案例教學(xué)法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論課程中的應(yīng)用研究

吳紀(jì)磊+龔勝東+蔡厚新

摘要：該文通過分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論課程的教學(xué)特點，在高職數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論課程中探索案例教學(xué)法的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了案例教學(xué)的設(shè)計和實施過程。結(jié)合實踐教學(xué)和理論思考，實踐證明采用案例教學(xué)法能夠很大程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)法；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)模式；案例設(shè)計；實踐教學(xué)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）19-4511-02

The Application of Case Teaching in the Course of Data Structures

WU Ji-lei， GONG Sheng-dong， CAI Hou-xin

（Department of Information Technology， Nanchang Vocational College， Nanchang 330500， China）

Abstract： This paper analyzes the characteristics of the data structure of teaching introductory courses to explore the case teaching method used in introductory courses in vocational data structure， described in detail the design and implementation process of case teaching. Combine theoretical thinking and practice teaching， proved the case teaching method can greatly improve the use of students' interest in learning， independent learning ability to mobilize and improve the quality of teaching and learning outcomes of the course.

Key words： Case Method； Data structure； Teaching mode； Case design； Practice teaching

1 概述

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》主要研究數(shù)據(jù)對象之間的相互關(guān)系，包括：數(shù)據(jù)對象的結(jié)構(gòu)形式、各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)及其在計算機內(nèi)的表示，各種結(jié)構(gòu)上定義的基本操作和算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等內(nèi)容。該課程作為一門獨立的課程始于1968年，它出現(xiàn)在美國一些大學(xué)的計算機系的教學(xué)計劃中，目前，該課程已成為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。在國內(nèi)，目前幾乎所有的高校都開設(shè)了計算機相關(guān)專業(yè)，并且這些專業(yè)均開設(shè)了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》相關(guān)必修課程。本課程的學(xué)習(xí)將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及軟件設(shè)計水平的提高打下良好的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計算機專業(yè)的一門核心的關(guān)鍵性課程。當(dāng)前該課程傳統(tǒng)上基本是以多媒體理論教學(xué)為主，而作為高職院校計算機專業(yè)來說，培養(yǎng)的是應(yīng)用型、職業(yè)型、創(chuàng)新型等復(fù)合型人才。南昌職業(yè)學(xué)院作為一所高職院校，信息技術(shù)系開設(shè)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論課程，我們打破傳統(tǒng)重理論輕實踐的教學(xué)模式，加大實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)力度，該文采取案例教學(xué)法，通過理論學(xué)習(xí)和實踐活動，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本思想和算法設(shè)計的基本方法而且通過培養(yǎng)面向問題求解的能力來提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而使得學(xué)生能夠適應(yīng)更深層次的學(xué)習(xí)和滿足社會的人才需求。

2 教學(xué)案例的設(shè)計

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論的課程教學(xué)中，選擇合適的教學(xué)案例在教學(xué)過程中起著重要的作用，這也對教師提出更高的要求，教師要能夠正確把握案例的難易程度，結(jié)合教學(xué)對象的特點去組織教學(xué)。在案例教學(xué)過程中，教學(xué)案例處在一個核心地位，教學(xué)案例的質(zhì)量，直接影響教學(xué)效果。在此我們結(jié)合教學(xué)實踐提出以下幾個需要注意的問題：

1） 教學(xué)案例的選擇應(yīng)該根據(jù)教學(xué)對象的實際情況，選擇案例，不僅要照顧學(xué)生的專業(yè)，同時也要盡可能貼近生活，這樣才可能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，興趣是最好的老師，更有助于提高課堂的氣氛，增加教學(xué)效果。

2） 在教學(xué)案例內(nèi)容的選取上，要盡可能緊扣教學(xué)內(nèi)容所對應(yīng)的知識點，不能跨度太大，圍繞教學(xué)大綱組織?？蛇m當(dāng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行知識延伸，為下一個的案例的教學(xué)做一些鋪墊。

3） 教學(xué)案例的選取要依據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，選擇難易適當(dāng)?shù)陌咐?，過于簡單會失去教學(xué)通過案例教學(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。

