数据结构学霸笔记 [数据结构教学方法浅谈]
时间：2019-01-04 03:31:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要: 本文从教学角度出发,探讨了现代数据结构教学存在的难点和解决方法,并对《数据结构》课堂教学的组织与设计、实验教学设计等方面作了详细的讨论。 关键词: 《数据结构》 教学方法 改进 实践
《数据结构》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),以及它们之间的关系(结构)和操作(算法)等的一门科学。它不仅是一般程序设计的基础,而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。《数据结构》课程是计算机及相关学科的一门重要的专业基础课,也是一门锻炼程序设计能力的实践课程。然而,由于以下原因,这门课学习起来相当困难。
(1)本课程高度抽象,枯燥,学生刚开始不容易产生兴趣;
(2)与C语言有直接的关系,而C语言大部分同学并没有学好;
(3)教学内容较多,且相互联系,没有明显的重点次重点;
(4)数据结构算法比较灵活,传统教学方法不利于拓展学生思路;
(5)具体实践需要考虑各方面因素。
那么如何解决上述问题,降低理论性程度,增强直观性,提高学生的学习兴趣呢?我从自己的教学体会出发,探讨《数据结构》的一些教学方法,希望起到抛砖引玉作用,与同仁共同提高教学水平,以推动《数据结构》课程不断向前发展。
1.讲好第一堂课,调动学生的学习兴趣
《数据结构》虽然包含了较多的理论内容,但具有实践应用的特点。“兴趣是最好的老师”。因此在进行数据结构课的第一次授课中,我并不急于介绍理论,也不顺着内容讲解,而是强调应用,先讲几个容易结合实际的定义。比如,在介绍逻辑结构这个定义时,教师要结合实际中的应用来激发学生的学习兴趣。如图书馆的书目检索系统,如何组织图书的登录号、书名、分类号等数据,才能快速实现查找、插入、删除操作;如一个单位的人事管理系统,怎么说明上下级关系,怎么添加删除;如通信网络设计问题,如在一个市里到县区之间架设通信网络,怎样安排线路以求花费最少;再如计算机如何解决迷宫问题,等等。这些应用贴近生活,学生都比较熟悉,兴趣就能够被激发起来,形成想了解具体问题到底怎么实现的愿望。而且实践证明,当学生有了足够的兴趣,并能感觉到具体知识在实际生活中的价值,就越能吸引学生产生对知识的向往与追求的意向。这样就可以让学生从“要我学”变为“我要学”。同时,以上例子就已经囊括了本门课中涉及的三大类数据结构――线性表、树和图,这样教师就可以水到渠成地归结出数据结构的概念和本章涉及的几种数据结构的类型,为后续章节的讲解打下良好的基础。
2.解决学生对C语言掌握的不足
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课程的教学效果。C语言非常灵活,对于刚刚学完该课程的学生而言,运用不一定很自如。另外,数据结构课程教学过程中主要运用指针、函数、数组作为函数参数,以及结构体类型来分析、解决问题,而这正是C语言的难点内容。对于大部分学生来说,C语言运用能力不是很强,如果上课时直接讲程序,学生就会感觉很吃力,也听不明白。如何来解决这个问题呢?我们可以利用一两次课的时间来复习C语言的相关知识,即数组、指针、函数和结构体等。教师可以将这些学时纳入到教学进度表中,在复习时不需要讲得太详细,只要把数据结构课需要用到的内容涵盖即可,这样学生就能循序渐进地过渡到数据结构教学之中了。
3.教学内容的归纳提炼
