數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革綜述
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論文導(dǎo)讀：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它涉及的概念多、內(nèi)容多，又有很強(qiáng)的技巧性，不僅研究各種典型數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)及其在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方式，更重要的是要討論對(duì)數(shù)據(jù)的各種運(yùn)算操作的物理實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。案例教學(xué)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ慕虒W(xué)模式。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在改革教學(xué)手段的同時(shí)也要整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以理論教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容鞏固和促進(jìn)理論教學(xué)內(nèi)容的推進(jìn)，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、分析和解決問題能力、程序的調(diào)試能力、程序的編程能力及創(chuàng)新素質(zhì)。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，教學(xué)模式，改革
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它涉及的概念多、內(nèi)容多，又有很強(qiáng)的技巧性，不僅研究各種典型數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)及其在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方式，更重要的是要討論對(duì)數(shù)據(jù)的各種運(yùn)算操作的物理實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。
1．改革理論教學(xué)方法
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)難點(diǎn)在于教學(xué)內(nèi)容的抽象性和動(dòng)態(tài)性，尤其是指針的操作。講解時(shí)采用啟發(fā)式、案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)、互動(dòng)式、體驗(yàn)式等多種形式相結(jié)合的教學(xué)手段，并結(jié)合圖形化的算法演示系統(tǒng)，將算法的的執(zhí)行過程動(dòng)態(tài)的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的積極思考，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)創(chuàng)新思維的形成。
1．1啟發(fā)式教學(xué)
“啟發(fā)式教學(xué)法”是指教師在教學(xué)中把所講解的內(nèi)容與學(xué)生的思考有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，激發(fā)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，讓學(xué)生更好地掌握基本知識(shí)和基本技能，從而達(dá)到融會(huì)貫通地掌握知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新意識(shí)。在講授每個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，按照提出問題、分析問題、讓學(xué)生自己去想如何解決問題的過程進(jìn)行講解。例如：在講圖的最短路徑的時(shí)候，引入問題，假如要在五個(gè)村莊之間建一座醫(yī)院，醫(yī)院建在哪一個(gè)村莊會(huì)使整體的交通代價(jià)最小？或你想去幾個(gè)城市旅游，怎樣才能使得你的花費(fèi)最小？通過這種啟發(fā)式教學(xué)可以讓學(xué)生思維高速運(yùn)轉(zhuǎn)，激發(fā)學(xué)生濃烈的探求欲望，使學(xué)生進(jìn)入一個(gè)積極思考的活躍狀態(tài)，把好的學(xué)習(xí)方法、思維方式自然而然地在課堂上傳遞給學(xué)生。
1．2案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)
案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法是一種運(yùn)用對(duì)實(shí)證的描述演繹、推斷、歸納、解決實(shí)際問題的方法。案例教學(xué)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ慕虒W(xué)模式。圍繞教師所提供的案例，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，積極進(jìn)行閱讀、思考、分析、討論和實(shí)踐，從而達(dá)到深刻理解問題的原理和本質(zhì)，系統(tǒng)地掌握所學(xué)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，發(fā)展交流、分析和解決問題的能力，養(yǎng)成探究性的學(xué)習(xí)態(tài)度。
1.2.1課堂引導(dǎo)案例設(shè)計(jì)
課堂引導(dǎo)案例設(shè)計(jì)，以教師講授為主，重點(diǎn)講清原理，給出分析過程，得出分析結(jié)論，發(fā)揮烙印、理解知識(shí)的功能。比如：排隊(duì)買車票是每個(gè)學(xué)生都經(jīng)歷過的事情，可以通過這個(gè)普通的活動(dòng)引入隊(duì)列的概念。剛來(lái)到的人要買票的話，就要排在隊(duì)列的最后（入隊(duì)列操作），買過票離開隊(duì)列的一定是排在隊(duì)列最前面的人（出隊(duì)列操作），正好印證了隊(duì)列是一種特殊的“先進(jìn)先出線性表”。
1.2.2課堂討論案例設(shè)計(jì)
課堂討論案例設(shè)計(jì)，以學(xué)生討論為主，以教師引導(dǎo)為輔，重點(diǎn)是應(yīng)用，發(fā)揮培育素質(zhì)和能力的功能。課堂討論案例大多由一些比較簡(jiǎn)單的案例組成，它主要反映出前后知識(shí)點(diǎn)的融匯和貫通。由于學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了線性表的基本概念、存儲(chǔ)方式、操作集等內(nèi)容，這時(shí)教師就可以列舉如下一些問題，如：①隊(duì)列也是一種線性表，線性表的存儲(chǔ)方式有順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)，隊(duì)列是否也可以這樣存儲(chǔ)呢？②分別在什么樣的前提下，選擇使用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)或選擇使用順序存儲(chǔ)？③隊(duì)列應(yīng)該有哪些操作？這些操作與其存儲(chǔ)方式有無(wú)相關(guān)性？教師可適當(dāng)?shù)丶右灾v評(píng)，并給出一個(gè)或多個(gè)參考答案。有時(shí)，教師甚至不給答案而讓學(xué)生按給出的相應(yīng)網(wǎng)址或書籍去查閱資料，等到下次上課時(shí)才給出參考答案，從而激發(fā)學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)興趣。為了創(chuàng)新，在教學(xué)中還要鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑，并敢于向大家質(zhì)疑，以使學(xué)生從傳統(tǒng)的聚合思維中解脫出來(lái)，培養(yǎng)發(fā)散思維。
1．3多種輔助教學(xué)手段
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課的很多算法執(zhí)行過程抽象、復(fù)雜，而且有動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，需要一定的想象力。講解算法執(zhí)行過程中的具體過程時(shí)，用一些示例圖把關(guān)鍵的操作語(yǔ)句表示出來(lái)，如果有條件的配合使用動(dòng)態(tài)的算法演示出整個(gè)算法的執(zhí)行過程，將抽象轉(zhuǎn)為直觀，這些對(duì)理解和編寫算法都有很大的幫助。
