蔡　敏　鄭尚志　梁寶華

摘要：本文結(jié)合筆者在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的一些體會，從教材選擇、課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、作業(yè)指導(dǎo)等方面對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革提出了一些意見和建議，希望得到專家與同行的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革；教學(xué)手段

中圖分類號：G642文獻標識碼：B文章編號：1672-5913(2009)04-0050-02

1引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，ACM/IEEE CC-2004將它列為核心課程之首。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前承高級語言程序設(shè)計和離散數(shù)學(xué)，后接操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理等專業(yè)課程，為研制開發(fā)各種系統(tǒng)和應(yīng)用軟件奠定理論和實踐基礎(chǔ)。因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)與計算機專業(yè)人才培養(yǎng)計劃的成敗有著非常大的關(guān)系。然而在該課程的教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)起來非常困難，教師也感覺教學(xué)效果不盡如人意。如何教好這門課程是擺在我們面前的一個研究課題。

筆者作為該課程的主講教師，深感責(zé)任之重大，所以一直密切關(guān)注該課程教改理念與經(jīng)驗，以期借鑒過來最大限度提高教學(xué)效果。目前關(guān)于該課程教改方面文章很多，包含了教學(xué)各部分：有關(guān)于教材的，有關(guān)于課堂教學(xué)的，有關(guān)于實驗教學(xué)的，有關(guān)于課程輔導(dǎo)的，有關(guān)于教學(xué)效果評價的等等。特別是課堂教學(xué)方面，提出了很多新的教學(xué)方法和教學(xué)手段。下面筆者結(jié)合自己在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的一些體會，談?wù)勛约簩δ壳敖谈牡恼J識。

2教材選擇

教材選擇是實施該課程教學(xué)的第一步。目前《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材有采用C語言描述的，也有采用C++或Java描述的。選擇什么語言描述，主要看學(xué)生都學(xué)過哪些編程語言。在很多院校里學(xué)生學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》之前只學(xué)習(xí)過C語言，如果非要趕潮流，選擇面向?qū)ο笳Z言，無疑會加大學(xué)習(xí)的難度。有些學(xué)校使用自己編寫的教材，這是好事。但各學(xué)校師資水平參差不齊，并不適合推廣。編制的教材質(zhì)量到底怎么樣，應(yīng)組織同行專家進行科學(xué)論證，如果草率拿學(xué)生做試驗，是不負責(zé)任的行為。目前國內(nèi)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材數(shù)不勝數(shù)，但鮮有出清華嚴蔚敏、北大許卓群之在者。大多教材只是對內(nèi)容的順序作一些調(diào)整，刪去一些不講的內(nèi)容，再增加一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)新技術(shù)。筆者認為，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重在培養(yǎng)學(xué)生堅實的基礎(chǔ)理論知識、良好的抽象思維能力和良好的編程風(fēng)格，沒有必要非得接觸最前沿的技術(shù)，即使需要，只要基礎(chǔ)知識扎實，自學(xué)這些新技術(shù)也不是什么困難的事。教師應(yīng)注重通過基本理論的教學(xué)，教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，而不應(yīng)企圖把所有內(nèi)容全部教給學(xué)生，這就是“授人以漁”的道理。將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計兩門課進行融合，也是一條值得研究的思路。

3課堂教學(xué)

3.1充分利用第一次課

第一次課至關(guān)重要，教師應(yīng)通過第一節(jié)課對學(xué)生的程序設(shè)計基礎(chǔ)有個大致了解，在培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的同時，還要給學(xué)生留下良好的第一印象，因為學(xué)生對教師的喜惡往往也影響著學(xué)生對該課程的喜惡。第一節(jié)課要盡量向?qū)W生解釋清楚為什么學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言后還要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究內(nèi)容是什么；告訴學(xué)生一開始學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)感覺有些困難是正常的，鼓勵他們努力克服困難；公開教師的聯(lián)系方式，告訴學(xué)生老師喜歡而不是討厭他們提問題。接下來通過幾個例子，帶學(xué)生簡要回顧一下C程序設(shè)計中的一些重要概念，如數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針、函數(shù)和遞歸。這些內(nèi)容是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)，但往往正是學(xué)生的薄弱之處。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生以上知識比較薄弱，以后在講解數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和訪問方式時就要盡可能地詳細一點。最后要求學(xué)生利用課余時間重點復(fù)習(xí)這些內(nèi)容。

3.2課前準備

在這門課程中，有一些概念比較抽象，而算法正確選擇的前提在于對基本概念的把握，因此概念的講解一定要清楚、準確。這就要求教師必須認真?zhèn)湔n，查閱大量的參考資料。教師只有先對每個概念、原理進行深刻理解，然后才有可能用學(xué)生易于接受的方式、簡潔明了的語言去講解，并有目的地分散難點、化難為易。除了查閱資料，我還下載了好幾個大學(xué)的教學(xué)視頻，通過觀看這些視頻，學(xué)習(xí)他們教學(xué)中的長處，感覺頗有收獲。

