教學(xué)實(shí)踐證明，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中采用案例教學(xué)法，學(xué)生能更好地理解抽象的知識，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 案例教學(xué)法 線性表 樹 圖

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課 [1]。該課程的原理和算法比較抽象，難以根據(jù)實(shí)際問題自行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其算法，因此，很多學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度大，對該門課程學(xué)習(xí)興趣不濃，學(xué)習(xí)效果差。針對上述問題，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)過程中采用案例教學(xué)法。案例教學(xué)法是一種開放式、互動式的教學(xué)方式，需要教師根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容事先精心策劃和準(zhǔn)備案例，指導(dǎo)學(xué)生提前閱讀，并組織學(xué)生開展討論案例，形成反復(fù)的互動與交流。將知識融入案例之中，重視實(shí)踐，可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從而達(dá)到提高該課程的教學(xué)效果[2]。

案例的設(shè)計(jì)

在案例教學(xué)方法中，案例是教學(xué)的核心，教師應(yīng)該在備課時精心選擇案例。在選擇案例時需要注意以下幾個方面[3]：（1）要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇案例，選用難易適當(dāng)?shù)陌咐ㄟ^案例教學(xué)，學(xué)生能夠較容易地理解和掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本理論和方法；（2）案例應(yīng)具有內(nèi)容的完整性、真實(shí)性和典型性特點(diǎn)，與實(shí)際生活相聯(lián)系；（3）案例的選擇應(yīng)考慮到學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，選擇與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容，盡量貼近學(xué)生的興趣點(diǎn)。

本文作者使用耿國華的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——C語言描述》[1]教材，根據(jù)書中章節(jié)安排設(shè)計(jì)案例如表 1。

表1 案例設(shè)計(jì)表

案例教學(xué)法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

1.案例教學(xué)法的實(shí)施過程。（1）分析案例。在開始講解某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，教師應(yīng)首先給出案例問題及要求，然后引導(dǎo)學(xué)生首先分析出問題中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后確定存儲結(jié)構(gòu)，并說明該類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征以及操作特點(diǎn)。（2） 討論案例。在案例教學(xué)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，對案例中的問題進(jìn)行分組討論。教師要結(jié)合本節(jié)知識，提出問題啟發(fā)學(xué)生思考，并且要注意鼓勵學(xué)生積極參與討論，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和積極探索的精神。（3）評價總結(jié)。教師一定要對學(xué)生分組討論的結(jié)果予以評價、總結(jié)。在評價時，應(yīng)注意以正面鼓勵為主，以此增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后教師將案例的解決方案展示給學(xué)生，并進(jìn)一步讓學(xué)生課后思考：“自己的解決方法與案例中的解決方法，各有何長處與不足？”

2.在“圖”結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。案例描述：實(shí)現(xiàn)高速公路查詢系統(tǒng)基本功能，任意城市之間都有可能通有高速公路，高速公路是雙向的。具體要求有：（1）設(shè)計(jì)某國各個城市，城市個數(shù)不超過200個；（2）為用戶提供城市信息的查詢；（3）為用戶提供任意城市之間高速公路的查詢：兩個城市之間是否通有高速公路？如果有，有哪些通路？哪條公路是最節(jié)省時間的？（4）如果要走訪多個城市，如何設(shè)計(jì)路線最節(jié)省時間？

案例分析：（1）首先抽象出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。根據(jù)問題的描述，本案例中要處理的數(shù)據(jù)對象是城市及城市之間的高速公路。由于城市之間高速公路的任意性，也就是任意數(shù)據(jù)元素之間都可能有關(guān)系?？梢鰯?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——圖。（2）確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。如何存儲各城市及城市之間高速公路信息？可引出圖的存儲結(jié)構(gòu)，有鄰接矩陣、鄰接表等。并給出各種存儲結(jié)構(gòu)在C語言中的類型定義。（3）算法設(shè)計(jì)。確定本案例存儲結(jié)構(gòu)，如采用鄰接矩陣存儲。按照案例中要求完成的問題（1）可引出創(chuàng)建圖的操作和問題。（2）可因此掌握圖的各種遍歷方法和問題。（3）可引出求圖中任意結(jié)點(diǎn)之間路徑的問題及最短路徑的問題。（4）可引出求圖的最小生成樹的問題。

總結(jié)與擴(kuò)展：由教師總結(jié)各組同學(xué)的討論結(jié)果。如題目中描述的圖是無向的帶權(quán)圖，即無向網(wǎng)?？偨Y(jié)了無向網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及操作的實(shí)現(xiàn)后，教師可再擴(kuò)展出其他形式的圖，如有向網(wǎng)，可假定高速公路是有方向的，便可引出對有向網(wǎng)的操作，如求有向網(wǎng)的關(guān)鍵路徑問題。

總 結(jié)

在案例和問題的驅(qū)動下，教師的引導(dǎo)下，學(xué)生主動去分析問題和解決問題，就產(chǎn)生了學(xué)習(xí)該課程的興趣，很自然地就掌握了該課程的內(nèi)容。經(jīng)課堂實(shí)踐證明，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中引入案例教學(xué)法可以提高該課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。案例教學(xué)法也可以引入到計(jì)算機(jī)類其他軟件類的課程中。

參考文獻(xiàn)：

[1]耿國華．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-C語言描述[M].北京：高等教育出版社，2010，5．

[2]宗瑜．案例教學(xué)法與《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)改革[J].皖西學(xué)院學(xué)報，2009，25（2）：30-31．

[3]劉婭，孫錦霞．《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》案例教學(xué)的探討[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2009（10）：128-130．

作者單位：段群 田俊華 咸陽師范學(xué)院信息工程學(xué)院陜西咸陽

吳小娥寶雞文理學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系陜西寶雞