[高职高专数据结构课堂教学改革探讨] 数据结构与算法
时间：2019-01-08 03:27:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 《数据结构》是一门十分重要的核心课程，同时也是一门较为难学的基础课程。学生在学习过程中，普遍反映该课程存在难懂、难做、难用的问题。在课程教学过程中，教师应培养学生的兴趣，弥补前期知识的不足，精心设计教学方案，合理组织教学内容，加强实践性教学，促进学生对讲授知识的理解，进而提高学生分析问题和解决问题的能力。
关键词： 高职高专 数据结构教学 问题 教学改革
1.引言
数据结构是程序设计的重要理论技术基础，也是设计和实现编译程序、数据库程序、操作系统等系统程序的重要基础，它将数学、计算机硬件和计算机软件课程有机融合在一起，其目的和任务是使学生能够根据实际问题的需要选择合适的数据结构和算法，提高编写软件和解决实际问题的能力。数据结构课程设计内容广、概念多、算法理解和编写难度大，具有很强的抽象性，学生普遍反映该课程难懂、难做、难用，没有学习兴趣。但是，从安徽省高校2011年计算机专业专升本的考试科目安排来看，专业课的考试基本上都有数据结构。从历年的大自考成绩来看，数据结构的成绩普遍不好，很多同学的前进步伐就受阻于数据结构。高职高专数据结构教学的改革迫在眉睫。
2.存在的问题
从教学过程来看，高职高专学生在学习数据结构过程中主要有如下问题。
（1）高职高专计算机专业的学生是文理兼招，一些文科学生对数据结构中抽象性知识理解不够，希望老师能够把抽象性问题尽可能地现实化，普遍存在算法看不懂的问题。
（2）一些学生总认为数据结构是一门理论课，感到很枯燥、乏味，学习兴趣不浓。
（3）学生程序设计能力不足。学生在学习数据结构课程时，由于前导课程掌握不好或没有熟练掌握，因此在学习数据结构课程时感到很困难。数据结构中的算法多数由类C或C++实现，在学习数据结构之前，学生应该已经系统地学习过C或C++的相关知识。但是由于学生刚刚开始接触程序设计语言，对计算机语言的许多约定理解得不是很透彻，用计算机解决问题不可能得心应手，程序设计水平有待进一步得到提高。
（4）传统教学模式难以满足数据结构课程的教学要求。由于以教师为中心，忽视了学生的主动性和创造性，作为认知主体的学生在整个教学过程中都始终处于被动的知识接受者的地位，学生学习的主动性被忽视。
3.提高学习兴趣
“兴趣是最好的老师”，兴趣是学生强大的学习动力。数据结构理论性很强，概念的抽象性，算法的精典性和复杂性，描述语言的先进性，使学生在学习过程中感觉空洞、抽象，难以理解和掌握，对实际应用益处不大，学习起来没有兴趣，挫伤了学生的学习积极性。因此，提高学生的学习兴趣、消除畏难情绪，进而提高学生的学习积极性就显得尤为重要。在第一堂课教师应把贴近生活的一些例子引入课程，以激发学生的好奇心和兴趣，并在教学过程中自始至终强调应用性。在介绍算法时要注意补充一些算法的实际背景知识，可以用于解决哪些实际问题，通过这种应用背景知识的介绍和来源于实际经验的联想来架设理论联系实际的桥梁。这样既可维持学生的学习兴趣，增强学生学习的自主性，又可提高学生解决实际问题的能力。对于“数据结构”来说，教师的“教”固然重要，但学生的“学”也极其关键。当然，学生的“学”不应该是被动地“学”，而应该是主动地“学”、自觉自愿地“学”，只有这样，才能充分发挥主观能动性的作用，真正把学习搞好。教师应当大力倡导学生进行自主学习，鼓励他们积极探索、大胆创新，不断提高自学能力，分析问题、解决问题的能力。对于授课内容，学生在课前要适当预习，课后要认真复习，上课时则要专心听讲，并做好笔记。一般来说，课前预习无需花费太多的时间，只要粗略地看一下，有所了解即可，而课后复习则要及时、全面，要根据上课时老师的讲解和自己所作的笔记，反复研读课本的有关内容，直至真正理解、掌握为止。
4.解决基础不足问题
C语言程序设计是数据结构的前导课程之一，学生对它的掌握程度，直接关系到数据结构的教学效果。C语言极具灵活性，对于刚刚学完C语言程序设计的学生而言，运用不一定自如。另外，C语言难点是指针、函数、数组作为函数参数，以及结构体类型，等等，而在数据结构课程教学过程中主要运用这些知识来分析、解决问题。对于大部分学生来说，C语言运用能力不是很强，如果上课时直接切入主题，他们就有“云遮雾罩”的感觉。如何解决这个问题呢？我们可以利用一到两次课时间来复习C语言的相关知识，特别是指针、数组和结构体等，也可以将这些学时融入到教学进度表中，在复习时并不是面面俱到，而是将与本课相关的内容加以归纳总结，这样既可以复习以前的知识，加深印象，强化理解，又可以为数据结构课程的教学作铺垫。
