趣味教學(xué)在高職數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的探索與實(shí)踐

摘 要： 對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進(jìn)行了改革探索。分析了高職院校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的問題，將趣味教學(xué)法與傳統(tǒng)理論教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢互補(bǔ)，以獲得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 趣味教學(xué)； 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 課程； 教學(xué)法

中圖分類號：TP301.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）01-59-02

Exploration and practice of interest teaching course of data structure in higher vocational schools

Yi Lihua

（Hunan Vocational college of Science and Technology， Changsha， Hunan 410004， China）

Abstract： The reforming method of course of data structure is explored. The existing problems in college course teaching of data structure are analyzed. The interest teaching method is combined with the traditional teaching theory to realize mutual improvement of two advantages and to obtain better teaching effects.

Key words： interesting teaching； data structure； course； teaching method

0 引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，是一門具有較強(qiáng)理論性和實(shí)踐性的課程。本課程的教學(xué)不僅要注重學(xué)生對理論的理解，鍛煉學(xué)生抽象思維和建模能力，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)從現(xiàn)實(shí)問題中抽象模型，并利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題，從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。但是目前大多數(shù)院校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀，學(xué)生普遍反映課程學(xué)習(xí)比較困難，教師也感覺教學(xué)效果不理想，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)語言基礎(chǔ)不扎實(shí)、課程內(nèi)容太抽象等原因而較難開展。

1 高職數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的問題

⑴ C語言基礎(chǔ)不扎實(shí)，教學(xué)效果不理想

C語言是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先修課程，學(xué)生掌握的熟練程度直接影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果。例如C語言中的指針、結(jié)構(gòu)體、遞歸等知識點(diǎn)是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的必備知識，如果沒有掌握好這些相關(guān)知識，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)過程中就會(huì)感覺茫然，致使學(xué)習(xí)興趣不濃，學(xué)習(xí)效果不佳。

⑵ 教學(xué)供需不對應(yīng)，學(xué)習(xí)積極性不高

高職的學(xué)生比較喜歡簡單實(shí)用的課程，如平面設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁制作等，與這類課程相比，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無法達(dá)到所見即所得的效果，有些學(xué)生認(rèn)為學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)用價(jià)值不大，故不夠重視，致使學(xué)習(xí)積極性不高。

⑶ 課時(shí)有限，理論實(shí)踐分配不合理，學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確

高職教育基礎(chǔ)理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的，以“必需，理論夠用”為度，專業(yè)課教學(xué)要加強(qiáng)針對性和應(yīng)用性。各高職院校對“必需，理論夠用”教學(xué)原則的理解不盡相同，有些學(xué)校認(rèn)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論性較強(qiáng)，枯燥難學(xué)，屬于本科院校學(xué)生學(xué)習(xí)范疇，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識在以后的工作中得不到直接應(yīng)用，不符合“必需，理論夠用”教學(xué)原則，就任意削減課時(shí)；更有甚者從教學(xué)計(jì)劃中刪除，這種做法既違背了高職計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，也阻礙了學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。且課時(shí)總量和時(shí)間分配上嚴(yán)重失調(diào)，目前大部分教師只重視理論教學(xué)，課堂上通過板書或多媒體向?qū)W生講解和演示，忽視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，給學(xué)生實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)、自由思考的時(shí)間不足，學(xué)生感覺枯燥，不能真正理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中抽象數(shù)據(jù)類型的定義及相應(yīng)的存儲(chǔ)表示，難以實(shí)現(xiàn)算法與代碼之間的轉(zhuǎn)換，在面對實(shí)際問題時(shí)，更不能運(yùn)用所學(xué)知識加以解決。

2 采用趣味教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

趣味教學(xué)[1]在國內(nèi)外已有一定研究歷史，但至今沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義。可以理解為是一種愉快教學(xué)法，實(shí)行寓教于樂。教師針對學(xué)生情況，分析選擇教材內(nèi)容，以一種有趣、易于接受的形式把相關(guān)教學(xué)知識點(diǎn)表現(xiàn)出來，給學(xué)生營造一個(gè)輕松、愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)氣，使學(xué)習(xí)內(nèi)容更貼近學(xué)生的生活，從而喚起學(xué)生對知識的認(rèn)同感，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對當(dāng)前高校學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在的問題，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程中通過引入趣味教學(xué)，把枯燥、抽象的知識通過某種有趣的、貼近學(xué)生生活的、學(xué)生易于接受的方式表現(xiàn)出來，對于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，保證教學(xué)質(zhì)量都有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

趣味教學(xué)可以采用很多具體方法，筆者在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程主要應(yīng)用案例教學(xué)、動(dòng)畫演示、適當(dāng)穿插計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)史來實(shí)施。

2.1 案例教學(xué)的應(yīng)用[2]

案例教學(xué)法即教師根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容的需要，選取典型案例，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情景，讓學(xué)生進(jìn)入角色，積極思考主動(dòng)探索，以提高他們運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決問題能力的一種教學(xué)手段。

案例教學(xué)的應(yīng)用效果很大程度上取決于案例的選擇。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的案例選擇應(yīng)考慮以下因素。

第一，典型性，被選的案例能夠起到舉一反三，觸類旁通的作用。

第二，適宜性，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)生的特點(diǎn)和老師的能力，適當(dāng)?shù)倪x擇案例，使得老師容易把握，學(xué)生能夠接受。

第三，簡單明了，太復(fù)雜的案例需要花費(fèi)太多的時(shí)間和精力去講解分析，影響理論教學(xué)的時(shí)間，學(xué)生不易掌握，對于理論講解起不到正面的效果。

