羅富貴+唐鳳仙

摘 要：數(shù)據(jù)結構主要學習用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)處理的方法，它在計算機科學課程體系中起到了重要的作用。但由于這門課程抽象度高，內(nèi)容不易理解，學生學習起來感覺非常困難，導致教學效果非常不好。本文通過分析了在數(shù)據(jù)結構教學中存在的問題，在理論教學和實踐教學方面提出了一些改進的教學措施。

關鍵詞：數(shù)據(jù)結構 案例教學 啟發(fā)式教學 實踐教學

《數(shù)據(jù)結構》是計算機及相關專業(yè)的專業(yè)基礎課之一，是一門十分重要的核心課程，它也為計算機專業(yè)的后續(xù)課程如操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理和軟件工程等學習打下堅實的基礎。數(shù)據(jù)結構課程主要研究內(nèi)容是各種數(shù)據(jù)的邏輯結構（數(shù)據(jù)元素之間的關系）、存儲結構，以及建立在這些結構的算法及其性能分析，其主要學習目標對這些內(nèi)容的掌握和理解。但由于《數(shù)據(jù)結構》這門課程理論性強、抽象度高，使得學生學習起來感覺非常困難，學生普遍反應該課程不易理解，導致教學效果非常不好。本文分析了在數(shù)據(jù)結構教學中存在的問題，教學內(nèi)容，教學方法，教學手段以及實踐教學等四個方面進行研究，提出了一些改進的方法和措施，從而提高教學質(zhì)量。[1]

一、課程教學目前存在的問題

1.課程本身難度大

數(shù)據(jù)結構主要學習用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)處理的方法，該課程理論性和邏輯性都比較強，而且數(shù)據(jù)的邏輯結構以抽象數(shù)據(jù)類型進行表述，抽象度高，內(nèi)容相對來說枯燥無味、知識點也比較多，不花足夠的時間研究很難理解。往往前面所學的知識還沒有完全理解，又開始學習新的知識，遇到的問題不能及時解決，這使得問題不斷堆積，造成學生心理上感到恐懼，學習難度大，從而失去了學習數(shù)據(jù)結構的興趣，最終導致教學質(zhì)量差。[2]

2.先導課程基礎不扎實

高等數(shù)學、高級程序設計語言和離散數(shù)據(jù)等課程是數(shù)據(jù)結構的先導課程，學生對先修課程掌握不扎實。例如在分析算法時需要一定的數(shù)學知識，理解和實現(xiàn)算法時則需要高級程序設計語言。目前大部分高校的數(shù)據(jù)結構的算法描述工具是C語言，其算法經(jīng)常需要用到先修課程C語言里的函數(shù)、指針、結構體等知識，而學生對這些知識普遍掌握不好，導致其在學習數(shù)據(jù)結構時對知識的理解和算法實踐受到阻礙。

3.實踐動手能力弱

在多年的教學中發(fā)現(xiàn)每一屆學生都存在同一問題：由于先修課程C語言程序設計的基礎薄弱，學生對問題的分析能力不足，對算法的理解程度差，動手編程、調(diào)試、閱讀程序的能力差。所以，上機時自然無從下手，學生無法體會數(shù)據(jù)結構課程在計算機軟件開發(fā)領域的價值，也就無法體會數(shù)據(jù)結構課程的作用，使得學習沒有興趣。

二、課程教學與實踐的改革

1.組織好教學內(nèi)容

《數(shù)據(jù)結構》課程教學內(nèi)容主要包含有基本的數(shù)據(jù)結構：線性結構、樹形結構、圖形結構以及數(shù)據(jù)結構的應用，面對多而繁雜的內(nèi)容，可以通過以下的方式來有效地設計好教學內(nèi)容，如圖1所示。

基本數(shù)據(jù)結構的教學組織內(nèi)容可以劃分以下三部分：一是數(shù)據(jù)的抽象數(shù)據(jù)類型（邏輯結構和基本運算描述）；二是數(shù)據(jù)在計算機的存儲結構：主要包括順序存儲結構和鏈式存儲結構；三是基本運算在兩種存儲結構上算法的實現(xiàn)及算法性能分析。數(shù)據(jù)結構的應用包含查找技術和排序技術兩方面。我們就可以根據(jù)課程的教學目標，依照圖1所示進行內(nèi)容設計，以知識單元為基點由簡單到復雜分階段組織實施教學，不僅增加教學的靈活性，降低教學難度，而且學生課后可以按照這條主干線自主學習，提高學習效果。[3]

2.改變教學方法

由于該課程抽象度高，內(nèi)容不易理解，使得教學難度增大，一方面需要教師講授，另一方面需要學生參與其中。因此，在教學中，可以將案例教學法和啟發(fā)式教學法相結合進行教學。

所謂案例教學是根據(jù)范例“個體”的知識特點，分析掌握整個“類別”事物的特征，使對“個體”的認識上升為對“類別”的認識，從而掌握其規(guī)律和范疇。在數(shù)據(jù)結構的教學中，采用案例教學法通過實例講解抽象的理論知識，讓學生更加容易理解。例如針對學生剛剛接觸數(shù)據(jù)結構比較陌生，在緒論中介紹數(shù)據(jù)結構課程時都會介紹數(shù)據(jù)結構的作用以及研究的內(nèi)容，我們可以通過一個簡單案例的講解來深入介紹數(shù)據(jù)結構中的術語及其數(shù)據(jù)之間的關系。在講解到算法的實現(xiàn)時，也可以引入一個現(xiàn)實生活中的實例來分析算法實現(xiàn)的具體步驟。對于數(shù)據(jù)結構中的算法描述工具是C語言，可以通過簡單的學生成績管理程序和學生共同復習C語言中的函數(shù)，結構體，指針等知識應用。通過案例教學，使抽象的理論知識具體化，讓學生更加容易理解抽象的理論知識和復雜的算法。[4]

