网络环境下的数据结构教学:数据结构c语言版pdf
时间：2019-01-15 03:35:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要:数据结构是高等学校一门重要的算法设计训练课程，旨在通过研究非数值计算的程序设计问题中计算机操作对象以及他们之间的关系和操作等相关问题，提高学生的算法设计和程序设计能力。网络环境下的数据结构教学，遵循以教师为主导，学生为主体的教学模式，同时重视教学实践环节和质量评估，便于培养具有创新思维和创新能力的创造型人才。
关键词:数据结构；教学模式；教学方法
《数据结构》不仅是计算机专业的核心专业课程，也是其他非计算机专业的主要选修课之一，更是从事计算机软件开发和应用的人员必备的专业基础；整个课程的学习过程，也是复杂程序设计的训练过程。但在多年的教学过程中，学生普遍反映该课程较为难学，对一些抽象概念、算法难于理解和掌握。在计算机专业课程层出不穷、专业知识不断丰富的今天，如何在网络环境下提高这门课程的教学效果，是一个值得探讨的问题。
一、教学以学生为本，顺应教学“市场”
教学应以学生为本，学生从中学过渡到大学教育，摆脱了应试教育的羁绊后，却在学习上缺失目标，显得迷茫。教师在备课过程中应学习中学教师的做法，一方面要备教材，另一方面要备学生。由于数据结构选修的学生多，授课时间往往是一周一次课，教师对学生的状况基本不了解，往往忽视学生的真正需求。这样一来，数据结构离学生的距离就远了。教师应走下教坛，走近学生、争取学生的认同是恰当的途径，从而更好地引导学生。数据结构让学生觉得用处不大，只是用来应付考试，往往学生对热门的程序语言更为热衷。打消学生这种念头，引导学生树立正确的数据结构学习观，就在于传播的途径与方式的正确与否，教师是否以学生为本，尊重学生的学习意愿。将来如果高校选课制度化，教与学成为纯粹的卖方市场与买方市场的关系，学生可以自由地选择所有课程，那么数据结构又将处于怎样的地位？学生是否还会学习这门课程？
二、网络环境
在教学市场环境下，教学中是学生而并非教师，起了决定作用的因素。当代大学生学习生活的重要环境就是网络环境，所以想要考虑数据结构教学的发展，就必须思考在网络环境下数据结构教学的发展方向。网络环境已经是当今大学生生活环境的一部分，对网络的使用已经在大学里形成一种氛围，依靠网络解决问题已经成为一种下意识的思维习惯，不可置疑，网络世界已经成为青年学生常态生活的重要组成部分。网络环境就是要将网络视为一个多元平台，不仅是多种学习资源发布的平台，更是信息的接收引用平台，更可以是师生之间平等的沟通平台。同时网络还具有隐形虚拟性，打破了交流双方面面相对时所必须遵循的社会伦理的秩序，消除外在的交流压力，教师在这个平台上不再高高在上，拥有绝对的权威，也不再主宰话语，使得交流的方式更加从容，交流内容更加真实。在这种环境下，教师才能真正知道学生所想，并对学生的需求做出及时反应，在帮助学生解决问题的过程中合理引用各类资源。
三、网络环境下的教学内容
教学要在网络环境中重新思考定位。所谓的网络环境意味着师生对等、多元化、互动式沟通。网络环境下的数据结构教学包括教学内容的网络信息化、教学过程的对等互动式教学，教材选编、程序诠释的多元开放。
数据是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号的总称。数据被输入到计算机之前，可能是一张二维表，也可能是一个文件夹下的目录和文件列表，一个十字路口的交通标志图等等。对于这些和普通的数字或字符完全不同的数据，如何借助于计算机来对他们进行处理，以获得用户期望的结果信息呢?这就是数据结构这门课程要解决的问题。数据结构就是研究非数值计算的程序设计问题中计算机操作对象（数据)以及他们之间关系(结构)和操作等的一门学科。�①他不仅是程序设计的基础，而且是设计和实现编译系统、操作系统、数据库系统及其他系统程序乃至应用程序的重要基础。但如何让学生理解数据结构作为计算机学科基础课程的现实性？唯有在教学内容中，利用网络，引入现实各类计算机处理系统进行诠释和说明。