在問題求解過程中，不僅是設(shè)計(jì)出一個(gè)算法，而是追求高效率地解決問題的方法，通過具體的演示也可以使學(xué)生對(duì)算法效率有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)網(wǎng)站，把文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、影像等多種媒體綜合起來(lái)，創(chuàng)造生動(dòng)、活潑、有趣的教學(xué)情景，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性地進(jìn)行學(xué)習(xí)，以隨機(jī)性、靈活性、全方位、立體化的方式把知識(shí)形象生動(dòng)地呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生能夠通過教學(xué)網(wǎng)站獲得大量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)，完善知識(shí)體系，便于自學(xué)和復(fù)習(xí)總結(jié)，從而提高學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。
2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在改革教學(xué)手段的同時(shí)也要整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以理論教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容鞏固和促進(jìn)理論教學(xué)內(nèi)容的推進(jìn)，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、分析和解決問題能力、程序的調(diào)試能力、程序的編程能力及創(chuàng)新素質(zhì)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)主要分為三性實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性與綜合性。對(duì)這三種不同性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)上機(jī)實(shí)驗(yàn)主要分為發(fā)下二個(gè)階段：
2.1驗(yàn)證典型算法
在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，首先編程實(shí)現(xiàn)典型算法，這些實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性的。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)目標(biāo)就是使學(xué)生掌握各種常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及對(duì)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的算法。由于算法眾多，編程實(shí)現(xiàn)所有算法是不實(shí)際和不必要的。一個(gè)典型算法往往能夠起到以點(diǎn)帶面的作用，只有掌握了這些算法的實(shí)現(xiàn)方法，也就掌握相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。這一階段的這些實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生必須在課堂內(nèi)完成，如書上列出的主要的線性與非線性結(jié)構(gòu)的一些典型算法。
2.2綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
這一部分的實(shí)驗(yàn)，以學(xué)生自我研究為主，主要在課外完成，重在應(yīng)用，發(fā)揮鞏固、提高創(chuàng)新能力的功能。課外實(shí)踐一般是章節(jié)知識(shí)的綜合，由教師創(chuàng)設(shè)一些學(xué)生感興趣的、有實(shí)際應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情境，使學(xué)生在這種情境中產(chǎn)生矛盾，從而進(jìn)行積極、主動(dòng)的思考，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的能力進(jìn)行研究和探索、自主地提出設(shè)計(jì)方案、獨(dú)立地進(jìn)行編碼，從而最終解決問題并得出自己的結(jié)論。比如模擬銀行取款系統(tǒng)，教師提示設(shè)計(jì)中可采用學(xué)過的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理。課堂上布置給同學(xué)們要求課后完成，完成后討論誰(shuí)的方法最好，這樣，一方面提高了學(xué)生上機(jī)編程的熱情，一方面讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成大膽想象、勇于實(shí)踐的創(chuàng)新精神。單獨(dú)開設(shè)的大型實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生綜合運(yùn)用課程中所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)完成一個(gè)綜合性的題目，通過實(shí)驗(yàn)特別是大型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，不但加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，更能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題的能力。
3．改革考試方式
課程考核是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，是督促學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)和了解教學(xué)效果的重要手段。作為核心基礎(chǔ)課，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)關(guān)系的抽象，課程本身實(shí)踐性很強(qiáng)。通過“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的實(shí)踐，不僅可以提升學(xué)生程序設(shè)計(jì)的能力，更重要的是提高他們對(duì)問題分析和數(shù)據(jù)抽象的能力。因此，考核方案分三個(gè)部分：(1)平時(shí)作業(yè)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占20%，主要督促學(xué)生注意平時(shí)學(xué)習(xí)和及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固及加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力；(2)上機(jī)考試，占20%，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)成果；(3)期末考試，占60%，主要對(duì)課程內(nèi)容的總結(jié)和評(píng)測(cè)�？梢钥闯�，方案制定的主導(dǎo)思想突出了平時(shí)考核和實(shí)踐環(huán)節(jié)考核的重要性。
4.結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)，本文從教學(xué)實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)積極改變?cè)械慕虒W(xué)方法，運(yùn)用多種現(xiàn)代教學(xué)模式，以最優(yōu)的組合完成教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生既能學(xué)到新的知識(shí)又可以掌握學(xué)習(xí)的技能，達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)的目的。該教學(xué)模式在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程多年的教學(xué)實(shí)踐中取得了較好的效果，大大提高了學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和培養(yǎng)人才的需要，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的新教學(xué)模式必將不斷發(fā)展完善。
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