啟發(fā)式教學的核心就是要培養(yǎng)學生獨立思考和創(chuàng)新思維。實現(xiàn)啟發(fā)式教學的關鍵是高質(zhì)量、創(chuàng)新性、啟發(fā)式“問題”的設計。在數(shù)據(jù)結構教學中，采用啟發(fā)式教學方法，可以將課本上的平面知識、技能點以問題的形式呈現(xiàn)給學生， 培養(yǎng)學生分析問題的能力。例如我們在分析算法時可以設計許多問題，在講到線性表的插入一個新元素時，如何操作才能把新元素插入到正確的位置，并且保持表的邏輯結構不變。在講最短路徑時，首先提出去某市旅游應怎樣安排行程使花費最少這一問題，讓學生發(fā)表自己的意見，進而引導他們使用Dijkstra算法來解決這個問題。通過啟發(fā)式教學法不但給學生提供了充分思考、探究的空間，而且學生邊學邊做，可以更加深入理解所學的知識。

3.優(yōu)化教學手段

在具體的教學過程中，為了使得數(shù)據(jù)結構抽象的理論知識形象化，復雜的算法易于理解，可以綜合使用多種教學手段。在講解算法的執(zhí)行過程時，例如線性表的插入、刪除，棧和隊列的動態(tài)執(zhí)行，樹、圖的遍歷，各種查找排序算法等，可以利用現(xiàn)代化多媒體教學手段，將算法執(zhí)行的過程用動畫演示出來，學生通過演示觀察數(shù)據(jù)的變化，更加容易理解算法的執(zhí)行過程，從而掌握好算法的原理。此外，還可以搭建網(wǎng)絡教學平臺來輔助學生課后學習數(shù)據(jù)結構和自測。目前微課也是一種很好的教學手段，選擇重點難點的知識點，學生不易理解的算法，然后針對每個知識點制作相應的微課，將其上傳到課程的教學網(wǎng)絡平臺上，方便學生下載觀看，方便學生預習、復習?？傊喾N教學手段在教學過程中的應用，可以使教學內(nèi)容變得更直觀、形象、生動，從而提高教學效果。

4.重視實踐教學

實踐教學在數(shù)據(jù)結構課程起到非常重要的作用，學生通過上機實現(xiàn)算法，能夠更好的理解算法的原理，掌握數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關系。因此，要重視實踐教學環(huán)節(jié)，就要設計好實踐環(huán)節(jié)。要設計好實踐教學環(huán)節(jié)，應做到以下兩點：

（1）要精心安排好實踐內(nèi)容。對于實驗環(huán)節(jié)的設計，應由淺到深的思路設計。一開始先從簡單的算法入手，并且給出程序框架，有利于學生進行編程，在程序出問題時先分析原因再修改，這樣學生編出的程序得出結果就獲得成就感，增強自信心。接下來對每種邏輯結構的每個知識點進行擴展，要求學生進行驗證性的設計練習，從而達到加深對理論知識理解的目的。

（2）要策劃好實踐項目。根據(jù)實驗內(nèi)容，合理策劃好實驗項目，從而培養(yǎng)學生靈活運用多種知識進行實踐設計的能力。在實踐課中，將實驗內(nèi)容轉化為一個個子項目，通過子項目的完成，進而能夠匯總成一個完整的綜合性項目，從而培養(yǎng)了學生綜合利用各種知識解決具體問題的能力。

結語

《數(shù)據(jù)結構》是計算機關專業(yè)的一門非常重要的核心基礎課程，但是該門課程抽象度高，算法比較復雜，學生學習起來感覺非常吃力，從而導致教學效果不佳。本文歸納總結數(shù)據(jù)結構在教學過程中存在的問題和困難，在分析問題產(chǎn)生的原因基礎上，從教學內(nèi)容，教學方法，教學手段以及實踐教學等四個方面進行研究，提出了如何組織好教學內(nèi)容，如何將案例教學方法和啟發(fā)式教學方法相結合進行理論教學，如何利用好多種教學手段，如何設計好實踐教學環(huán)節(jié)等方面的改革方案，讓學生更好地參與教學過程當中，從而提升教學質(zhì)量。

參考文獻：

[1]邱勁，王平，徐展.《數(shù)據(jù)結構》課程教學改革與實踐探索[J]。西南師范大學學報（自然科學版），2013（1）：139-142.

[2]董麗薇.《數(shù)據(jù)結構》課程教學方法的改進[J].沈陽師范大學學報（自然科學版），2012（2）：307-309.

[3]賈丹，周軍.基于創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)模式的數(shù)據(jù)結構課程教學改革[J].遼寧工業(yè)大學學報（社會科學版），2015（2）：132-134.

[4]高廣銀，姜楓，丁勇.應用型人才培養(yǎng)過程中《數(shù)據(jù)結構》課程教學改革[J].現(xiàn)代計算機，2015（33）：9-12.

作者簡介

羅富貴（1984-），女，廣西來賓人，講師，研究方向：目標跟蹤，圖像識別。

唐鳳仙（1977-），女，廣西都安人，副教授，研究方向：模式識別與圖像處理。