教学内容的网络信息化即打破教材局限，教学内容专题化，以教材内容为信息的辐射中心，收集各类相应信息，针对学生专业特点，加以说明。比如讲到数据的逻辑结构及相应的数据运算时，除了准备课程内容以外，我还广泛收集网络上各类论坛。学生对于网络发帖并不陌生，日常生活中，也常常在各大论坛发表看法或者寻找问题的解决方案，但是他们从来没有想过这些帖子的逻辑结构及各个网站对帖子的处理方式。授课时，先描述各种数据的各种逻辑结构定义及特点，再将线性结构、树、图等逻辑结构分别对应网络论坛及各个版块建立后的各种结构；将教材中所描写的这几种结构所应用的查找、插入、删除操作对应论坛中帖子或者文字的拷贝、删除、插入、连接、模式匹配等操作。最后，引用校园网的论坛结构让学生进行思考并做出总结。
这种教学方式让学生不会对数据结构望而生畏，拉近了数据结构与学生们的距离，让他们知道数据结构在实际计算机系统应用中的效果，并激发他们了解数据结构的愿望。
四、互动式教学
教学的网络平台如果仅仅只是给予学生丰富的学习资源，那还不是对网络环境的充分运用。有些教师在教学中，借助现代化教学手段，将以往教师主要在黑板上板书讲授为主的课堂教学模式转变为具有图、声、模拟演示和动画演示的综合教学模式�②，这种模式并不是互动式教学。在网络环境下的教学平台中，教师不仅要利用网络查找教学资源、发布多媒体教学资源，更要利用这个平台引导学生进入网络查找自己所需的资源，并通过这个平台和学生进行交流，知道他们需要什么，为什么问题而觉得困惑，以及学生对知识的掌握程度。这就牵涉到课堂教学方法的运用、学习效果的反馈以及数据结构的考核方式。教学方法的关键在于落实，在课程设计上，对课前自学、课堂教学、作业以及教学交流、辅导答疑、考核等基本教学环节上严格把关�③。
1.课堂教学方法的运用
由于年龄的关系，大学生都具有独立思考的能力，而且有一定的表现欲，正确地引导学生是数据结构教学方法中不可缺少的一环。教学过程中，讨论是激发学生思考的重要方式。成功的课堂不应该是以教师为源头的按部就班的线状发展，而应该是网状的逻辑延伸，教师和教材内容是那张网的中心，而学生的不同看法、不同的思考逻辑、不同的解决问题的方案，共同构成那张网；同时随着教学的进展、思维的扩张，有时这张网的中心可以移到学生身上。有时课堂教学的发展会与讲义呈现出一定的分离，一个准备充分的教师应该可以按照学生的思维重新组织教学。比如由于当前计算机的应用环境，许多学生在中学里就已经对计算机程序设计相当感兴趣，并尝试过编程。但是，他们熟悉的，未必是数据结构课本上的C语言。曾经我在讲授二叉树的遍历时，讲解了C语言程序的两种方法，一种方法是使用链式存储结构的递归法；另一种方法是利用栈的非递归式遍历。前一方法是按照遍历的规律(先序、中序和后序)依次访问根结点，对于其左、右子树进行遍历；后一方法是借助于栈消除递归。但是课堂上，有学生提出用ASP语言实现该功能，并在下一堂课演示了他自己所写的程序。这样的互动带动了其他同学的参与热情，陆续有同学构想用VB等其他语言来完成这一功能。此时，教师在课程中暂时处于被主导的状态，但是这一状态正是教学中所追求的。
2.学习效果的反馈机制
《数据结构》是一门理论与实践并重的课程。课堂上的教学虽然能保证理论的传授，但对实践却不能有效地监管和反馈，而该门课程最终的学习效果却正是要看学生如何将理论知识运用到实践中。如果不重视和了解学生的实践情况，必然会导致学生动手能力得不到有效的锻炼和提高；学生动手能力的不足，反过来又会制约对数据结构理论课程的学习。由于目前社会环境的影响，一些学生往往比较浮躁，对所学的原理、知识不能静下心来做深入思考、领会，遇到问题不愿去深入分析，往往是浅尝辄止，拘泥于表面，对知识间的联系不能做到融会贯通、举一反三，因此，极易产生挫败感，从而丧失学习数据结构的兴趣。数据结构课堂的实践课程由于学校硬件条件和教师精力的制约，往往是有限的，所以利用网络环境，将学生组成实践小组，分配任务，引导学生交流互助有着现实意义。对于学生在实践中遇到的问题，可以通过网络环境进行反馈收集，包括实时和非实时的各种渠道，然后在实践课中进行指导和讲解。