3.3教學(xué)方法

教改先驅(qū)們提出了很多好的教學(xué)方法，具有重要的借鑒價值，如發(fā)現(xiàn)型教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法、討論式教學(xué)法、案例教學(xué)法等等。但有些文章片面強調(diào)某一種教學(xué)方法，還有些文章認為傳統(tǒng)的教學(xué)方法就是滿堂灌、填鴨式，給人感覺教改前就沒有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)講得好的教師，這都是有失偏頗的。比如案例教學(xué)法雖然效果好但比較費時，由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課時有限，因此并不適合經(jīng)常使用。美國的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)也是以教師講授為主，而不是以課堂討論為主。“教學(xué)有法，教無定法”，每種方法只適合應(yīng)用于某些特定的情形，教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象的不同，靈活采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。

3.4教學(xué)手段

許多老師利用多媒體課件等現(xiàn)代化教學(xué)手段極大提高了課程的教學(xué)效果。但我發(fā)現(xiàn)，有的老師過于依賴這些手段，一說起黑板加粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)手段就覺得必定呆板、沉悶、被動，并加以排斥。盡管多媒體教學(xué)具有知識信息量大、內(nèi)容豐富生動的特點，但不利于教師的即興發(fā)揮，而這恰是黑板加粉筆的長處。此外數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中絕大部分算法長度都超過一個頁面，在教學(xué)中需要反復(fù)切換，影響了知識的聯(lián)結(jié)。因此我們在教學(xué)過程中應(yīng)該把現(xiàn)代化教學(xué)手段和傳統(tǒng)教學(xué)手段有機地結(jié)合起來。例如在講二叉樹遞歸遍歷算法時，為了消除學(xué)生對遞歸算法的神秘感，可以先結(jié)合一個簡單的例子，將遞歸算法在黑板上層層展開，然后再使用計算機演示遞歸過程，這比直接演示更易于理解，因為很多學(xué)生即使看著遞歸的執(zhí)行流程也難以理解為什么會這樣執(zhí)行。還有些老師在教學(xué)中過于追求形象化，我認為沒有必要。對于本身并不復(fù)雜的算法，如果非要形象化，反而不利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，進而淪落為著名計算學(xué)科專家Dijkstra所批評的幼稚化。教師在制作CAI課件時應(yīng)謹記它只是起輔助作用，不應(yīng)該也不可能完全替代傳統(tǒng)教學(xué)手段。馮搏琴教授在文獻中詳細說明了運用多媒體課件授課的六元素和四大忌，具有極大的指導(dǎo)意義。

4實驗教學(xué)

實驗教學(xué)是課堂教學(xué)的一種延伸，通過實驗教學(xué)，學(xué)生不僅對所學(xué)知識加深了理解，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。實驗題目應(yīng)精心選擇，對于必做題，難度不能太大，要讓絕大多數(shù)學(xué)生通過自己的努力，或在指導(dǎo)教師稍許指點下就可以完成，如果難度太大，學(xué)生上機實踐的興趣必然急劇下降。對于編程能力較好的學(xué)生，可以鼓勵他們?nèi)L試難度稍大的選做題。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中用類C語言來描述算法，并且只描述出其主體部分，其它部分則不做重要介紹，甚至忽略掉，這對于剛剛接觸這門課的學(xué)生來說，總有一種不知所措的感覺，所以我在前幾個算法講解中，盡量將其以程序形式給出，然后再與算法進行對比，這樣上機時就不會有學(xué)生將算法照抄一遍，然后委屈地問為什么不能運行了。前幾次主要是驗證型實驗，等學(xué)生適應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程后，再做一些設(shè)計型實驗。實驗教學(xué)課時較少，應(yīng)要求學(xué)生在課下做好準備，上機時主要讓教師驗收程序或問一些自己解決不好的問題，這一點大部分學(xué)生都可以做到。由于高校擴招，每批上機學(xué)生數(shù)較多，還是有些學(xué)生的問題不能得到及時解決，可通過電子郵件等方式給他們提供幫助。

5作業(yè)及講解

很多學(xué)生反映上課能聽懂，但一旦讓他們自己設(shè)計算法時就不知所措了。經(jīng)過了解，我覺得他們大多心里知道如何去解決問題，但就是不知道如何用類C語言表達出來。我一開始布置的作業(yè)題一般都是對課本算法的變形，這個難度要小一些。比如在學(xué)完“將兩個非遞減的有序表合并成一個非遞減的有序表”后，我就讓他們設(shè)法修改課本算法，實現(xiàn)將兩個非遞減有序表合并成一個非遞增的有序表(順序?qū)崿F(xiàn)和鏈式實現(xiàn))。對于難度大一些的習(xí)題，適當(dāng)給一些提示。講解作業(yè)時，應(yīng)盡量采取“現(xiàn)場編寫算法”的形式，將自己的思想表達成類C語言的每一個過程展現(xiàn)給學(xué)生，并讓學(xué)生參與其中。

6結(jié)束語

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。對該課程的教學(xué)改革是一項長期而艱巨的任務(wù)，不僅要從理論上進行探討，還要從教材選擇、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實驗教學(xué)等多方面進行研究，只有科學(xué)綜合考慮多種因素，才能使該課程教改走向成功之路。