5.精心设计教学方案，合理组织教学内容
数据结构课教学内容繁多、零散，主要内容有：数据结构和算法设计与分析的基本知识，各种基本数据（线性表、栈、队列、树、图等）结构的定义，存储结构、相应的算法及应用，等等，相互之间的衔接线索少，使人感觉内容零散，没有一个整体的知识框架体系。往往由于教学内容多，难取舍，造成教学过程中面面俱到，重点、难点不突出，学生理解困难，教学效果不理想。鉴于以上问题，在数据结构教学中，应该将书本的内容进行教学上的分类，对于线性表需要重点讲述，因为别的章节的算法实现归根结底都要转变到线性表上来实现，所以对该章的算法讲解要利用多媒体教学的优点，通过Flash作品，让学生明白数据结点的添加和删除在内存中的变化和算法实现。由于算法都是用类C语言描述的，许多学生以为把算法直接变成C语言就可以运行了，发生错误后就不知所措，因此要尽量用程序的方式来讲解算法，让学生知道算法在程序中的位置，知道整个程序的来龙去脉，也为以后章节的实践打下基础。另外，对数据结构中的各种基本数据结构及其算法的教学过程，可以统一到解决现实问题的具体过程当中。首先提出现实生活中的问题，然后介绍为解决问题所涉及的逻辑结构、存储结构，再分析、设计和对比相关的算法，最后获得问题的解答。这样，在教学过程中，依据提出问题―解决问题这一思路，不但能把繁杂的教学内容进行有效的组织，而且能实现理论和实践的紧密结合。
6.加强实践环节
数据结构是一门实践性很强的课程，培养并提高学生的实践能力是其教学重点之一。对于各种数据结构来说，其存储结构与各种算法的具体实现，都必须借助于一定的程序设计语言（如C语言），并通过上机实验来加以验证。学习数据结构的最终目的，主要就是为了提高程序设计的效率与水平，并养成良好的程序设计习惯。因此，从某种意义上说，学习数据结构的过程，也就是进行程序设计训练的过程。在数据结构的教学过程中，理论课与实验课应当并重。教师应当切实抓好实验课的教学，规范实验的步骤与过程，以确保能达到预期的教学效果与教学目的。由于“数据结构”中的算法大多采用结构类型的数组或指针来加以描述，并编写为函数的形式，因此，应重点要求学生熟练C语言中与数组、指针、结构类型，以及分支与循环结构程序、函数等有关的内容，并掌握相应的编程技术。在实验的过程中，教师应适当提供或讲解相应的“示范程序”（即教师自己所编写的完整的算法程序），以便让学生尽快掌握要点。例如，对于最简单的顺序表（即线性表顺序存储结构），最基本的算法有顺序表的查找、插入与删除等。首先，教师可分别提供查找、插入算法的“示范程序”，并对其进行详细的分析讲解，然后让学生加以模仿，并编写出单独的删除算法程序。
7.结语
《数据结构》是一门概念准确、组织严谨的课程。该课程的学习是复杂程序设计的训练过程，其目标是培养学生敏捷的抽象思维能力，培养学生严谨的逻辑思维能力，培养学生强大的算法设计能力。只有采用先进的教学方法和手段，才能取得良好的教学效果。
数据结构课程是计算机科学教育的一个重要组成部分，是计算机相关专业重要的理论基础课程，具有特殊地位及显著特点。如何通过课程的学习，培养学生的数据抽象能力，获得求解问题的方法，提高学生的创新能力，这个问题值得广大任课老师不断探索、创新。教学改革是一项长期而艰巨的任务，既要重视基础理论知识的学习，又要重视实践教学环节。本文是我在教学过程中的一些措施与体会，希望能给同行以借鉴。
参考文献：
［1］严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）［M］.北京：清华大学出版社，1997.
［2］严蔚敏，吴伟民，数据结构题集（C语言版）［M］.北京：清华大学出版社，1999.
［3］姚菁.数据结构（C语言版）［M］.北京：机械工业出版社，2000.
［4］谭浩强.C语言程序设计（第二版）［M］.北京：清华大学出版社，2002.
［5］廖明宏，张岩，李秀坤等.哈尔滨工业大学数据结构与算法精品课程介绍［J］.计算机教育，2006，5：21-24.
［6］孙海民.设计开发“数据结构”教学软件的现状分析研究［J］.计算机教育，2005.10：22-24，27.
［7］杨种学.研究型教学法在数据结构课程中的应用研究［J］.计算机教育，2007.1：57-59.