部分教师认为《数据结构》这门课难讲,学生也反映这门课不好学。这是因为《数据结构》不但有很强的理论性,而且有一定的抽象性。既然“教”与“学”都有困难,那么就应该寻找切入点,而在“教”与“学”过程中首先应该突破的就是教师应该怎么“教”。教师首先自己要熟悉教材、精通教材,把握本课程的重点和难点,能够将前后内容联系起来分析思考,尽量从中寻找共性的、规律性的东西进行归纳与提炼,并将其系统化、具体化,避免“照本宣科”。例如从数据结构的定义出发包含三方面的内容:逻辑结构、存储结构和算法。在讲到每种数据结构(线性表、栈、队列、树、图)都会涉及到它的逻辑结构、存储结构和算法。教师在讲授的过程中可以用数据结构包含的三方面内容作为一条主线贯穿整本书,每讲到一种新的数据结构时都可以拿出这条主线来阐明其上的三方面内容。这样,学生学起来就会觉得有系统性,容易把握。综观全书,不论是线性表、树还是图,最基本的的存储结构就是两类:顺序存储结构、链式存储结构,只要把它们掌握好,整个课程学习的难度就不大。所以在教学过程中,教师一方面要紧扣课程的主脉,把基本的概念与术语解释清楚,把各种数据结构与操作运算分析清楚,把有关算法的设计思路与实现方法讲解清楚。另一方面要注重有关内容的前后呼应,把握其内在联系,对各种相关结构的特点与操作,进行相应的归纳、总结与对比。
4.教学方法的改进
教学方法是需要特别注意的问题,传统的教学方法并不适合现在的教学,教师应该对教学方法进行革新。在《数据结构》教学中,教师应该注意让学生的交流互动,其中“提问题”非常重要,特别是算法设计中可以设计许多“问题”。教师在备课时,不仅要消化教材内容,深入探究知识的奥秘,而且要精心设计课堂情景,准备好“问题”;数据结构本身算法是比较灵活的,往往一个算法可以有多种实现方法。这样,教师在课堂教学时不仅要生动详尽地讲解知识,而且要努力激发学生思维;不仅要求学生认真听,而且要引导学生积极思考,逐步培养学生举一反三,主动分析问题、解决问题的能力。在课堂教学中,教师除了通过提问增加教师与学生之间的交流互动,还要设置一些机会,鼓励学生之间进行交流与沟通。例如,讲到拓扑排序时,教师应该先把基本原理讲清楚,然后讲一种常见的实际解决办法,再由学生自由讨论,看有没有其他办法可以同样解决问题,由学生描述,教师进行点评。这样既有助于活跃课堂气氛,提高学生的积极性,又能增强竞争意识,锻炼学生的表达能力。
5.加强实践环节
为使学生真正学好《数据结构》,除了在课堂上要采用行之有效的教学方法外,教师还要让学生勤动手,多实践。只有通过实践才能发现“教”与“学”中存在的问题。实践的首要环节是多做习题。学生不仅要做,而且要求交作业。教师则要进行全面检查与批改,对出现的问题要及时进行总结、归纳、讲评。在讲评时,教师要细讲解题思路,规范解题方法,并强调有关的注意事项。同时,对于作业中的可取之处要加以表扬,鼓励他们开拓创新。其次是上机实验。实验可分两部分,一是验证性实验,主要结合课堂理论教学内容展开,学生可以对在课堂上学到的基本算法进行验证;二是运用性实验,坚持“学以致用”的原则,目的是让学生充分利用所学的理论知识进行相对复杂的应用设计;三是进行系统的设计。上机结束后教师应要求学生完成实习报告,写出自己调试过程中遇到的问题是如何解决的,以及对设计与实现的回顾讨论和分析,算法的时空分析,测试结果,以及经验体会,并附上源程序代码,从而写出完整的实习报告。批改学生实习报告后,教师应对学生的上机实习情况作及时总结,指出成功之处和不足之处。
参考文献:
[1]严尉敏,吴伟民.数据结构 C语言描述.清华大学出版社,1997.
[2]严尉敏,吴伟民,米宁.数据结构题集(C语言版).清华大学出版社,1999.
[3]严尉敏.编写数据结构的回顾和体会.教学与研究,1994.
