對《數(shù)據(jù)結構》教學方法的探討

摘要:《數(shù)據(jù)結構》是計算機專業(yè)的專業(yè)基礎課，具有核心和基礎的地位。文章從提高學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力出發(fā)，闡述了《數(shù)據(jù)結構》課程的多種現(xiàn)代化教學模式，并對課堂教學的組織與設計、網(wǎng)絡教學方案設計以及實驗教學設計等方面作了研究與探索。實踐證明這種教學方法具有很好的實踐價值。

關鍵詞:數(shù)據(jù)結構;網(wǎng)絡教學;教學模式;教學方法

創(chuàng)新是教育發(fā)展的根本，是社會發(fā)展的必然，課堂教學中的創(chuàng)新教育是教育創(chuàng)新的重要組成部分。

2009年及以后，《數(shù)據(jù)結構》是計算機碩士研究生入學必考科目，也是計算機專業(yè)學生專升本的必考專業(yè)課。《數(shù)據(jù)結構》所涉及的內容和方法，無論是對學習計算機領域的其他課程，還是對從事軟件項目的開發(fā)都有著重要的作用。但該課程具有相當?shù)某橄笮院蛣討B(tài)性，容易造成教學低效和學時膨脹。如何使學生更好地掌握最常用的數(shù)據(jù)結構，理解數(shù)據(jù)結構內在的邏輯關系，數(shù)據(jù)與關系在計算機中存儲表示以及在這些數(shù)據(jù)結構上的運算和實際的執(zhí)行算法，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，是這一門課程的關鍵。

一、教學原則

隨著科技的的不斷發(fā)展，多媒體教學已經(jīng)成為現(xiàn)代教學改革和未來教學手段發(fā)展的方向，多媒體教學集講課、習題課、演示算法為一體，具有生動、形象、直觀的特點，有助于學生很好地理解和掌握所學內容。多媒體教學在講具體的算法實現(xiàn)方面顯得特別優(yōu)越，可以先給學生講解算法，然后給出數(shù)據(jù)來執(zhí)行算法，學生一邊對照著語句一邊執(zhí)行觀察數(shù)據(jù)的變化，或用動畫演示執(zhí)行過程。尤其對于遞歸算法，其執(zhí)行過程不易理解，采用動畫演示遞歸算法，生動、形象，學生很容易看出何時發(fā)生遞歸調用，何時返回到上一層調用處。

為了使多媒體輔助教學達到最佳教學效果需做到:樹立“以學生為主體”的現(xiàn)代教育觀，把學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在重要的地位;利用指導法教學、“啟發(fā)”式教學來體現(xiàn)“以教為主導，以學為主體”的教學原則。在教學方法和教學體系上采用現(xiàn)代教學模式，將多種現(xiàn)代教學模式應用于課堂和網(wǎng)絡教學中。

二、現(xiàn)代教學模式

教學模式是教學基礎理論的具體化，也是教學具體經(jīng)驗的概括化。目前，國內外有影響的現(xiàn)代教學模式主要有:

(1)掌握學習模式。強調個別化教學，利用及時反饋和強化作為控制教學的有效手段，而編寫得當?shù)牧曨}是獲得反饋的重要途徑。

(2)發(fā)現(xiàn)學習模式。首先提出問題，帶著問題意識觀察具體事實，然后再上升到一般的概念。

(3)范例教學模式。教師用特例具體直觀地闡明“個體”的具體特征;根據(jù)范例“個體”的知識推論特點，分析掌握整個“類別”事物的特征。

(4)最優(yōu)化教學模式。一個好的最優(yōu)化教學方案形成的過程是:①分析教學目的與教學任務;②分析學生學習情況與教師自我分析;③學時分析;④選擇已知條件下最佳教學任務的綜合性手段與方案;⑤對教學質量進行評價。

傳統(tǒng)的教學方法和手段，制約了以上教學模式的推廣應用，CAI系統(tǒng)的建立和以可視化為特征的多媒體技術的應用，有利于綜合這些模式的長處，創(chuàng)建各種現(xiàn)代教學模式。

