《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討的教育論文

　　摘要：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。本文結(jié)合筆者在課程教學(xué)的一些體會(huì)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段等方面對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實(shí)踐教學(xué)方法提出自己的一些看法和建議。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

　　引言

　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程體系的核心課程之一。課程主要講述各種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)及基本操作的實(shí)現(xiàn)算法以及數(shù)據(jù)查找、排序算法，并對(duì)各種算法進(jìn)行性能分析和比較。

　　根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)院校《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。學(xué)生普遍反映課程學(xué)習(xí)比較困難，教師也感覺(jué)教學(xué)效果不理想。實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言基礎(chǔ)不扎實(shí)、課程內(nèi)容太抽象等原因而較難開(kāi)展，有些學(xué)校因此而縮短學(xué)時(shí)甚至不開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)。一些專(zhuān)家和教師就課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革已經(jīng)提出了一些具體的教學(xué)方法，如案例驅(qū)動(dòng)、課題答辯等。這些方法都具有比較重要的借鑒價(jià)值，但某些文章過(guò)于片面的強(qiáng)調(diào)某一種教學(xué)方法。筆者認(rèn)為根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況完善教學(xué)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)教學(xué)管理，通過(guò)行之有效的教學(xué)手段使學(xué)生學(xué)有所獲才是根本。下面結(jié)合自己的實(shí)際教學(xué)工作，談?wù)剬?duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的認(rèn)識(shí)。我校《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程理論學(xué)時(shí)48，實(shí)踐學(xué)時(shí)16，教材選用嚴(yán)蔚敏的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）》）。

　　1講好理論第一課，明確課程性質(zhì)

　　僅從課程名稱(chēng)來(lái)看，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》就很容易被誤解為實(shí)踐性不強(qiáng)的理論課。講好第一堂理論課非常重要，應(yīng)讓學(xué)生明確課程性質(zhì)并理解實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要性。

　　結(jié)合程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)等課程內(nèi)容，筆者設(shè)計(jì)了一些學(xué)生比較熟悉并容易理解的應(yīng)用實(shí)例和學(xué)生一起探討，如：inta[10]和a[i]=5的確切含義；文件簇的鏈?zhǔn)叫螒B(tài)；國(guó)際象棋大師與超級(jí)計(jì)算機(jī)的對(duì)決；圖的著色問(wèn)題等。在講解圖的著色問(wèn)題時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考圖的存儲(chǔ)中需要關(guān)心什么，怎么存以及大致的程序邏輯等。通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析，引入課程主要內(nèi)容，學(xué)生也可明確課程的性質(zhì)和專(zhuān)業(yè)地位并思考課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。

　　2制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　　程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前驅(qū)課程之一，多數(shù)院校都是以C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)作為學(xué)生程序邏輯訓(xùn)練的課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材中采用類(lèi)C語(yǔ)言來(lái)描述算法，對(duì)指針、結(jié)構(gòu)體等內(nèi)容并未作詳細(xì)的介紹。對(duì)于剛剛學(xué)完C語(yǔ)言的'學(xué)生來(lái)說(shuō)，指針等內(nèi)容本來(lái)就比較模糊，要將類(lèi)C算法轉(zhuǎn)換為程序?qū)崿F(xiàn)就更加困難。

　　在制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃時(shí)，可以采用由易到難、逐步加深的方式來(lái)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。結(jié)合實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)和教學(xué)大綱要求，筆者將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作了如下設(shè)計(jì)和安排：

　　2.1第一次上機(jī)任務(wù)只要求學(xué)生運(yùn)用以前學(xué)過(guò)的C語(yǔ)言知識(shí)來(lái)編寫(xiě)一個(gè)程序：給定一個(gè)整數(shù)序列，要求①用冒泡或選擇算法進(jìn)行排序；②輸入一個(gè)整數(shù)X，在此有序序列中進(jìn)行查找，如成功，則返回其位置；③如查找不成功，將X插入到序列中并使序列仍然有序。此題目運(yùn)用到數(shù)組的定義、排序、查找、數(shù)組元素插入算法等相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)，不僅能了解學(xué)生程序語(yǔ)言的熟悉程度，也能了解學(xué)生對(duì)排序和查找等基礎(chǔ)算法的掌握情況，為后面教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)作好鋪墊。

　　2.2結(jié)合教學(xué)進(jìn)度要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本操作，并能作一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。如用數(shù)字菜單的形式實(shí)現(xiàn)單向鏈表的基本操作，并完成兩個(gè)有序鏈表合并算法的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生能實(shí)現(xiàn)大多數(shù)基本操作算法，完成頭文件的設(shè)計(jì)，并能利用已實(shí)現(xiàn)的基本操作完成復(fù)雜算法的驗(yàn)證。通過(guò)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解更直觀，程序邏輯更清晰，C語(yǔ)言的掌握能力逐漸增強(qiáng)，同時(shí)也為面向?qū)ο笳n程的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。

