案例法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的應(yīng)用探索

【摘 要】本文針對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中存在的問題，提出了案例教學(xué)法，文中講解了案例選取、案例實施的相關(guān)問題。闡明了案例法與“問題式”教學(xué)法的關(guān)系。此方法提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、研究性和探索性。

【關(guān)鍵字】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；案例教學(xué)法；問題式教學(xué)；教學(xué)效果

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是計算機應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，研究各種抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理存儲結(jié)構(gòu)、相應(yīng)存儲結(jié)構(gòu)上的各種運算三個方面的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上研究相關(guān)問題的算法設(shè)計，課程涉及概念、算法都比較多，難度大。是學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度大的課程之一。

一、現(xiàn)階段教學(xué)存在的主要問題

（一）基礎(chǔ)技能不足

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法的設(shè)計離不開程序設(shè)計語言，例如C語言程序設(shè)計是C語言版《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的前導(dǎo)課。若沒有掌握好C語言中數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、函數(shù)、指針等基礎(chǔ)知識，在后繼的學(xué)習(xí)中就會感到很茫然，逐漸喪失該課程學(xué)習(xí)的興趣和信心。

（二）“填鴨式”教學(xué)模式的弊端

教學(xué)中教師只注重教學(xué)大綱，對學(xué)生的實際情況缺乏了解，學(xué)生的接受能力、邏輯思維能力怎樣？學(xué)生的編寫和調(diào)試程序的能力又如何？“填鴨式”教學(xué)中都忽視了這些問題，學(xué)生在被動的接受中容易產(chǎn)生懷疑，畏難情緒，從而失去了學(xué)習(xí)的興趣和主動性，使得教學(xué)效果不如人意。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué)法

案例教學(xué)法具有較強溝通性、針對性、實踐性等特點?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課堂教學(xué)中運用案例教學(xué)法，將理論知識融入案例之中，運用案例引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（一）課前案例準(zhǔn)備

作為案例教學(xué)法的核心——案例必須是優(yōu)選的。好的案例對于學(xué)生掌握基本概念、基本知識，培養(yǎng)基本技能起到積極的推動作用。

1.案例的選擇首先要以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，它的難易程度要適合教學(xué)目標(biāo)。其次，所選的案例應(yīng)該是內(nèi)容完整的、典型的、與生產(chǎn)生活相聯(lián)系的案例。另外，所選的案例應(yīng)該盡量考慮貼近學(xué)生的興趣點。例如，在講解拓撲排序時，可以類比學(xué)生各學(xué)期課程安排，而且拓撲排序不只一種，也即各學(xué)期課程安排不是唯一的。

2.案例選定之后，教師還需仔細分析所選案例，得出諸如下面系列問題的答案：所選案例與授課有什么樣的內(nèi)在聯(lián)系？案例的提出與展開需要分成怎樣的邏輯序列？如何引導(dǎo)學(xué)生積極參與案例的討論？案例討論中可能會出現(xiàn)什么不同觀點？這些問題的解決應(yīng)該能把學(xué)生一步步地引入案例，從而對案例相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容有較深入的理解與認識。

（二）課堂案例實施

案例實施的過程就是教師引導(dǎo)學(xué)生共同參與案例的討論、分析、表達等活動的過程。引導(dǎo)學(xué)生投入到在具體問題的情境中積極思考、努力探索，課堂案例實施時要注意深化下面兩個“結(jié)合”。

1.案例教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合。

案例的分析是為了深化理論知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而理論的掌握又是為了實際中遇到的待解問題的求解，可見案例教學(xué)與理論教學(xué)緊密相關(guān)，兩者相互補充、包容與促進。

例如在介紹隊列時，可以“排隊購票”作為案例，引入隊列的概念，分析隊列結(jié)構(gòu)的特點。把整個隊看作一個“隊列”結(jié)構(gòu)，那么每一個人即為隊列的元素，可以發(fā)現(xiàn)，最先進入隊的先得到購票的權(quán)利，而最后進入隊的是最后得到購票的權(quán)利。從而讓學(xué)生理解隊列與線性表的區(qū)別是操作受到一定的限制，隊列的的基本操作入隊、出隊的特點及方法，以及先進先出的特征。

又如在講授順序表及鏈表的存儲特點時可以設(shè)計這樣的案例：全班的學(xué)生作為線性表的元素，教室中的桌凳即為存儲空間，把桌凳按一條龍編號，讓學(xué)生按學(xué)號對應(yīng)座位號入座即為順序存儲，讓學(xué)生拉起手來隨便坐即為鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。從而讓學(xué)生理解順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Φ奶攸c，插入刪除操作的方法及其時間復(fù)雜度等問題。

2.案例教學(xué)與“問題式”教學(xué)相輔相成。

現(xiàn)代教育思想強調(diào)教育的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，而“問題式”教學(xué)法也正是圍繞問題而進行的發(fā)現(xiàn)、分析和解決的過程。 在問題的解決中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了強化，學(xué)習(xí)的主觀能動性得到了調(diào)動，學(xué)生的素質(zhì)得到了提高，從而對學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的作用。

在案例教學(xué)過程中結(jié)合“問題式”教學(xué)，針對案例設(shè)計一系列適當(dāng)?shù)膯栴}，通過問題的提出，討論，解決來展開案例，調(diào)動學(xué)生自覺思考問題、主動探索問題解決途徑。案例中問題的設(shè)計與組織是一個關(guān)鍵的問題。應(yīng)該針對不同的目的、多種層次來設(shè)計和組織，例如教師可以采用自問自答的方式來提出問題或引入內(nèi)容，盡量避免交待式的講解；還可以采用提出判斷問題、要求學(xué)生做答來展開問題，這樣的方式可以吸引學(xué)生注意力，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。

例如在講解圖的最短路徑問題時，可以設(shè)計如下問題：1）你是如何衡量最佳旅游線路的？2）你是如何找出到達n個城市的最佳旅游線路的？3）計算機怎么能計算出這個路徑呢？對于這幾個層次的問題的思考和回答使學(xué)生對圖的最短路徑問題的理解逐步深入。

（三）課后案例回顧

課堂案例法運用能夠幫助學(xué)生理清知識點之間的關(guān)系、理解各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點及算法的基本應(yīng)用形式。但是課下進一步的探討和交流才可以促進知識內(nèi)化提升為能力。老師要提出一些開放性問題供學(xué)生課下探討交流、查閱資料、拓展學(xué)科視野。例如棧結(jié)構(gòu)的課后問題就可以是迷宮問題求解、不同進制數(shù)的轉(zhuǎn)換、表達式求值等問題。還可以讓學(xué)生進一步深入分析程序中遞歸調(diào)用的工作原理。這些問題有助于學(xué)生深入理解棧結(jié)構(gòu)概念，提高學(xué)生理解能力與應(yīng)用能力。

三、結(jié)束語

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中應(yīng)用案例法，克服了重理論輕實踐、學(xué)生被動接受的弊端。授課中通過案例的引入，引導(dǎo)學(xué)生自己去分析、思考、討論并動手實踐。不僅教給學(xué)生知識，更教會了學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、研究性和探索性。

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基金項目：山西工商學(xué)院科研基金資助項目 “《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》優(yōu)秀課程建設(shè)方案的研究與實踐”項目編號： 201303