本文使用蔡厚新教授主編的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論》教材，根據(jù)書中章節(jié)安排設(shè)計案例如表1。

表1 案例設(shè)計

[采用案例＼&對應(yīng)章節(jié)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＼&銀行排隊、學(xué)生健康登記表＼&線性表＼&回文、楊輝三角＼&棧和隊列＼&文本加密＼&串＼&學(xué)生成績排序算法＼&內(nèi)部排序＼&學(xué)生成績查找＼&查找＼&籃球比賽安排＼&二叉樹＼&高校教師說課比賽＼&樹＼&城際鐵路、游園路線＼&圖＼&學(xué)生出勤情況統(tǒng)計＼&數(shù)組和廣義表＼&]

2.1 案例教學(xué)法在課程中的應(yīng)用

2.1.1 案例教學(xué)法的實施過程

在案例教學(xué)法的實施過程中，我們課題組結(jié)合我院學(xué)生的特點，我們采取如下三個步驟進(jìn)行組織教學(xué)，案例選取注重簡潔，貼近生活，幫助學(xué)生理解。

1） 結(jié)合知識點剖析案例

在每次課程講解結(jié)束后，將準(zhǔn)備好的教學(xué)案例以作業(yè)的形式留給學(xué)生，以任務(wù)驅(qū)動方式貫穿到教學(xué)過程中，以事先設(shè)計好的教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生去主動的思考分析問題，查閱資料，預(yù)習(xí)教材的知識點，為下一次課有效的連接。endprint

2） 以小組討論的方式講解案例

在案例教學(xué)的實施過程中，收集學(xué)生提出的問題，對案例進(jìn)行集中分析，教師對學(xué)生進(jìn)行合理的分組，學(xué)生以小組討論的方式對教學(xué)案例進(jìn)行深入剖析。教師在這個過程中應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提出能夠啟發(fā)學(xué)生思考的問題，同時兼顧提高學(xué)生的積極性，這有利于學(xué)生參與到課程討論中來，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和積極探索的精神。

3） 教學(xué)評價與總結(jié)

對教學(xué)的評價和總結(jié)是必須的，但是在評價過程中要堅持以鼓勵為主，以批評為附的原則，要以一種合理的評價標(biāo)準(zhǔn)激勵學(xué)生參與課堂的積極性和增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后教師將準(zhǔn)備好的案例解決方案展示給學(xué)生，讓學(xué)生去對比自己小組的討論方案，找出其中的差異，存在的問題，激勵學(xué)生進(jìn)一步去做課后思考。

2.1.2 案例教學(xué)法在圖論中的應(yīng)用

案例描述：新一代大型的主題樂園規(guī)模宏大、項目繁多，由于各項目之間路程問題，一次進(jìn)園只能玩到其中的一部分，不能盡興。為了能夠一次能玩到園中更多的項目，設(shè)計算法并找出所有項目的最佳路徑，且可在各處查詢項目相關(guān)的信息。

案例分析：主題樂園中的各個項目和線路之間是一種圖的關(guān)系結(jié)構(gòu)。每個項目可以作為圖中的每一個頂點，項目之間的路徑則為圖的邊，邊上的權(quán)值可以為項目之間的距離。如圖1所示：

圖1 游樂園示意圖

根據(jù)上面的分析：1）首先可以抽象出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，引出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——圖的相關(guān)概念；2）確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。我們要查詢各個項目的信息，項目作為圖的頂點，我們需要有存儲結(jié)構(gòu)，可以引出圖的存儲結(jié)構(gòu)：鄰接矩陣、鄰接表等，并給出各種存儲結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的C語言類型定義；3）算法設(shè)計。確定了本案例的存儲結(jié)構(gòu)，如采用鄰接矩陣存儲，根據(jù)案例中的要求，可以引出創(chuàng)建圖的操作和問題；需要盡可能多玩到項目，需要掌握圖的各種遍歷方法和問題；要求找出所有項目的最短路徑，可以引出圖的最小生成樹、最短路徑等問題；4）總結(jié)和展望，本案例只是針對無向圖帶權(quán)圖來展開討論，總結(jié)無向圖的一些應(yīng)用問題，由此可以引申到對有向帶權(quán)圖問題的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生去思考問題，查閱資料。

3 結(jié)論

案例教學(xué)方法的應(yīng)用應(yīng)該在案例的引導(dǎo)下、問題的驅(qū)動下，有目的的引導(dǎo)學(xué)生去積極的參與到課堂，分析問題，提出方案。整個案例實施過程中都要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與性為出發(fā)點，進(jìn)而有助于提高對課程內(nèi)容的掌握。

（下轉(zhuǎn)第4523頁）

（上接第4512頁）

參考文獻(xiàn)：

[1] 嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C語言版[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.6.

