摘要：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中一門專業(yè)基礎(chǔ)課，本文根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)，結(jié)合作者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分別對理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式進(jìn)行改革與探索。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得成就感，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；理論教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：TP311.12-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 課程內(nèi)容

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)科學(xué)中一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是其它輔修計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程。本課程討論了軟件設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的線性表、堆棧、隊(duì)列、串、數(shù)組、樹和二叉樹、圖等典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作的實(shí)現(xiàn)方法，以及遞歸算法設(shè)計(jì)方法和各種典型排序和查找算法的設(shè)計(jì)方法。并對算法進(jìn)行性能分析和比較，內(nèi)容非常豐富。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程。本課程包括講授和課內(nèi)上機(jī)實(shí)驗(yàn)兩部分教學(xué)內(nèi)容。課內(nèi)上機(jī)實(shí)驗(yàn)是為訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際程序設(shè)計(jì)能力安排的。

課程的目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)基本的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、一些典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法及程序設(shè)計(jì)方法和技巧，要求學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)對象特征，掌握數(shù)據(jù)組織方法和計(jì)算機(jī)的表示方法，為數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的處理算法，要求具備算法分析的基本技術(shù)和能力，并培養(yǎng)良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，掌握開發(fā)復(fù)雜、高效程序的技能。

2 理論教學(xué)方法與手段的探索

遵循以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的教育理念，針對理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的不同特點(diǎn)，合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，推進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段改革。課堂上引入啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，重視自學(xué)能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，活躍課堂氣氛，適當(dāng)壓縮授課時(shí)數(shù)， 留給學(xué)生更多的思維空間和自學(xué)空間，增加學(xué)生閱讀參考書、科技文獻(xiàn)和寫讀書報(bào)告的時(shí)間。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)策略：

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，只有激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能事半功倍，取得更好的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)中通過具體的實(shí)例說明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計(jì)中的重要性，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生充分感受到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法設(shè)計(jì)的魅力，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考的積極性。鼓勵(lì)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容提出疑問，師生共同討論，從而提高教學(xué)和學(xué)習(xí)水平。在課堂上隨時(shí)提出一些思考題，對一個(gè)結(jié)構(gòu)從不同角度討論。例如，對于線性結(jié)構(gòu)，討論線性表、棧和隊(duì)列各自的操作特點(diǎn)。鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程獨(dú)立思索，提出不同的算法，深化對問題的理解。例如在講解循環(huán)隊(duì)列時(shí)，如何判斷隊(duì)空和隊(duì)滿，有的同學(xué)提出三種解決方法。對于這樣的同學(xué)，我們及時(shí)給與表揚(yáng)和鼓勵(lì)。

（2）教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)組合

在現(xiàn)有教學(xué)大綱的內(nèi)容的基礎(chǔ)上，不斷吸收新知識(shí)、新內(nèi)容，補(bǔ)充考研試題。對教學(xué)內(nèi)容的安排重新進(jìn)行拆分和重組，突出重點(diǎn)、細(xì)化難點(diǎn)。運(yùn)用面向?qū)ο蟮膶W(xué)習(xí)方法講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)方法都是相似的，重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯關(guān)系、基本操作和在不同存儲(chǔ)方式下基本操作的實(shí)現(xiàn)，介紹數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理存儲(chǔ)之間的關(guān)系，及物理存儲(chǔ)在類C語言中的描述，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容可用以下的體系結(jié)構(gòu)來表示。

學(xué)生在了解了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的核心內(nèi)容后，算法的實(shí)現(xiàn)就不難理解了。例如：我們在講授線性表的復(fù)雜操作有序表的合并時(shí)，先從邏輯上看是如何實(shí)現(xiàn)的，介紹算法設(shè)計(jì)思想，然后講解兩種實(shí)現(xiàn)算法：順序存儲(chǔ)方式和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式下的算法，讓學(xué)生自己比較兩種算法，加深理解。

（3）雙向互動(dòng)式的教學(xué)

改變原來“填鴨式”的教學(xué)模式，變以教師為主的教學(xué)方式為以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，教師只起畫龍點(diǎn)睛的作用。課堂上引入啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，重視自學(xué)能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，活躍課堂氣氛，適當(dāng)壓縮授課時(shí)數(shù)，留給學(xué)生更多的思維空間和自學(xué)空間，增加學(xué)生閱讀參考書、科技文獻(xiàn)和寫讀書報(bào)告的時(shí)間。為了更方便和鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，我們建設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程網(wǎng)站，有授課視頻、教學(xué)課件、各章習(xí)題和考研輔導(dǎo)等學(xué)生內(nèi)容，教師還可以通過網(wǎng)站進(jìn)行網(wǎng)上答疑，與學(xué)生及時(shí)交流。

