數據結構課程與學生邏輯思維能力的培養

摘要：數據結構課是計算機相關專業重要的專業基礎課，要求學生具有較強的邏輯思維能力。在教學中，教師應采取多種教學方式，激發學生的學習興趣，增強他們的自信心，調動他們的主動性，培養他們的邏輯思維能力。

關鍵詞：數據結構；邏輯思維能力；高職學生；C語言

數據結構課是高職計算機應用技術及相關專業的一門重要的專業基礎課。通過系統學習該課程，學生能夠掌握不同數據結構的不同算法及其設計思想，體會并掌握結構選擇和算法設計的思維方式及技巧，提高分析問題和解決問題的能力。該課程的特點是知識點多，概念之間聯系緊密，算法抽象難懂，要求學生具有較強的邏輯思維能力。然而，高職學生的學習基礎普遍較差，邏輯推理能力不強，在學習過程中經常感到困難，甚至產生厭學情緒。為了改善這種教學狀況，使學生真正掌握這門課程，提高專業素質，筆者認為，在教學過程中，應著重培養學生的邏輯思維能力。

使用設問答疑法講解

第一章概論，引導學生鉆研教材

培養學生的邏輯思維能力首先應從鉆研教材開始。教材是教師教學、學生學習的主要依據。筆者所在學校數據結構課采用的教材是由全國高等教育自學考試指導委員會編纂、經濟科學出版社出版的《數據結構導論》。該教材的特點是語言簡練，概念、算法較多，理論性偏強。初學者在接觸該教材時，經常不知從何學起，抓不住重點。容易產生畏難情緒厭學心理。為此，在講授數據結構課的初期，不僅要引導學生明確學習目的，還要教給他們讀懂教材和鉆研教材的方法，深入講解教材第一章的內容，采取恰當的教學方法幫助學生理解知識點。

第一章概論包括五節內容，介紹了貫穿全書的基本概念、基本思想和基本原理。為了更好地讓學生理解該章內容，在具體講授每節內容之前，可預先圍繞這部分內容設計問題，然后通過解答這些問題引導學生聽課并進行思考。例如，可以在教材1.1節的引言部分舉例說明數據表示與數據處理的過程，引出數據結構的主要內容。具體做法為：在講課之前，先列出如下問題：（1）程序設計的實質是什么？（2）程序設計是如何進行的？（3）為什么學習數據結構？（4）它的主要內容是什么？然后根據課本內容逐一進行講解。在設計問題時，需要注意兩點：第一，問題要符合學生心理，即站在學生角度設計問題；第二，針對教材中重點、難點知識設計的問題，應具有層次性，一環扣一環，引導學生進行邏輯思考。下表列出了針對第一章各小節內容設計的部分問題。

第一章各節內容及主要問題設計表

通過提問與解答，尤其是引導學生一起討論“為什么學習”和“怎樣學習”，使學生明確了學習目的，掌握了思維方法，為后續內容的學習打下了堅實基礎。

運用實例和游戲，激發學生邏輯思維的興趣

興趣，又叫求知欲，是學習動力中最現實、最活躍的成分。學生經常對所學知識感到難度過大、枯燥乏味且對自己用處不大，因而喪失對所學內容進行探索的欲望與興趣。這就要求教師具有豐富的教學經驗，準確把握學生的心態，力爭將抽象概念轉化為生活中常見的、切合學生實際的例子甚至有趣的游戲，激發學生邏輯思維的積極性。

例如，講到單鏈表時，可以請幾位學生站起來，左手不動，右手指向下一位同學；講授雙鏈表時，可以要求學生舉起兩支手臂，分別指向兩位同學；講授棧先進后出的特點時，可以安排學生靠墻站立，將靠墻的一端做為棧底，鄰近通道的一端做為棧頂，學生只能從通道的一端進出；講授隊列具有先進先出的特性時，可以聯系學生在食堂排隊買飯的情景；講授拓撲結構時，可以請學生充當教務主任，安排即將學習的課程的順序等?？傊瑢⒗碚撔暂^強的知識，融入豐富多彩的實例和游戲當中，讓學生在活動中體會到思考的快樂，在興致勃勃中得到訓練。