[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] 蔡厚新.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論[M]. 北京：人民大學(xué)出版社，2010.

[4] 黃磊.案例教學(xué)法在計算機網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用及探索[J].電腦知識與技術(shù)，2010（1）.

[5] 唐浩坤.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與實踐[J].重慶大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2007（6）.

[6] 王科.高職《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》精品課程的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2009，5（23）：6585-6586.

2） 以小組討論的方式講解案例

在案例教學(xué)的實施過程中，收集學(xué)生提出的問題，對案例進(jìn)行集中分析，教師對學(xué)生進(jìn)行合理的分組，學(xué)生以小組討論的方式對教學(xué)案例進(jìn)行深入剖析。教師在這個過程中應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提出能夠啟發(fā)學(xué)生思考的問題，同時兼顧提高學(xué)生的積極性，這有利于學(xué)生參與到課程討論中來，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和積極探索的精神。

3） 教學(xué)評價與總結(jié)

對教學(xué)的評價和總結(jié)是必須的，但是在評價過程中要堅持以鼓勵為主，以批評為附的原則，要以一種合理的評價標(biāo)準(zhǔn)激勵學(xué)生參與課堂的積極性和增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后教師將準(zhǔn)備好的案例解決方案展示給學(xué)生，讓學(xué)生去對比自己小組的討論方案，找出其中的差異，存在的問題，激勵學(xué)生進(jìn)一步去做課后思考。

2.1.2 案例教學(xué)法在圖論中的應(yīng)用

案例描述：新一代大型的主題樂園規(guī)模宏大、項目繁多，由于各項目之間路程問題，一次進(jìn)園只能玩到其中的一部分，不能盡興。為了能夠一次能玩到園中更多的項目，設(shè)計算法并找出所有項目的最佳路徑，且可在各處查詢項目相關(guān)的信息。

案例分析：主題樂園中的各個項目和線路之間是一種圖的關(guān)系結(jié)構(gòu)。每個項目可以作為圖中的每一個頂點，項目之間的路徑則為圖的邊，邊上的權(quán)值可以為項目之間的距離。如圖1所示：

圖1 游樂園示意圖

根據(jù)上面的分析：1）首先可以抽象出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，引出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——圖的相關(guān)概念；2）確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。我們要查詢各個項目的信息，項目作為圖的頂點，我們需要有存儲結(jié)構(gòu)，可以引出圖的存儲結(jié)構(gòu)：鄰接矩陣、鄰接表等，并給出各種存儲結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的C語言類型定義；3）算法設(shè)計。確定了本案例的存儲結(jié)構(gòu)，如采用鄰接矩陣存儲，根據(jù)案例中的要求，可以引出創(chuàng)建圖的操作和問題；需要盡可能多玩到項目，需要掌握圖的各種遍歷方法和問題；要求找出所有項目的最短路徑，可以引出圖的最小生成樹、最短路徑等問題；4）總結(jié)和展望，本案例只是針對無向圖帶權(quán)圖來展開討論，總結(jié)無向圖的一些應(yīng)用問題，由此可以引申到對有向帶權(quán)圖問題的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生去思考問題，查閱資料。

3 結(jié)論

案例教學(xué)方法的應(yīng)用應(yīng)該在案例的引導(dǎo)下、問題的驅(qū)動下，有目的的引導(dǎo)學(xué)生去積極的參與到課堂，分析問題，提出方案。整個案例實施過程中都要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與性為出發(fā)點，進(jìn)而有助于提高對課程內(nèi)容的掌握。

（下轉(zhuǎn)第4523頁）

（上接第4512頁）

參考文獻(xiàn)：

[1] 嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C語言版[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.6.