实践课题，不一定拘泥于教材上所规定的项目，实践训练强调从综合性的、直观的、大型实例入手�④。通过网络平台，了解学生的学习效果后，可以教师为学生指定实践项目，也可以让实践小组根据自己的水平，通过网络收集资料制订实践项目和进度计划。通过学生所做的项目，可以及时有效地了解学生对数据结构的理论知识掌握程度和实践能力的真实水平。
3.数据结构的课程考核方式
以往该课程的考核方式往往是一次性期末考核，具体考察学生的实践能力，往往采用在试卷上书写程序的方式。这种考核方式不仅加大了教师的阅卷工作量，而且也约束了学生的思维，不能真正体现学生的实践能力，更有一些学生将数据结构教材中有代表性的几段程序代码死记硬背，以通过考试。
在网络环境下，数据结构课程的考核应该建立在线考试平台，将考试形式为一次性期末考核变为分阶段分知识点多次考核。除具体的理论知识点外，在教育测量学理论的指导下，从知识点、难度系数、认识分类、区分度等属性出发，吸取多方面经验教训，建立各知识点对应的编程项目库。一般数据结构教材都有若干个需要学生必须掌握的章节，每个章节可以设立各自独立的编程要求并设计相应的若干编程题。学生在每个章节学习完毕后，教师可以组织学生在网络平台上抽取该章节的考题，并运用本身所擅长的程序语言解决这一题目。如果学生能圆满完成编程要求，可认为学生已经掌握了该章节知识点，否则，可以让学生在下一次知识点考核时再随即抽取编程试题，直到通过为止。这样，一方面可以让教师直接看到学生的编程结果降低教师阅读程序的工作量，另一方面也可给予学生多次考核的机会，以考核促学习，真正掌握知识体现水平。
五、网络环境下的教材
《数据结构》的教材一般以教育部优秀教材――清华大学出版社的《数据结构》为基准，并辅以必要的参考书及习题集。面对多元化、年轻化、网络化的当代大学学习环境，我们应该重新建立对教材的理解。从接受理论角度来看，一部作品的完成必须包含读者的参与，同样，一本教材的完成也必须得到学生的参与与回应。在多年的数据结构教学过程中，教师面临转换角色的要求，知识的传授必须渗透到学生的环境中才可能产生积极的影响。通过网络环境，了解学生的特点和需求，调整教材，删节一些过难、过繁的内容，使课程在内容深度和逻辑连贯上具有较好的一致性。才可能赢得更多的学生的认同。教材编著者也不妨将学生选定的程序范例纳入数据结构的教材当中，作为参照，或者让学生参与参考书的编写。教师引导学生，学生也可以有自己的观点。
大学教育是学生自我培养的过程，应该采取多样化的教育方式，一方面教师要尽量提供多样的教学资源，充分利用网络环境，准备多种教学软件和自建的网上单元自测、答疑和反馈系统�⑤；另一方面也应该认识到教师的角色只是其自我培养过程当中的一个环节，多元开放的社会要求价值判断的多元。如果认为教学内容的选择权只是掌握在专家学者身上，那可能的结果是丧失在网络时代对学生的话语权，沦为考试的规范，而未能达到教学的目的。
注释：
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，1997.15-18.
②吴伟民．数据结构和算法的可视化教学研究与实践[J]．现代计算机，1999，（72）35-37．
③堵秀凤，邵为爽，李晓红等．大学数学课程教学改革的探索与实践[J]．高师理科学刊，2006，26，（4）75-76．
④陈国龙，王晓东，傅清祥．“算法与数据结构”课程教学改革和实践[J]．高等理科教育，2003，（3）61-64．
⑤何登旭．《数据结构》课程立体教学模式研究与实践[J]．广西民族学院学报（自然科学版），2006，12（3）118-120．
