多媒體教學(xué)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用

和　薇　鄭　鯤

摘要：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，如何上好這門(mén)課一直是大家探討的熱門(mén)話(huà)題。而多媒體課件被廣泛應(yīng)用于教學(xué)之中，在教學(xué)工具中擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和地位。如何讓二者更好地結(jié)合，既能凸現(xiàn)多媒體課件的優(yōu)點(diǎn)，又能解決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程難學(xué)難教的問(wèn)題?作者在多年教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，在精品課程的建設(shè)過(guò)程中，總結(jié)了一些心得和體會(huì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；算法；多媒體教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-5913(2009)04-0120-02

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)一門(mén)十分重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)課程體系中處于承上啟下的核心地位，它一方面是離散數(shù)學(xué)、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等課程的后續(xù)課程，要繼續(xù)深化這些基礎(chǔ)課程中學(xué)到的基本技術(shù)和方法；另一方面是操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫(kù)等專(zhuān)業(yè)課的先修課程，要為高年級(jí)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。而且這門(mén)課程理論和實(shí)踐并重，既要求掌握基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其算法，又要求將其熟練應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題之中，以提高學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。很多高校都把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)列為考研必考科目，因?yàn)樗疾斓氖菍W(xué)生軟件開(kāi)發(fā)方面的綜合能力，很多企業(yè)在招工的時(shí)候也加入了這個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試。面對(duì)這樣一門(mén)重要的課程，歷屆學(xué)生在學(xué)習(xí)中起來(lái)卻往往不能把握其實(shí)質(zhì)，感到它枯燥難懂，無(wú)從下手，結(jié)果一學(xué)期下來(lái)理論知識(shí)掌握膚淺，動(dòng)手能力也沒(méi)能得到提高，使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程不能起到它應(yīng)有的作用。因此，找到一種好的教學(xué)方法，不斷提高教師的教學(xué)水平就顯得尤為重要。

1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)

從教學(xué)環(huán)節(jié)上看，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程一般安排在大學(xué)二年級(jí)，這一階段的學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)只是剛剛?cè)腴T(mén)，運(yùn)用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言只能開(kāi)發(fā)比較簡(jiǎn)單的程序，還沒(méi)有達(dá)到熟練掌握的程度。以我院為例，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先修課程之一是c語(yǔ)言，所以采用C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)工具，但是學(xué)生在閱讀算法的過(guò)程中，尤其是對(duì)掌握不夠精準(zhǔn)的指針部分遇到了極大的問(wèn)題，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的大部分算法又恰恰使用到了指針。

從教學(xué)內(nèi)容上看，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容非常豐富，講述了表、樹(shù)、圖等主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義及其算法描述和算法分析，概念多且比較抽象、難于理解，算法多且都用類(lèi)C進(jìn)行描述，一機(jī)調(diào)試時(shí)需轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言方可通過(guò)，既強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)又注重編程能力的操作。

2多媒體課件的特點(diǎn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛，在教育部的大力倡導(dǎo)下，全國(guó)各高校都積極推行了多媒體教學(xué)。教學(xué)實(shí)踐表明，正確運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，可以在很大程度上提升教學(xué)水平，提高教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)多媒體對(duì)感官的作用，可以輔助課堂教學(xué)中抽象的、微觀的概念或過(guò)程的描述，提高學(xué)生的認(rèn)知能力，可以以更加新穎獨(dú)特的形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也大大提高了課堂教學(xué)的信息量。

3利用多媒體課件進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)

利用多媒體課件的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

3.1教學(xué)信息組織與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從認(rèn)知心理學(xué)的角度來(lái)看，主體對(duì)信息的加工過(guò)程是從不斷的接受信息開(kāi)始的，在工作中不斷的將詞的“節(jié)點(diǎn)”聯(lián)結(jié)起來(lái)形成新的命題，從而實(shí)現(xiàn)“解碼”。在沒(méi)有任務(wù)的自然狀態(tài)下加工信息，記憶效果服從“趨中效應(yīng)”，而在明確任務(wù)的前提下，記憶效果服從“首尾效應(yīng)”。