[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] 蔡厚新.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論[M]. 北京：人民大學(xué)出版社，2010.

[4] 黃磊.案例教學(xué)法在計算機網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用及探索[J].電腦知識與技術(shù)，2010（1）.

[5] 唐浩坤.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與實踐[J].重慶大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2007（6）.

[6] 王科.高職《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》精品課程的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2009，5（23）：6585-6586.

2） 以小組討論的方式講解案例

在案例教學(xué)的實施過程中，收集學(xué)生提出的問題，對案例進(jìn)行集中分析，教師對學(xué)生進(jìn)行合理的分組，學(xué)生以小組討論的方式對教學(xué)案例進(jìn)行深入剖析。教師在這個過程中應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提出能夠啟發(fā)學(xué)生思考的問題，同時兼顧提高學(xué)生的積極性，這有利于學(xué)生參與到課程討論中來，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和積極探索的精神。

3） 教學(xué)評價與總結(jié)

對教學(xué)的評價和總結(jié)是必須的，但是在評價過程中要堅持以鼓勵為主，以批評為附的原則，要以一種合理的評價標(biāo)準(zhǔn)激勵學(xué)生參與課堂的積極性和增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后教師將準(zhǔn)備好的案例解決方案展示給學(xué)生，讓學(xué)生去對比自己小組的討論方案，找出其中的差異，存在的問題，激勵學(xué)生進(jìn)一步去做課后思考。

2.1.2 案例教學(xué)法在圖論中的應(yīng)用

案例描述：新一代大型的主題樂園規(guī)模宏大、項目繁多，由于各項目之間路程問題，一次進(jìn)園只能玩到其中的一部分，不能盡興。為了能夠一次能玩到園中更多的項目，設(shè)計算法并找出所有項目的最佳路徑，且可在各處查詢項目相關(guān)的信息。

案例分析：主題樂園中的各個項目和線路之間是一種圖的關(guān)系結(jié)構(gòu)。每個項目可以作為圖中的每一個頂點，項目之間的路徑則為圖的邊，邊上的權(quán)值可以為項目之間的距離。如圖1所示：

圖1 游樂園示意圖

根據(jù)上面的分析：1）首先可以抽象出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，引出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——圖的相關(guān)概念；2）確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。我們要查詢各個項目的信息，項目作為圖的頂點，我們需要有存儲結(jié)構(gòu)，可以引出圖的存儲結(jié)構(gòu)：鄰接矩陣、鄰接表等，并給出各種存儲結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的C語言類型定義；3）算法設(shè)計。確定了本案例的存儲結(jié)構(gòu)，如采用鄰接矩陣存儲，根據(jù)案例中的要求，可以引出創(chuàng)建圖的操作和問題；需要盡可能多玩到項目，需要掌握圖的各種遍歷方法和問題；要求找出所有項目的最短路徑，可以引出圖的最小生成樹、最短路徑等問題；4）總結(jié)和展望，本案例只是針對無向圖帶權(quán)圖來展開討論，總結(jié)無向圖的一些應(yīng)用問題，由此可以引申到對有向帶權(quán)圖問題的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生去思考問題，查閱資料。

3 結(jié)論

案例教學(xué)方法的應(yīng)用應(yīng)該在案例的引導(dǎo)下、問題的驅(qū)動下，有目的的引導(dǎo)學(xué)生去積極的參與到課堂，分析問題，提出方案。整個案例實施過程中都要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與性為出發(fā)點，進(jìn)而有助于提高對課程內(nèi)容的掌握。

（下轉(zhuǎn)第4523頁）

（上接第4512頁）

參考文獻(xiàn)：

[1] 嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C語言版[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.6.

[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] 蔡厚新.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論[M]. 北京：人民大學(xué)出版社，2010.

[4] 黃磊.案例教學(xué)法在計算機網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用及探索[J].電腦知識與技術(shù)，2010（1）.

[5] 唐浩坤.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與實踐[J].重慶大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2007（6）.

[6] 王科.高職《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》精品課程的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2009，5（23）：6585-6586.