基于Web方式的“数据结构”课程教学*1

茹小光

(长治医学院 计算机中心，山西 长治 046000)

一、引言

“数据结构”[1]是计算机科学中一门综合性的专业基础课，是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程，研究范围主要涉及常用的数据的逻辑结构、存储结构及其所支持的运算操作等。目前在我国，“数据结构”不仅是计算机专业的教学计划中的核心课程之一，而且是其他非计算机专业的主要选修课程之一。通过对课程的学习，要求学生在分析问题的基础上构建相应数据的逻辑结构、存储结构及操作算法，掌握算法的分析和设计方法，同时达到对学生的抽象能力和创造能力的培养。多数学生在学习本课程时感觉抽象枯燥，针对性不强，无从下手，导致学习的积极性不高，学习效率大打折扣。因此，改革教学模式，合理组织知识结构，合理安排教学内容，充分利用现代化教学手段，是提高教师的课堂教学质量和学生的学习效率，调动学生的学习积极性和主动性的重要方法和途径。

二、传统教学模式存在的问题及原因

在传统的课程教学过程中，授课教师对“数据结构”教学内容的组织大多采用流线型方式呈现，由于该课程本身除了具有一定的理论性、抽象性和复杂性之外，又有很强的实践性和应用性，若非精心准备，很难取得好的课堂教学效果。对于学生而言，尽管也知道该课程的重要性，但枯燥的课堂教学很难激发他们的学习兴趣，课后的上机实践也因理解不全面而无从下手。此外，随着当今学科知识交叉融合日益加大，知识体系本身也在不断更新、变迁和扩展，传统的数学模式已不适应现代教学发展的需要。

三、构建基于Web组织方式的课程教学体系

课程教学体系是教学过程中各种要素的有机组织和合理协调。这些要素包括：教学大纲、考试大纲、授课计划、教学内容、重点难点、教师教案、教学课件、程序案例、专题典例、教学录像、动画演示、问题答疑、习题解答、上机实践、作业设计、信息反馈、问卷调查等等。如何有机地组织、规划和协调这些要素之间的关系，是教学成败的关键。我们可以通过精心组织教学过程和环节，精心设计教学内容，进行教学资源数据库[2]的建立和网页设计[3]，充分利用和发挥校园网络资源优势，创建网络化教学环境。

(一)理论教学的Web组织模式

首先，教师应明确这门课程的主要教学目的是使学生全面地理解数据结构和算法的概念，掌握设计数据结构与算法的主要原理和方法，比较不同数据结构和算法的特点，提高学生使用计算机解决实际问题的能力。其次，教师应全面把握教学内容的深度和广度，以教学大纲中规定的最基本、最核心的数据结构与算法作为重点讲授的内容，突出算法的思想和方法，力求做到重点要讲透，难点要剖析，复杂思想简单化，并将算法思想全面贯穿于算法实现中。此外，为了开阔学生视野，教师应将其他各种各样的结构与算法收集整理并加工，作为不同层次学生学习和拓展知识的素材，给学生提供一些应用经典例题，如汉诺塔问题、八皇后问题、跳马问题、老鼠走迷宫问题、欧拉回路问题等等，激发学生的学习积极性和主动性。基于上述思想，我们对以前的教学大纲、授课计划、教学内容、重点难点、教案、教学课件等教学资源归类、整理、精练，通过数字化处理，以章节课时为主线，以Web方式[4]为组织形式形成完整系统下的一个个子系统，为以后的教学提供方便，使教师能够高效、快捷、准确、规范地管理新的课程体系中的教学内容，整体把握、及时更新、不断拓展，实现教学资源最优化，同时也方便学生自学。图1所示的是树与二叉树章节中二叉树的Web组织模式，模式采用树型结构自顶向下分类组织逐步细化的形式，最终对每种算法都给出算法思想、算法实现和算法分析，如图中给出的中根遍历算法。

图1 二叉树理论教学的Web组织模式

(二)实践教学的Web组织模式

首先，通过基于Web的网络教学系统，实现作业和习题发布和提交[5]。学生通过适当做题，加强他们对课堂内容的理解和掌握，教师可以从学生的做题中发现许多教学中忽视的问题或新的见解和思想。由于“数据结构”的习题中，最难的是算法题，且算法题的答案不是唯一的，也是学生在做题时出现错误最多的地方，为此，我们挑选一些有助于学生理解“数据结构”的概念和思想的经典题目让学生练习，同时给出这些典型例题的参考算法程序，并对关键核心语句进行注释，指出常见错误、设计思路、算法分析等；有的算法给出多种解法，并比较这些解法的优缺点，真正使学生从中体会到算法的真谛，从而提高学生算法设计与分析能力。其次，通过基于Web的网络教学系统，加强学生上机实验环节。教师精心设计学生上机实验题目，掌握好题目的难度和深度，通过网络将实验目的、实验内容、参考步骤等资料发布给学生，帮助学生完成每次实验任务，学生可以随时将实验中出现的问题进行分析、总结，并及时反馈给实验教师，教师还可以为学生提供部分实验的操作演示、模拟实验，以及常见问题解答等内容，最大限度地帮助学生理解掌握实验的全部内容。图2所示的是实践教学的Web组织模式，模式以Web数据库作为后台教学资源支持，前台为学生或教师提供各种服务和实践，如理论教学课件、实验教学内容、作业练习、测试、交流等内容，按知识获取和提高的过程完成实践教学的目的和任务。

图2 实践教学的Web组织模式

四、结束语

按照《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指导思想，大力推进教育创新、科技创新和管理创新，坚持以人为本，转变发展观念，创新发展模式，提高发展质量，在教学过程中不断进行教学改革，不仅在培养目标、课程设置、教学内容、教学计划等方面进行更新和发展，而且要在教学组织、教学方法、教学手段等方面不断进行创新和实践。本文从教学组织、教学方法和教学手段几个方面给出了“数据结构”课程的理论教学和实践教学的实施方案，由于各个学校的现实情况有所不同，授课教师应根据学校和自身的特点，积极探索新的教学模式，努力提高教学质量；要不断更新教学理念，主动进行教学改革，只有这样，才能使培养的学生满足社会的发展需求。

参考文献：

[1] 严蔚敏.数据结构[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2] 翁正科.Visual FoxPro 6数据库开发教程[M].北京：清华大学出版社，2000.

[3] 刘 涛.网页设计技术[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[4] 魏善沛.Web数据库基础教程[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[5] 薛元昀.网页数据库设计与发布[M].北京：清华大学出版社，1999.