在利用多媒體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課件的時(shí)候就可以根據(jù)這一特點(diǎn)，在每一章節(jié)開(kāi)始的時(shí)候明確教學(xué)重點(diǎn)或知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生有確定的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，然后根據(jù)記憶保持效果規(guī)律安排教學(xué)內(nèi)容。這樣做的另一個(gè)好處是，在多媒體教學(xué)課堂信息量大的前提下，可以有效避免學(xué)生有聽(tīng)課抓不住重點(diǎn)的感覺(jué)。

3.2抽象概念的形象化設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程和數(shù)學(xué)聯(lián)系緊密，很多概念及定理比較抽象，這時(shí)可以結(jié)合多媒體豐富的表現(xiàn)手法，突出教學(xué)內(nèi)容中已有的具新穎特性的信息和對(duì)學(xué)生情緒有正面激勵(lì)作用的信息。比如在講隊(duì)列的時(shí)候，結(jié)合醫(yī)院排隊(duì)就診、食堂排隊(duì)打飯等例子就八隊(duì)、出隊(duì)的靜態(tài)圖形或數(shù)據(jù)移動(dòng)的動(dòng)畫(huà)效果進(jìn)行講解，啟發(fā)學(xué)生從中抽象出隊(duì)列的特點(diǎn)，加深理解，“先知其用再知其理”是很容易被學(xué)生接受的。

其次，運(yùn)用多媒體高效的集成環(huán)境，運(yùn)用色彩，動(dòng)畫(huà)等技術(shù)方法，將教學(xué)內(nèi)容中重點(diǎn)但難于理解的關(guān)鍵詞句、概念、原理等與其它信息區(qū)別開(kāi)來(lái)。生動(dòng)的視覺(jué)表象可啟動(dòng)學(xué)生的情緒機(jī)制，有利于知識(shí)的內(nèi)化與深化。

另外，利用多媒體的超鏈接技術(shù)，可以使本來(lái)是平面展現(xiàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)變得立體化，使各知識(shí)點(diǎn)之間的上下位概念關(guān)系、從屬關(guān)系、并列關(guān)系等層次清晰的反映出來(lái)。比如在算法中反復(fù)出現(xiàn)了對(duì)于存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)分配問(wèn)題，為了使學(xué)生更靈活的運(yùn)用指針，可利用鏈接復(fù)習(xí)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中關(guān)于malloc和free的使用，或者面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言中關(guān)于new和delete的使用。擺脫這些基礎(chǔ)問(wèn)題的困擾，使學(xué)生能夠更快的了解算法的含義。再比如講到某處時(shí)，還可以鏈接引入后續(xù)的部分內(nèi)容，再把學(xué)生的視線(xiàn)拉回到所講內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)會(huì)帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)。用這種方式，學(xué)生能自主靈活的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)順序可根據(jù)需要任意改變，以時(shí)間和空間為主要線(xiàn)索反映知識(shí)的結(jié)構(gòu)。

3.3算法的動(dòng)態(tài)演示設(shè)計(jì)

算法的難于理解和實(shí)現(xiàn)往往是學(xué)生感覺(jué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難學(xué)的一個(gè)重要原因，以嚴(yán)蔚敏清華版教材為例，全書(shū)涉及到的各種算法有近百例，課堂中用來(lái)精講或驗(yàn)證的算法也有五、六十例，由于學(xué)生對(duì)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的運(yùn)用不夠熟練，所以在學(xué)習(xí)起來(lái)有畏難情緒，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)熱情不高，或因?yàn)槌绦蚨啻握{(diào)試不成功而失去學(xué)習(xí)興趣。另外教師在課堂上大段的講解算法也容易造成課堂氣氛不活躍，學(xué)生積極性不高的局面?；A(chǔ)好思維敏捷的學(xué)生能夠跟得上教師的節(jié)奏，而基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生很容易因?yàn)槁?tīng)不懂而放棄。

