《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學改革探討

婁小平　戴　軍

[摘要]“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計算機科學與技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程，針對該課程的特點，提出從先行基礎課程的銜接、教學內(nèi)容的組織、教學手段的創(chuàng)新、以及實踐環(huán)節(jié)等方面進行改革的思路，以提高該門課的教學效果。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 教學內(nèi)容 教學手段

中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0320122－01

一、引言

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機程序設計的重要理論技術(shù)基礎，是計算機學科的核心課程。但是由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程概念多、綜合性強、技巧性強，學生往往感到內(nèi)容并不難，課也都聽得懂，可是一做算法設計題就感到無從下乎，寫出的算法結(jié)構(gòu)不清晰、效率低下，根據(jù)課程內(nèi)容編寫上機題更是困難重重等。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的現(xiàn)狀

（一）《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的特點

（1）課程要求學生能較好地掌握《計算機導論》、《程序語言設計》以及《離散數(shù)學》這三門先行基礎課程；（2）課程中包括了大量的基本概念、算法的基本思想，而且內(nèi)容抽象；（3）課程中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜、算法復雜，其實踐應用性也要求學生學會對問題的分析并用相應的數(shù)據(jù)。

（二）《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學中存在的問題

1．有關(guān)數(shù)學知識不夠。必要的數(shù)學知識是學好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前提。有些學生認為數(shù)學與計算機關(guān)系不大，重視不夠，學好學不好無所謂，致使學習效果較差。

2．有關(guān)程序設計語言學得不透。程序設計語言本身內(nèi)容較多，大多數(shù)學生不能完全理解，特別是C語言中的指針部分，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中用得較多，學生學不好的話，在設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的算法以及上機調(diào)試時，必然會有困難。

3．對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身的概念理解不夠，由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涉及到大量的概念、模型及操作算法，理論性較強，且高度抽象，學生學習起來也較難掌握。

三、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學改革的思考

（一）注重與先行基礎課程的銜接

算法的描述和理解是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的難點和重點，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的描述離不開C語言知識，《C語言程序設計》是學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先行基礎課程。但是許多同學的C語言功底并不扎實。為此，在開始展開數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學的同時要給學生布置《C語言程序設計》課程的復習任務，抓住兩門課程的銜接點實施教學。比如講解抽象數(shù)據(jù)類型，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中要定義數(shù)據(jù)類型首先要確定處理對象的邏輯結(jié)構(gòu)，并根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的特點選擇存儲結(jié)構(gòu)，最后對對象的各種基本操作進行算法描述。我們知道抽象數(shù)據(jù)類型的存儲結(jié)構(gòu)和基本操作是通過“C語言”中的數(shù)據(jù)類型來描述的，而許多學生對這些算法的理解存在障礙。在講解這些算法時我們可以通過講解C語言中不同類型的運算方式如數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針等來加深學生對算法的理解。

（二）要精心設計教學內(nèi)容

1．以知識點為基礎，進行階段性總結(jié)。在教學中，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為3個講述階段：線性結(jié)構(gòu)；樹型結(jié)構(gòu)；網(wǎng)狀（圖形)結(jié)構(gòu)。講授線性結(jié)構(gòu)時要讓學生集中掌握一般線性表的特點、存儲結(jié)構(gòu)和在每種存儲結(jié)構(gòu)下的操作；透徹掌握棧、隊列、串、數(shù)組、廣義表，一般的線性表與集合的區(qū)別；特殊的線性表與一般線性表的區(qū)別。講授樹型結(jié)構(gòu)時，聯(lián)系《離散數(shù)學》中樹的概念，采用由一般到特殊，再由特殊到一般的策略，首先介紹一般樹的概念，再到特殊的二叉樹的概念、存儲、操作，最后由特殊推出一般的樹、森林的存儲、操作。講授網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，首先對圖的存儲、操作等知識點進行介紹，有向圖和無向圖的異同點進行區(qū)別，再對這些知識點進行總結(jié)，應用無向圖和有向圖解決實際的最短路徑和關(guān)鍵路徑的問題。經(jīng)過上述講述使學生掌握各個知識點。