補充基礎知識，增強學生的自信心

教育心理學研究表明，新的認知結構必須以原有的認知結構為基礎。學習新知識的過程，就是學習者積極主動地從自己的認知結構中提取與新知識最有聯系的舊知識，并加以固定的動態過程。如果學生舊知識基礎較差，甚至舊知識與新知識之間缺乏必要的聯系，那么，學習者在學習新知識的過程中，勢必會遇到難以逾越的障礙。比如數據結構課的前導課程為“高級語言程序設計”和“匯編語言程序設計”，相關教材中均采用C語言對其所有算法進行描述；數據結構的存儲實現涉及計算機組成原理；數組的概念與運算實現又與線性代數相關等，學生必須掌握相關課程的知識，才能較好地理解數據結構理論。但是，由于高職學生學習基礎較差，課程安排不合理等原因，給學生的理解和思考造成了困難。例如若將數據結構課的教學安排在“C語言程序設計”課之前進行，學生就會由于缺乏C語言知識，難以理解使用C語言描述的算法，無法體會到算法設計的思維方式及技巧，也就無法提高邏輯思維能力。在這種情況下，教師必須在追求教學進度的同時，考慮到學生的接受能力，適當放慢速度，在講授新課前，首先講解學習中將要涉及的其他課程的知識，彌補學生的知識缺陷。例如在講授順序表的類型定義時，有如下表述：

const maxsize=順序表的容量；

typedef struct

{datatype data[maxsize]；

int last；

}sqlist；

sqlist L；

這段看似簡單的C語言卻讓學習基礎較差的學生十分困惑，無法理解代碼的含義。對此，教師應首先講解C語言中關鍵詞const的意義和結構體類型變量struct的定義方法，說明數組的概念及使用方法。只有理順這些知識點后，學生才能理解順序表是由一個一維數組data組成，常數maxsize為順序表的容量，才能理解last表示線性表當前的長度。只有儲備了這些知識后，學生才能在未來學習棧、數組、二叉樹等數據結構的順序存儲方式時，根據定義自行推理，不斷加深理解，并從中增強自信心。

營造條件和機會，調動學生思維的主動性

數據結構課涉及的概念及算法較多，教師經常采用“滿堂灌”、“一言堂”的教學方法，然而，效果卻并不理想。由于學生沒有真正參與到教學活動中，整個思維過程都由教師包辦代替，結果往往是教師講得辛苦，學生聽得苦悶，達不到預期的教學效果。

“教是為了不教”，葉圣陶先生這句話深刻體現出教的最終目的是發揮學生的主動性?，F代教育理論認為，學習者在教學活動中占據著主體位置。我國教育界也已改變了對學習者、受教育者、被教育者和教學對象的認識，接受了“教師為主導，學生為主體”的教育思想。但這并不是否定教師的作用，在專業課教學過程中，教師的作用不可替代。教師不僅要向學生傳授知識，還應精心設計，積極創造條件、提供機會，讓學生共同參與教學活動。例如，介紹二叉樹的定義時，教師可以先布置預習任務，然后請一位學生復述概念，并讓其闡述自己對該定義的理解，再請其他學生判斷“二叉樹是特殊的樹”這一論斷是否成立。在這種情況下，學生便會積極聯系上一節內容中學習到的“樹”的概念。通過對兩個定義的比較，最終得出“二叉樹與樹是不同的樹形結構”的清晰認識。又如，在講解某個具體算法時，教師可以先介紹算法要達到的目的和語法結構，再由學生根據要求書寫板書，并用簡單的語句進行講解，教師負責指導。通過這種師生互動，既可以檢驗學生對語言的掌握程度，又調動了學生思維的主動性，使其參與到整個教學過程中，就會加深對知識的理解。

參考文獻：

[1]陳小平.數據結構導論[M].北京：經濟科學出版社，2000.

作者簡介：

余麗娟（1969—），廣東省江門市高級技工學校講師，研究方向為計算機專業課教學。