這時(shí)就可以充分利用多媒體課件靈活、動(dòng)態(tài)、可交互、可重復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造圖解使用圖示，降低理解問(wèn)題的復(fù)雜性。比如在講解二叉樹(shù)的建樹(shù)操作中，在學(xué)生對(duì)遞歸調(diào)用掌握比較模糊的情況下，可以按照算法的執(zhí)行順序，一邊動(dòng)態(tài)演示從根節(jié)點(diǎn)出發(fā)建立每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，而后連接到根節(jié)點(diǎn)左右子樹(shù)的過(guò)程，一邊輔以動(dòng)態(tài)棧演示中間的變化過(guò)程。使學(xué)生暫時(shí)擺脫代碼的約束，很形象的了解算法所表示的內(nèi)容，待有直觀的感受后再來(lái)理解算法。

3.4板書(shū)+多媒體的教學(xué)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)，教師是教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，所以在運(yùn)用多媒體進(jìn)行課程教學(xué)的過(guò)程中要充分體現(xiàn)教師和學(xué)生的這種教和學(xué)的關(guān)系。盡管多媒體技術(shù)有諸多的優(yōu)點(diǎn)，在課堂教學(xué)中也不能一味的依賴(lài)多媒體課件，教師是知識(shí)傳授者，而不是課件的播放者。尤其是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的講授過(guò)程中，算法中核心代碼的提出，關(guān)鍵點(diǎn)的強(qiáng)調(diào)，如果恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合板書(shū)會(huì)起到事半功倍的效果。比如在進(jìn)行二叉樹(shù)性質(zhì)的介紹中，這些性質(zhì)的證明過(guò)程往往是很多計(jì)算題的解題過(guò)程，如果在用屏幕顯示出結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合板書(shū)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)，就會(huì)使學(xué)生更加主動(dòng)的參與驗(yàn)證，理清思路，從而加深理解和記憶?！把圻^(guò)十遍不如手過(guò)一遍”就是這個(gè)道理。

另外，適當(dāng)?shù)睦冒鍟?shū)，可以使學(xué)生從緊張的瀏覽大容量信息的視覺(jué)疲勞中暫時(shí)解脫出來(lái)，調(diào)整節(jié)奏，有時(shí)間來(lái)思考教師提出的問(wèn)題，變被動(dòng)接受為主動(dòng)思考。

3.5多媒體課件風(fēng)格的設(shè)計(jì)

運(yùn)用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)的目的是輔助教學(xué)，利用感官的刺激，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是這也要掌握一個(gè)度，比如不能把課件制作的色彩過(guò)于豐富，圖片和動(dòng)畫(huà)運(yùn)用的花里胡哨，或者插入華而不實(shí)的聲音效果，這樣非但不會(huì)幫助教學(xué)，還會(huì)喧賓奪主，分散學(xué)生的注意力。教學(xué)信息應(yīng)該很藝術(shù)、很和諧、很科學(xué)地包含于多媒體課件內(nèi)部，從字體字號(hào)的選擇，到前景背景顏色的設(shè)置，再到每一個(gè)技術(shù)技巧的運(yùn)用，都要圍繞著教學(xué)內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)。

4結(jié)語(yǔ)

《學(xué)記》中說(shuō)：“君子之教，喻也。道而弗牽，強(qiáng)而弗抑，開(kāi)而弗達(dá)”，而多媒體技術(shù)在教學(xué)中的正確運(yùn)用恰好可以起到錦上添花的作用，能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生不畏難、有勇氣去克服困難；同時(shí)明確教學(xué)目的，使學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法。當(dāng)然，將多媒體教學(xué)合理地運(yùn)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程決不是一件容易做到的事，還需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的不斷完善和提高，這對(duì)每一位從事計(jì)算機(jī)教學(xué)的教師都提出了更高的要求。