谈谈数据结构的教学方法

万淑兰

[摘要]数据结构是计算机程序设计的重要理论技术基础,它不仅是计算机专业必修的一门核心专业基础课程,而且已成为其他理工专业的热门选修课。当用计算机来解决实际问题时,就要涉及到数据的表示及数据的处理。

[关键词]数据结构 教学方式 教学效果

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810150-01

《数据结构》是计算机及相关专业中一门重要的专业基础课程,它讲授的内容涉及数据在计算机中的表示、组织和处理,以及相应的算法设计和初步的算法性能分析。但该课程比较抽象难懂,教学方法不当容易造成教学效果差,教学目的难以实现的后果。如何使学生更好地掌握最常用的数据结构,理解数据结构内在的逻辑关系,数据与关系在计算机中的存储表示以及在这些数据结构上的运算和实际的执行算法,培养学生解决实际问题的程序设计能力以适应学科迅速发展和知识更新的需要,我们教师就要结合学生特点不断积累经验,改革教学方法和教学手段,以适应高职高专教学需要。

一、数据结构课程的特点

数据结构是一门理论性强、思维抽象、难度较大的课程。它的教学要求是:学会分析研究计算机加工的数据结构的特性,以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构及其相应的算法,并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术。

通过对本课程的学习,使学生初步具备分析问题、解决问题的能力,养成良好的程序设计风格,积聚和提高基本的分析设计能力。为后续课程的学习打下坚实的基础。要求学生能够掌握各种数据结构的特点及实现方法和适用范围;培养学生阅读、分析和设计算法的能力;进行必要的分析设计基本技能训练;掌握常规设计方法和技巧。

数据结构这门课程从内容上看有这么几个特点:一是各种数据结构之间虽然存在一些内在的联系,但总的来说还是自成体系、较为独立的,整个课程不具有明显的整体性;二是数据结构的算法可应用于不同的环境中,可以用不同的编程语言来实现;三是课程内容具有很强的可伸缩性,既有新的数据结构、新的算法以及新的理论不断出现,而且数据结构和算法也可以针对不同的问题进行调整,同一个问题也可以用不同的数据结构和算法来解决;四是课程内容具有极其广泛的适用性,数据结构的概念、原理和方法在软件开发的过程中具有极其重要的指导意义,可以帮助人们解决社会生产活动中的很多问题。

二、以培养实践能力为核心的教学模式

(一)加强课堂理论教学

理论教学在培养学生的实践能力方面的作用是基础性的、指导性的,所以一定要加强课堂理论教学。

1.在课程内容上,要用透彻掌握各种教材的精华,不可仅限于当前一本教材。既要把传统数据结构的内容讲解透彻,又要增加面向对象等新的内容和方法以适应计算机科学的发展。既要把基本数据结构的定义和分析、基本数据结构的应用讲清楚,还要把各种数据结构综合运用以解决实际问题的方法讲清楚。

2.在教学重点上,既要培养学生扎实的理论基础,又要培养学生分析问题解决问题的能力。比如讲解图的邻接表存储表示,不能简单地灌输书本知识,而要向学生说明为了解决图的存储这个问题,把图的结构分解为弧结构和顶点结构的有机组合,图是三个层次结构的统一。通过类似的教学,可以培养学生分解复杂问题为简单问题并且最终解决复杂问题的能力。

3.在教学方式上,可以根据授课内容的不同采用启发式教学、参与式教学、任务驱动式教学等形式多样的教学方式以增强教学效果,激发学生学习的主动性。在课堂教学中不能只讲多媒体课件,而要把板书与多媒体课件相结合。另外在教学中还要充分运用提问、课堂测验、精讲等方式,以此活跃课堂教学气氛,培养学生的独立思考和自学能力。

(二)搞好课后教学辅导

课堂的时间毕竟是有限的,为了帮助学生巩固课堂所学的理论知识,为上机实践做好准备,必须做好课后的教学辅导。在课余时间可以让学生把存在的疑问列举出来,给他们解答,让他们真正做到理论与实践的结合。

(三)精心设计上机实践

上机实践是学生学好数据结构、培养实践能力最关键的环节,一定要精心组织,合理设计,加强指导。

1.在上机题的选择上,要体现分析设计能力的培养。由于数据结构课程不具有明显的整体性,各种数据结构之间相对独立,所以首先要选择一些单一数据结构的上机题来进行基本的训练,然后再选择一些综合运用的上机题来进行拓展训练。给学生布置的综合运用上机题不宜过细,应留有余地,并把握好难度,不要事先指定使用某种数据结构,而是要求学生从实际出发,在具体、真实的环境中分析研究数据对象的特性,构造合理的数据结构以及相应的算法。

2.要加强编程能力的培养,鼓励学生使用不同的编程语言。通过上机实践,可以进一步锻炼学生的编程能力,要求学生编制的程序一定要有完整的数据结构说明和注释,要有容错处理,要能正常运行。

3.要加强上机实践的组织工作。给学生布置的上机题可以分为必做题和选作题,必做题涵盖教学大纲的重要知识点,难度一般,每一名学生都要做完。选作题数量比较大,有一定难度,但不要求每题必做,只是随机抽取一部分题目分配给学生完成。

(四)认真检验教学效果

1.每次课堂上提问上次课的内容。通过提问可以了解课堂教学效果以及学生的学习态度和学习积极性,如果出现问题要及时找出原因并加以解决。

2.认真批改作业。通过作业中出现的各类错误,找出一些共性的问题,集中加以解决。也可以通过与学生谈话、办公室答疑了解学生学习这门课程的情况以及对教师教学的评价,师生互动,共同搞好教学。

3.认真检查上机题的完成情况。检查工作最好在机房进行。检查时不仅要求学生演示最终的运行结果,还要随机询问设计思路、出错处理、甚至源程序语句说明等,以确认学生独立或合作完成了指定的任务,达到了培养实践能力的目的。

参考文献:

[1]严蔚敏、吴伟民,数据结构(C语言版),清华大学出版社,1997,2003.

[2]张晓莉、罗文劼等,数据结构与算法,机械工业出版社,2008.