《數據結構》教學實踐經驗談

摘要：針對《數據結構》課程本身的特點，結合近幾年的教學實踐。本文總結了幾點教學經驗，供大家參考。

關鍵詞：邏輯結構 存儲結構 算法 排序 多媒體

大量數據的表示方法和組織形式直接關系到程序對數據的處理效率，于是就要求人們對計算機加工的對象進行系統的研究，即研究數據的特性、數據之間的關系，以及如何有效地組織、管理、存儲這些數據，從而提高計算機處理各種數據的效率。《數據結構》正是為解決這些問題而進行研究的一門課程，該課程的最大特點就是理論性邏輯性強、抽象想高。針對其特點，結合近幾年的教學實踐，筆者總結了如下幾點經驗。

一、打消學生學習《數據結構》無用的思想

針對部分學生認為學了《數據結構》沒有用的思想，可以向他們講明學好《數據結構》是計算機專業學生基本素質所要求的，是對計算機水平和能力的一個提升，是學好程序設計的基礎。比如，可以這樣來引導：在《C語言程序設計》一門課中，如果要存儲大批數據，怎樣存儲?用什么來存儲?學生想到的首先應該是數組。那么再問，像紅樓夢中的賈氏家譜又怎樣存儲呢?把家譜中的人名看成是數據，人名和人名之間還有一種層次關系，它們的關系就像一棵樹一樣，怎樣存儲這些數據，還得同時體現它們之間的關系呢?這個時候，學生肯定是不知道怎么辦了，而且很想知道答案。此時告訴他們，《數據結構》會幫我們找到答案，用二叉鏈表就可以實現。學生明白了這個道理之后，從一定程度上可以打消學習《數據結構》無用的思想。

二、著重講解數據結構的一些基本概念

學生對概念理解得透徹，有助于后面邏輯性強的知識的學習。可以說一些關鍵的基本概念的透徹理解是打開《數據結構》這門課的一把鑰匙。以下這兩個概念就是非常關鍵的：數據的邏輯結構，是從邏輯上來描述數據之間的關系，是讓人(程序員)來看的，可以用圖形或數學形式來描述，它包括數據元素和數據元素之間的關系兩部分；數據的存儲結構，就是指人構造出來的邏輯結構在計算機中怎樣存儲，既要存儲邏輯結構中的數據元素，還要存儲數據元素之間的關系。

三、數據結構的前續課程是程序設計基礎

在講授數據結構具體內容前，首先介紹數據結構所必需的知識儲備。明確數據結構是計算機科學的基礎課程，且是必修課程，也是考研或從事計算機實際工作不可缺少的理論基礎，它的前續課程是程序設計基礎。但是，筆者在實際的教學過程中發現，有相當一部分學生的程序設計基礎不好，特別是對指針部分理解得不是很透，而《數據結構》第2章中的單鏈表就涉及大量的指針的操作，這讓很大一部分學生在思維上一時轉不過彎來。接受不了鏈表這種存儲結構。解決辦法就是，抽出2個課時的時間給學生重新講解指針部分的關鍵內容，并和單鏈表部分的知識做自然的過渡、連接，這樣學生不但能及時地理解掌握單鏈表這部分知識，而且非常有利于后續知識的接受。

四、特別注重啟發式教學在數據結構課堂教學中的應用

由于數據結構本身的枯燥乏味和算法的復雜性，學生容易產生畏難和厭倦情緒。教學中，可以多提出一些和實際應用相關的有意義的問題，提高學生的學習興趣。比如，在講解快速排序的思想時，其基本思想是給基點找位置，選取無序區的第一條記錄做為基點并暫存，然后，必須從無序區的最后一條記錄開始向左掃描，將記錄關鍵字逐一和基點的關鍵字比較。如果比基點大則不動，也不改變掃描方向，如果比基點小則向左邊放，并同時改變掃描方向；一旦發生記錄的移動即改變掃描方向(結合圖示進行講解)。設問：為什么必須從右端開始掃描。而不能從左端呢?如果從左端開始，又會有什么樣的后果呢?原因是，如果從左端開始掃描，一旦發現有比基點大的記錄就應向右端放，這樣就把無序區最右端的記錄給覆蓋了，即最右端的記錄就丟失了。從右端掃描則不會出現這樣的情況。因為在將右端比基點小的記錄向左端放的時候，最左端的記錄已經作為基點保存起來了，不會造成記錄的丟失。

五、穿插使用多媒體輔助數據結構課堂教學

筆者不贊同對數據結構的教學過程全部使用多媒體，雖然多媒體有著生動、形象、圖文并茂以及交互性好等特點，但其交互性無論如何也比不上傳統的用黑板授課的方式，用多媒體教學很多時候會阻礙教師思維的自然發揮。教師的很多肢體語言的靈活性也是多媒體無法企及的。所以，最好是在講解比較復雜的過程的時候使用多媒體輔助教學，如，圖的深度優先搜索遍歷過程和過度優先搜索遍歷過程，利用普里姆算法或克魯斯卡爾算法構造最小生成樹的過程等。

六、注意對存儲結構的綜合比較

在講解了幾種存儲結構以后，就應結合實際應用對它們進行綜合分析比較。例如，在講完了順序表與鏈表之后，就應總結它們的優缺點，舉例分析每種存儲結構適合什么樣的應用，比如。在成績查詢系統中，由于查詢、排序操作較多，插入、刪除操作較少，就可以考慮用順序表的方式來存儲數據。

七、淡化算法的具體實現語言，強調其思想流程，開闊學生的思維發揮空間

算法是《數據結構》中的重要組成部分，幾乎每一章每一節都有各自的算法。而目前所有教材都是基于某一種語言編寫的，有類Pascal語言、類C語言、C／C++語言，等等。不管是什么語言，一旦將程序給出，就完全禁錮了學生的想象空間，學生只能一味地去理解程序的語句、過程和函數，而忽視對算法思想和所用數據結構的思考。因此在課堂教學中，算法講解后應給出抽象的流程，讓學生選擇自己熟悉的具體語言和適當的數據結構。這樣不僅可以解決由于學生語言的不足而影響算法掌握的難題，同時也給學生留出了足夠的發揮聰明才智的空間。

八、教學實踐體驗

只有在不斷地總結經驗教訓的同時，不斷地改進自己教學的各個方面。教師才能不斷提高自己的教學水平，進而培養出更多的優秀人才，為社會發展貢獻力量。