數(shù)據(jù)結構課程教學方法探討

蘇艷

【摘 要】《數(shù)據(jù)結構》是軟件工程專業(yè)的一門核心課程，也是培養(yǎng)學生程序設計能力的一門專業(yè)課。但這門課程比較抽象，學起來比較困難，因此本文從教學的角度出發(fā)，從教學內容、教學方法等方面進行了一些探討。

【關鍵詞】數(shù)據(jù)結構；教學內容；教學方法

數(shù)據(jù)結構課程是軟件工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，其課程內容與軟件工程專業(yè)的其他課程有著密切的關系，為進一步學習操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫等專業(yè)課奠定堅實的基礎。該課程的特點是知識點多，概念之間聯(lián)系緊密，算法抽象難懂，要求學生具有較強的邏輯思維能力，給學生學習帶來一定困難，使用傳統(tǒng)的教學模式，教學效果很不理想。本人從自己的教學體會出發(fā)，結合我校具體情況，對《數(shù)據(jù)結構》這門課程的教學方法進行了一些探討。

一、學生學習情況分析

講課不是教師的個人秀，而是讓學生學到知識。任何一門課程，不僅要將知識傳授給學生，還應該提高學生的各種能力。C語言程序設計是數(shù)據(jù)結構的基礎課程，學生對它的掌握程度，關系到《數(shù)據(jù)結構》課程的教學效果。因此，上課之前，需要充分了解學生對C語言的掌握程度。對于大多數(shù)學生來說，對C語言的運用能力不是很強，如果直接對學生講算法和程序，學生會感覺很吃力，跟不上教師的進度?！稊?shù)據(jù)結構》課程主要運用C語言中的數(shù)組、函數(shù)、指針、結構體等知識點來分析問題、解決問題，因此，在講授該課程之初，可以利用兩個課時，對這些知識點進行復習。只有把這些知識點理解透徹了，才能進一步的學好《數(shù)據(jù)結構》課程。

二、分析教學任務與教學目的

數(shù)據(jù)結構課程的教學任務是讓學生掌握一些最常用的數(shù)據(jù)結構，闡明數(shù)據(jù)結構內在的邏輯關系，討論其在計算機中的存儲表示，并結合各種典型應用說明其在進行各種運算（操作）時的動態(tài)性質及實際的執(zhí)行算法。通過對不同存儲結構和相應算法的對比以及上機編程練習，增強根據(jù)求解問題的性質選擇合理的數(shù)據(jù)結構。

數(shù)據(jù)結構課程是一門實踐性較強的專業(yè)基礎課程，教學目的就是培養(yǎng)學生針對實際問題在數(shù)據(jù)結構的選擇和應用、算法的設計及其實現(xiàn)以及程序設計方法等方面的基本技能。

三、歸納教學內容

數(shù)據(jù)結構課程的一個顯著特點就是概念多。學生之所以感覺老師講的內容都聽懂了可就是不會編寫算法，正是因為他們沒有把握住這門課程的主線，沒有把概念理出層次，而僅僅是孤立的認知，所以不懂得靈活的應用。

因此，理清主線、對于基本概念的正確理解是合理選擇算法的前提。在此基礎上，明確數(shù)據(jù)結構是指數(shù)據(jù)之間的關系，它包括數(shù)據(jù)之間的邏輯結構、數(shù)據(jù)在計算機中的存儲結構和數(shù)據(jù)的基本運算等3個方面。數(shù)據(jù)的邏輯結構是指數(shù)據(jù)之間的邏輯關系，分為4種結構：集合、線性結構、樹形結構和圖形結構。數(shù)據(jù)的存儲結構指數(shù)據(jù)在計算機中的存儲形式，包括：順序存儲結構和鏈式存儲結構。數(shù)據(jù)的基本運算：定位、插入、刪除、更新。然后，討論兩種實際操作：查找和排序。最后，為了構造好的數(shù)據(jù)結構及實現(xiàn)，還需要考慮數(shù)據(jù)結構及算法實現(xiàn)的性能，即時間復雜度和空間復雜度。