第四，貼近生活，選取貼近生活的案例，更能激起學(xué)生的興趣，引發(fā)討論，吸引注意力。

顯然，案例選擇時(shí)綜合考慮這些因素，才能達(dá)到最佳效果。

例如，在介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)時(shí)，不再直接介紹四種不同的邏輯結(jié)構(gòu)，而是先講一個(gè)常見的生活小場景[3]：某天是小明每月給在老家的爺爺奶奶匯錢的日子。由于老家的銀行在本地的網(wǎng)點(diǎn)較少，小明需要從家騎車過幾條街到銀行。到銀行后，小明排隊(duì)等待。排到小明時(shí)，小明把卡給銀行柜臺(tái)人員，接受服務(wù)。此案例中，小明的爺爺奶奶與小明的關(guān)系是典型的樹形結(jié)構(gòu)，相互之間存在著一對多的關(guān)系。小明家到銀行的所有可選路線畫出，是典型的圖狀結(jié)構(gòu)，圖中的任何一個(gè)交通點(diǎn)與其他交通點(diǎn)之間存在多對多的關(guān)系。小明進(jìn)入銀行排隊(duì)時(shí)的隊(duì)列，就是最典型的線性結(jié)構(gòu)，相互之間存在一對一的關(guān)系。正常情況下，小明與其他的銀行客戶是典型的集合關(guān)系，相互之間，除了同屬一個(gè)集合以外，再?zèng)]有其他關(guān)系。

通過這個(gè)案例，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中發(fā)現(xiàn)，原來數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與生活息息相關(guān)，并在此過程中了解掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)相關(guān)知識點(diǎn)。學(xué)生以后只要想起這個(gè)案例，就能回顧出這四種邏輯結(jié)構(gòu)以及它們的特點(diǎn)。

再例如，棧最常見的案例就是洗碗和取碗，本人設(shè)計(jì)的一個(gè)案例是穿衣服和脫衣服。隊(duì)列的案例也隨處可見：火車站排隊(duì)買票、食堂排隊(duì)打飯、超市排隊(duì)交錢、柜員機(jī)排隊(duì)存取錢等等。用這些典型的案例啟發(fā)學(xué)生去判斷隊(duì)頭在哪里，執(zhí)行什么操作，隊(duì)尾在哪里，執(zhí)行什么操作，讓學(xué)生自己總結(jié)隊(duì)列運(yùn)算的特點(diǎn)。關(guān)于樹的案例，本人選用了家譜。所有樹的基本概念，用家譜解釋起來非常形象、直觀，學(xué)生掌握起來也容易。操作系統(tǒng)中搜索操作就用到樹的遍歷，殺毒軟件在全盤查找病毒時(shí)也用到樹的遍歷。從日常生活中去發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作的例子，使得學(xué)生明白原來數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)離我們很近。

合適的案例選擇好后，如何實(shí)施也是很關(guān)鍵的因素。在案例教學(xué)中，教師描述案例，學(xué)生充分感知，展開討論。其中要堅(jiān)持集體參與和鼓勵(lì)為主的原則，吸引學(xué)生注意力；同時(shí)，教師要起到很好的把關(guān)和引導(dǎo)作用。與學(xué)生溝通要注重適時(shí)有效，能及時(shí)有效地處理冷場，背離主題等情況。在案例的討論中，基本采用交互詢問式進(jìn)行，由教師對學(xué)生提問，對發(fā)言學(xué)生的觀點(diǎn)進(jìn)行審查，然后進(jìn)行分析總結(jié)。

2.2 課中動(dòng)畫演示，讓抽象的理論形象化

課程中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法的描述多為抽象的理論。在學(xué)生理論分析水平還欠缺的情況下，如果直接進(jìn)行理論講解會(huì)很難引起學(xué)生的共鳴。因此，在教學(xué)中，需要引入直觀、形象的動(dòng)畫演示，讓抽象的算法以圖形動(dòng)態(tài)演變的方式呈現(xiàn)，為學(xué)習(xí)者形象思維的建立提供幫助。比如在講二分查找算法時(shí)，可以利用Flash動(dòng)畫演示的方式（如圖1所示）。

2.3 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)史的介紹[4]

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)史交叉了技術(shù)與人文，可使學(xué)生對計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史有一個(gè)清楚而全面的了解。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)史具有良好的教育功能，有利于培養(yǎng)學(xué)生對計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很多算法都是以人命名，背后往往有著生動(dòng)的文化背景。

例如：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中有關(guān)圖的每一對頂點(diǎn)之間的最短路徑的弗洛伊德算法。這個(gè)算法的誕生就有很生動(dòng)的背景故事。弗洛伊德是一位精神病醫(yī)生及精神分析學(xué)家，他開創(chuàng)精神分析學(xué)說、建立精神分析法。有關(guān)圖中一對頂點(diǎn)的最短路徑的算法，是他在研究精神分析法時(shí)得到的。

介紹這些內(nèi)容使得枯燥的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容變得生動(dòng)，課堂氣氛更加輕松活躍，讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)原來學(xué)科之間是相通的，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有利于解決其他學(xué)科的問題，增強(qiáng)學(xué)生對于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必要性的認(rèn)識。

3 結(jié)束語

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程引入趣味教學(xué)后，學(xué)生到課率明顯提高，課堂氣氛更加活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性得到提高，學(xué)習(xí)成績顯著提高，同時(shí)對學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)也很有幫助。趣味教學(xué)與傳統(tǒng)理論教學(xué)應(yīng)該相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)。趣味教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和濃厚的學(xué)習(xí)興趣，而傳統(tǒng)理論教學(xué)又為趣味教學(xué)提供基礎(chǔ)和框架[5]。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)需要將趣味教學(xué)與傳統(tǒng)理論教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢互補(bǔ)，在傳統(tǒng)理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，把趣味教學(xué)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，充分利用趣味教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果。

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