2．以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的兩種存儲結(jié)構(gòu)為線，融會貫通各知識點。在講敘每個知識點的過程中，始終貫徹兩條主線，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲的兩種存儲結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)和鏈式結(jié)構(gòu)。

在線性表中，不論一般的線性表還是棧、隊列，靈活應用這兩種結(jié)構(gòu)去解決有關(guān)線性表、集合等問題。在以順序結(jié)構(gòu)和鏈式結(jié)構(gòu)為主線時，要融會貫通各個知識點，線性表的一般化形式廣義表的存儲，既可以采用課本介紹的線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)，也可以采用樹的存儲形式，這樣就將線性結(jié)構(gòu)和樹型結(jié)構(gòu)結(jié)合起來；圖的特例無向圖沒有回路并且連通可以看成樹，這樣樹的存儲可以利用圖的存儲來實現(xiàn)，引導學生進行發(fā)散思維，融合各知識點。

3．重視習題布置、批好作業(yè)、上好習題課。要學好“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”，捷徑只有一個，多練習、勤思考。首先，布置大量的習題，反復練習，少數(shù)較難的習題適當加以提示。其次，認真批改作業(yè)，找出學生的問題點，閃光點。最后，講評作業(yè)，對共同出現(xiàn)的問題集中講解，對學生寫的優(yōu)秀算法加以表揚和鼓勵。再給出已做作業(yè)的參考答案供學生參考。

（三）創(chuàng)新教學手段

在傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學中，學生在學習《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的時候完全只能靠自己的空間想象能力，不能給學生以直觀的影像，如果結(jié)合多媒體教學，就顯得更加直觀更加有效。例如在講解鏈表的插入或刪除操作的算法的時候，我們可以編寫教學軟件模擬講解的算法的動態(tài)運行，達到動態(tài)演示且直觀的效果。以圖形的方式，學生可以看到算法執(zhí)行每一條語句后鏈表的狀態(tài)、結(jié)點中指針的變化、在整個演示過程中學生可以看到如何在鏈表中插入或刪除一個結(jié)點，學生就會覺得很直觀，容易理解。

（四）注重實踐環(huán)節(jié)

要抓好實踐環(huán)節(jié)，應引導學生做好以下幾點：

1．上機前先預習，熟知本次實驗目的、實驗內(nèi)容，畫出程序流程圖。

2．學會將類C語言描述的代碼，轉(zhuǎn)換成上機可執(zhí)行的C語言源程序或VC++，BC++中可執(zhí)行代碼。這就要求學生自己學會補充C語言細節(jié)，將抽象的代碼轉(zhuǎn)為具體的可以上機執(zhí)行的C語言源程序。這將鍛煉學生綜合運用所學知識的能力。

3．對上機時共性的問題，教師要采取集體輔導方式；對個別學生的特殊問題給予個別指導。切忌給他們具體答案，使得培養(yǎng)學生抽象思維能力和動手能力的實踐過程變成簡單的上機重復，影響教學效果。

四、結(jié)語

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機專業(yè)的骨干、核心課程，也是大多數(shù)學校研究生入學考試的必考課程，因此，對于該課程的教學，不僅要從理論上進行探討，還要從教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)、教學方法等方面進行研究。作者根據(jù)自己的體會，提出了從先行基礎課程、教學內(nèi)容、教學手段、實踐環(huán)節(jié)等四個方面進行改革的探討。

參考文獻：

[1]劉亞波、劉大有，以實驗教學深化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學[J].吉林大學學報增刊，2005.08:135-137.

[2]徐鳳生、任傳成，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學改革探討[J].計算機時代，2006.03:58-59.

[3]徐成杰、嚴云洋，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學要點的探討[J].現(xiàn)代計算機，2001.1:98-99.

[4]張敬芝，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學改革研究[J].長春師范學院學報，2005.8:147-148.

[6]周克蘭、張玉華，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學的實踐與思考[J].高等理科教育，2003.1:173-176.

作者簡介：

婁小平，女，湖南湘潭人，湖南文理學院計算機學院教師，主要從事嵌入式系統(tǒng)的研究。