講解每一種數(shù)據(jù)結構時均貫穿這一主線，這樣既保持了課程的邏輯性，又對課堂教學起到強化作用，加深理解和記憶。例如，講解第三章的隊列結構時，可以按照如下主線進行：隊列是限定僅在表尾進行插入，在表頭進行刪除操作的線性表，又稱為先進先出線性表；隊列的邏輯結構是線性結構；隊列的存儲結構可以是順序存儲結構（稱為順序隊列）或鏈式存儲結構（稱為鏈隊列）；隊列的基本運算為入隊（插入）、出隊（刪除）等；基于順序隊列和鏈隊列的各種算法實現(xiàn)性能（時間復雜度）的比較、各自適用的范圍等；隊列結構可以應用于解決叫號系統(tǒng)等實際問題。

四、教學方法的改進

現(xiàn)代的教育模式應該由“授之以魚”轉換為“授之以漁”，使學生不僅知其然，還要知其所以然。因此在教學中要著重體現(xiàn)啟發(fā)式教學，除了詳盡的講解知識的內涵，還要將教學意圖融入其中，在課堂教學中既能吸引學生的注意力，又能充分表達問題的實質。通過提出問題、分析問題、解決問題的過程，激發(fā)學生的學習興趣，加深對知識的理解程度。例如講解隊列的順序存儲結構時，通過對順序隊列的特點的講解，得出順序隊列存在假溢出的現(xiàn)象，由此提出問題：如何解決假溢出？進而對其進行分析，給出解決方案：將順序隊列當做首尾相連的表處理，從而引出循環(huán)隊列。

在算法設計的講授過程中，始終以問題為研究對象，按照上述問題求解的過程，找到每個關鍵問題的解決方法后，不要急于給出算法的程序代碼，不管是什么語言，一旦將程序給出，就完全禁錮了學生的想象空間，學生只是一味的去理解程序的語句、過程和函數(shù)。因此在課堂教學中，凡講解算法時，應采用“算法的求解思路”→“偽代碼描述”→“C語言描述”的三級模式描述算法，這樣不僅解決了由于學生語言不足而影響算法掌握的難題，同時也給學生留下足夠的發(fā)揮空間，培養(yǎng)了良好的解決實際問題習慣。

例如，講解“在順序表L中第i個位置之前插入新的元素x”算法時。首先利用自然語言描述算法思路如下：

①判斷順序表否滿；

②定位參數(shù)i是否合法；

③最后一個元素～第i號元素依次后移一位；

④將元素x放入第i號位置；

⑤表長加1。

然后再將各步驟轉換成C語言描述具體算法。

教師在授課時，可以使用案例式教學，適當介紹與課程知識的應用性相關的案例以引起學生的學習興趣。例如，在講解隊列的入隊、出隊算法時，我們以去銀行的ATM機取款為案例，引導學生給出入隊、出隊的算法思路，然后通過課件動態(tài)演示入隊、出隊的過程。通過案例引導學生，使學生更深刻、更快地理解算法，從而激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的信心。

五、加強實驗教學

《數(shù)據(jù)結構》這門課程既要培養(yǎng)學生軟件設計方面的理論水平，也要培養(yǎng)學生基本的上機動手能力。從本專業(yè)學生實際情況出發(fā)，總結多年教學經驗，撰寫了《數(shù)據(jù)結構實驗指導書》。指導書內容詳細，極大方便了學生學習，鞏固了課堂教學效果。在實驗選題上，考慮到學生的個體差異，將實驗設置成不同的類型：必做和選做實驗，前者目的在于幫助學生掌握基礎知識，例如：基于線性表、棧和隊列、串、二叉樹等的操作以及查找、排序的實現(xiàn)等等，題目類型為驗證性；后者的題目類型為設計性，則在于培養(yǎng)和鼓勵學生的學習興趣、擴大知識面以及培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新意識，例如：有序順序表的操作等。

總之，每位教師要講好任何一門課程，都要了解課程、了解學生，準確的定位課程及教學目標，合理的安排教學內容，采用合適的教學方法，才能收到良好的教學效果。

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