三、課堂教學設計

1.教學目標分析

根據(jù)最優(yōu)化教學模式，設計一個好的最優(yōu)化教學方案，首先要對教學對象的情況進行分析，了解學生的基礎知識掌握程度、使用計算機的能力等實際情況，做到心中有數(shù)。

2.課堂教學方案設計

(1)講授內容安排。根據(jù)教學大綱及指定教材，提煉出該課程每章、每節(jié)的框架體系，從邏輯、存儲結構和數(shù)據(jù)的運算三個方面去組織教學內容，要重點突出，簡潔明了。

(2)教學策略應用。①積累知識，重視直覺。直覺是建立在豐富的實踐經(jīng)驗和寬厚的知識積累之上的。例如，講到樹型結構時，為了了解各個結點之間的關系，我們用“家譜”來學習樹形結構。這種方法的調整，極大地提高了教學效果，同時加強了學生直覺思維的培養(yǎng);②問題驅動。問題驅動是指學生在教師創(chuàng)設的情境下應用已有知識提出新問題、解決新問題的過程，也是學生高度自主學習的過程。教師在講課時，要體現(xiàn)教學思想，引入3W的教學理念，采用發(fā)現(xiàn)學習模式，應用啟發(fā)式教學。在講每一種基本的數(shù)據(jù)結構之前，準備一些實際應用的例子，讓學生一邊逐步學習理論知識，一邊思考如何應用;③范例教學。課堂講授應符合學生的認知規(guī)律，從感性到理性，從理性到實踐，從直觀到抽象，再從抽象到具體實踐，范例教學在《數(shù)據(jù)結構》的算法思想講解中能發(fā)揮其無法比擬的優(yōu)勢。在教學過程中宜多畫圖，多舉例，多解釋。例如:講解隊列的概念時，可通過日常生活中的購物排隊的過程來反映隊列中插入、刪除的原則。

3.實驗環(huán)節(jié)的教學設計

(1)實驗目的。《數(shù)據(jù)結構》是實踐性很強的一門課，培養(yǎng)學生的實踐能力是教學的首要目的。本門課的實驗教學的目的是:通過實驗將各門課程學到的知識融會貫通，思考與發(fā)現(xiàn)利用《數(shù)據(jù)結構》解決實際應用問題的有效方法;強化學生“結構一算法一編程”三者密切相關的意識。平時的練習較偏重于編寫功能單一的“小”算法，最后一周實訓時設計大的具體應用實例研究。

(2)實驗選題。依據(jù)實驗教學的目的，考慮學生的個體差異，將實驗設置為必做和選做實驗。兩類實驗都是結合相關的教學需要由授課教師設計，前者目的在于幫助學生掌握基礎知識和實驗研究方法，后者則培養(yǎng)和鼓勵學生的學習興趣、擴大知識面以及培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新意識。

(3)實驗結果提交。實驗開始之前，安排下發(fā)實驗任務書，實驗中安排教師現(xiàn)場輔導，實驗結束之后組織交流討論。對基本實驗要求學生單獨完成，綜合實驗則分組完成。實驗成果包括學生按照實驗的具體要求所開發(fā)的所有源程序、源程序的說明文件，撰寫課程設計報告，包括算法的主要思想、主要數(shù)據(jù)結構、算法的基本實現(xiàn)、調試過程、結論及心得。對算法要注釋，繪圖規(guī)范，正確引用術語以及實驗環(huán)節(jié)的總結。總結包括實驗的收獲、遇到的問題及解決的方法等。

《數(shù)據(jù)結構》是計算機專業(yè)的核心課程，是計算機程序設計的重要理論技術基礎。因此，學好這門課程對學生來說是至關重要的。我們在教學過程中必須把CAI和教師課堂講授有機地結合起來，積極改變自己的教學方法，運用多種現(xiàn)代教學模式，使教師講授與多媒體教學相輔相成，重視實踐環(huán)節(jié)的教學，以提高該課程的教學效果，讓學生既能學到知識又可掌握學習的技能，達到真正提高學生的素質。