（4）注重各知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)統(tǒng)一

若想讓學(xué)生做到融會(huì)貫通，舉一反三，在教學(xué)中就必須注重各知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)統(tǒng)一。比如在講授內(nèi)部排序算法時(shí)，綜合比較各種排序算法的時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、穩(wěn)定性、最好及最差情況等。讓學(xué)生通過比較，提高解決問題的能力，會(huì)根據(jù)不同形式的待排序表選擇合適的存儲(chǔ)方式和排序方法。再就是講授鏈隊(duì)列時(shí)，講完用一個(gè)帶有頭尾指針的單鏈表表示的隊(duì)列后，再讓學(xué)生思考如何用一個(gè)循環(huán)鏈表表示隊(duì)列，在給出啟示后讓學(xué)生自己寫成隊(duì)列的初始化、入隊(duì)和出隊(duì)算法，通過這種方式的教學(xué)不僅培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，用計(jì)算機(jī)解決較復(fù)雜的問題。

（5）運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段

重視現(xiàn)代教育方法、技術(shù)手段的運(yùn)用，采用多媒體教學(xué)，加大課程信息量，提高教學(xué)效率。在采用多媒體技術(shù)講授本門課程的過程中，在深入研究多媒體教學(xué)的特點(diǎn)以及學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，重新組織、優(yōu)化、補(bǔ)充教材內(nèi)容，精心制作多媒體課件。在多媒體課堂上，通過教師有機(jī)地組織電子教案、演示課件等，使得學(xué)生能形象地領(lǐng)悟到算法的效果，教學(xué)變得豐富、有趣。在授課過程中，首先還原問題的本來面目——提出問題，引導(dǎo)同學(xué)積極參與——嘗試解決問題，在討論的基礎(chǔ)上給出結(jié)論——講授教學(xué)內(nèi)容，最后采用課件進(jìn)行算法的動(dòng)態(tài)演示，加大了課堂信息量，提高了教學(xué)效率。

3 實(shí)踐教學(xué)的探索

實(shí)踐教學(xué)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，對本門課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的決定。通過實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用書上學(xué)到的知識(shí)來解決實(shí)際問題，培養(yǎng)軟件工作所需要的動(dòng)手能力。

實(shí)踐活動(dòng)通過兩個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，第一個(gè)環(huán)節(jié)課程實(shí)驗(yàn)，較偏重于對課程內(nèi)容的理解。實(shí)驗(yàn)講義完備，開出率100%。保證了學(xué)生理解和掌握課程的基本理論和基本概念，又提高他們的動(dòng)手能力。第二個(gè)環(huán)節(jié)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)自己提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)方案，在教師指導(dǎo)下按其方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后讓學(xué)生自己得出應(yīng)有的結(jié)論，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力，從而激發(fā)創(chuàng)造力，也初步實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生進(jìn)行一整套軟件工作規(guī)范的訓(xùn)練和科學(xué)作風(fēng)的培養(yǎng)。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。我在教學(xué)時(shí)把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按照不同內(nèi)容和難度分成三種類型：基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、和綜合性和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排在各個(gè)章節(jié)中，主要圍繞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容，目的是讓學(xué)生掌握各種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯關(guān)系和存儲(chǔ)方式，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法，理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本操作的定義和實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是在基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，提高學(xué)生解決問題的能力和良好的編程能力。例如一元多項(xiàng)式求和，要求學(xué)生選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自己編寫算法。綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生自己進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，主要訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，協(xié)作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

（2）考核方式探索

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和協(xié)作，使不同水平的學(xué)生都能在大型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中擔(dān)負(fù)起相應(yīng)的工作，特別設(shè)計(jì)了一套針對綜合型實(shí)驗(yàn)和探索創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的考核方式和考核方法。

根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取不同的考核方式，基礎(chǔ)型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排在平時(shí)每周的上機(jī)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行，根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考核。綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較大，需要學(xué)生分工合作，共同完成，一般對學(xué)生進(jìn)行分組，每組完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)完成，一般有兩周時(shí)間，教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生在組內(nèi)的表現(xiàn)給出一個(gè)考核成績，項(xiàng)目完成后，再根據(jù)各組提交的項(xiàng)目報(bào)告和項(xiàng)目的質(zhì)量給出合理考核成績。這樣既激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，又提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

4 結(jié)論

在研究課程的教學(xué)方法時(shí)，要因內(nèi)容制宜，因?qū)W生制宜，采取不同的教學(xué)方法。本人通過近十年對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的實(shí)踐與探索，取得了一定的教學(xué)效果，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，不在感覺那么抽象，理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法不再那么困難，讓學(xué)生真正理解了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的作用，會(huì)選擇和使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決問題。為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，乃至對學(xué)生今后從事軟件方面的工作都會(huì)提供較大的幫助。

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[作者簡介]

李艷平（1976-），女，山東鄆城縣人，講師，碩士，研究方向：軟件工程。