　　2.3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)即課程設(shè)計(jì)安排。課程設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，訓(xùn)練和提高學(xué)生規(guī)范的程序設(shè)計(jì)方法。教師可推出一些典型的并與后續(xù)課程有一定聯(lián)系的題目供學(xué)生選擇。每個(gè)題目規(guī)模不能太小，并能反映相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計(jì)中起的關(guān)鍵作用。如：①實(shí)現(xiàn)一個(gè)串的基本操作演示程序，提供命令行的輸入（仿照COMMAND），并對(duì)命令行能進(jìn)行簡(jiǎn)單的編譯和出錯(cuò)處理，最后根據(jù)命令動(dòng)詞的功能來(lái)執(zhí)行命令；②利用哈夫曼編碼算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單文本文件的壓縮和解壓。題目隨著理論教學(xué)進(jìn)度推出，有難有易，學(xué)生結(jié)合自己實(shí)際來(lái)選擇并可提前完成。

　　3規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理

　　為保障計(jì)劃的有效實(shí)施，必須規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程并加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理。

　　3.1根據(jù)計(jì)劃制定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。指導(dǎo)書(shū)中給出每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、學(xué)時(shí)、內(nèi)容等。其中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)另給出一些基本的分析思路，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都適當(dāng)?shù)奶砑右恍┻x作題。學(xué)生通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)能進(jìn)一步明確每次實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容和要求。

　　3.2要求學(xué)生做好上機(jī)前的準(zhǔn)備。大二學(xué)生的編碼速度普遍較慢，如果把實(shí)驗(yàn)課時(shí)間主要用于輸入代碼是非常不值得的，應(yīng)將主要精力放在程序調(diào)試上面。這樣不僅有充足的提問(wèn)時(shí)間，也便于教師歸納并集中講解學(xué)生調(diào)試過(guò)程中所遇到的常見(jiàn)問(wèn)題。

　　3.3要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告中須給出問(wèn)題分析、數(shù)據(jù)描述、算法描述、程序描述、測(cè)試結(jié)果和心得體會(huì)等內(nèi)容。教師對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行分析，總結(jié)并指出實(shí)驗(yàn)的成功和不足之處。

　　3.4加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，從正面引導(dǎo)學(xué)生。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中提供的各種信息服務(wù)和娛樂(lè)方式使部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性逐漸降低，學(xué)習(xí)目標(biāo)也越來(lái)越不明確。如果管理松懈，有些學(xué)生就會(huì)把實(shí)踐學(xué)習(xí)當(dāng)成是簡(jiǎn)單的Ctrl-C和Ctrl-V，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)。因此，教師應(yīng)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和改進(jìn)。

　　4豐富教學(xué)手段，搞好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

　　在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，教師不能只停留于解決學(xué)生提出的問(wèn)題，還應(yīng)不斷摸索教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段。

　　4.1演示基本算法實(shí)現(xiàn)時(shí)可采用互動(dòng)的方式進(jìn)行。先按類(lèi)型定義→初始化→輸入測(cè)試數(shù)據(jù)→輸出的實(shí)現(xiàn)順序和學(xué)生一起得到結(jié)果；再讓學(xué)生逐個(gè)實(shí)現(xiàn)其余算法，最后完成頭文件的設(shè)計(jì)。學(xué)生通過(guò)教師演示和實(shí)際操作可以更快的掌握類(lèi)C算法和C程序的轉(zhuǎn)換思路。

　　4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的程序規(guī)模相比C語(yǔ)言來(lái)說(shuō)更大。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，很多學(xué)生在程序調(diào)試中會(huì)出現(xiàn)較多的語(yǔ)法和邏輯錯(cuò)誤，可利用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段在學(xué)生機(jī)上直接演示并講解程序調(diào)試的方法和技巧。

　　4.3學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中盡力營(yíng)造一種你追我趕的競(jìng)爭(zhēng)氛圍，通過(guò)激勵(lì)機(jī)制提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。如果有同學(xué)較早實(shí)現(xiàn)了某些算法，可有選擇性的適當(dāng)?shù)摹按碳ぁ辈糠謱W(xué)生以激發(fā)其不服輸?shù)男睦恚瑥亩鴰��?dòng)其他學(xué)生。

　　4.4鼓勵(lì)學(xué)生多實(shí)踐，要求學(xué)生通過(guò)實(shí)踐來(lái)找出理論學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，提高自己的抽象思維和邏輯推理能力。對(duì)于編程能力較強(qiáng)的學(xué)生，鼓勵(lì)他們多做題，做難題，為今后參加各種資格水平考試和專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽作好準(zhǔn)備。

　　5總結(jié)

　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是一門(mén)理論和實(shí)踐結(jié)合性非常強(qiáng)的課程，其課程性質(zhì)決定了教學(xué)過(guò)程的復(fù)雜性。作為承擔(dān)課程教學(xué)的老師，不管是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都應(yīng)結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)手段、教學(xué)管理等多方面進(jìn)行深入具體的探討和研究，并運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐中。只有這樣，才能真正使學(xué)生理解《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程意義和課程核心地位。

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