論計算機數據結構多媒體教學設計

張　咪

[摘要] 本文通過數據結構對多媒體的設計，提出其課堂教學必要性和可行性，以及其目的和意義，并且闡述了在課堂多媒體教學的使用情況。

[關鍵字] 數據結構多媒體教學設計

一、前言

計算機多媒體環境教學可以使學生掌握如何把現實世界的客觀問題變換為在計算機內的表示形式，學會組織數據、選擇算法，養成良好的程序設計風格，提高邏輯和抽象思維的能力，為以后有關的計算機課程的學習和從事軟件開發奠定基礎。數據結構多媒體課堂教學必將對傳統的教學模式產生很大的沖擊，在信息社會里如果不會用計算機去獲取需要的信息，應該說這種學科教育是狹隘和殘缺的，從這個意義上講，將計算機引入課堂也正是當今基礎教育的革命。

二、在傳統教學模式中教學上存在的問題

首先，學生的程序設計能力極其貧乏，在學《數據結構》之前，至少有80%。學生基本不具備編寫簡單程序和基本調試程序的能力，他們對程序設計僅僅有一點概念化的認識和理解，因而，嚴格地講在這種情況下，是無法學習《數據結構》的，其次，《數據結構》的學時很有限，在傳統的教學模式中，不可能講課講透《數據結構》的諸多內容，為了完成教學計劃，也只好重點介紹該門課程的一些概念，事實上，教學效果離教學大綱的要求相差甚遠。

三、教學模式改革的必要性和可行性

大專院校應該是培養社會實用型人才的搖籃，如果我們講授的每門課程，總是停留概念上，學生進入社會之后，也只能泛泛而談的君子，顯然，這并不是我們的愿望和目的。作為教師，我們非常希望學生的內容既扎實又全面，而往往因為學生的功底差、理解能力差和刻苦鉆研能力的不足等諸多方面的原因，而使得一次次教學活動變成了學生一次次過關的無奈，同時，我們的愿望也一次次成為泡影，辛苦耕耘了一番，卻無多大收成，這對于一個耕耘者講心理很不是滋味。為了克服教學中的困難，課堂的教學方法顯得尤其重要。在高科技日益普及的今天，在教學中，如果能使用現代化教學工具，逐步擺脫傳統教學模式中的黑板和粉筆，用多媒體課件與電子講稿結合，適當的調整教學內容，必然能使得課堂教學生動形象，從而提高教學效率，實現我們的教學目的。目前，先進的投影設備、文稿顯示CAI和眾多的Windows圖形開發工具，使得《數據結構》的教學模式發生質的變化和飛躍是完全可行的。而在這一教學模式的改革中，最關鍵的是多媒體課件的制作。

四、數據結構多媒體課件的功能要求

為了適應課堂教學的要求，《數據結構》多媒體課件應該具有：1）軟件界面的設計要求：較強的交互能力、動態的算法演示、形象的圖形設計、充分應用聲音和色彩體現算法的細節、屏幕設計簡潔明快、屏幕元素布局合理、突出教學內容的重點，等等；2）軟件中不僅包含主要的教學內容，而且，還應該提供一些特殊例題的算法演示，用以擴大學生的編程思維能力，從而實現用形象的圖形界面為學生搭起通向掌握抽象思維方法的橋梁；3）《C語言程序設計》是《數據結構》（C語言版）的前序課程，學生對該門課程的掌握往往不是很好,這就給（數據結構）的教學帶來了較大的困難，為了緩解這種困難，同時，讓學生快速了解和掌握《C語言程序設計》的關鍵內容，該課件中，必須包含“C語言復習”界面設計；4）軟件中通過圖形演繹出來的所有算法思想必須準確；5）操作簡單，易于理解，符合Windows的操作規則，便于學生使用。

1、模塊設計運用

本模塊的功能是利用典型的C語言例程，展示C語言基本概念中的重點和難點，如：數組的分配、指針的變化、結構體類型的定義和使用、動態存儲空間的分配申請malloc（）和釋放free（）、函數調用、參數傳遞、循環語句和case語句的執行情況等，該軟件使用了虛擬現實的手法，將一段C程序和其所用的內存空間均放在了屏幕上，當該C程序執行時，語句的執行與相關內存的狀態同步變化，并且，可以控制語句的執行速度，以適應課堂教學的需要。針對學生C程序設計能力的欠缺和對指針及結構概念的恐懼，本模塊實現了把原本看不見摸不著的內存單元，提到屏幕上的窗口展示出來，相當于帶領學生直接深入到計算機內存，并在“內存”上用箭頭圖形描述指針變量的作用，讓學生能清楚地看到C程序運行時，各種控制語句的執行情況和相關內存空間的變化情況，用直觀、形象、準確的動態圖形演繹各種概念，在短時間內達到對學生C程序設計的強化訓練

2、線性表中數據的運用

線性表大量使用了C語言的指針、結構體、函數調用、參數傳遞、動態存儲空間的申請和釋放等內容，而這些內容恰恰是學生學習中的薄弱環節，也正因如此，這一章的內容學起來感覺尤其困難和難以理解。在C語言復習中，雖然重點介紹了這些內容，但是，由于課時和機時非常有限，也只能是讓學生建立起了這方面的概念，事實上，學生并沒有牢固掌握和靈活運用它們。

為了讓學生進一步的學習和掌握這些內容，在線性表部分，仍然沿用C語言復習的圖形界面，如圖2所示，一方面，具體解釋順序表和鏈表的建立、插入、刪除等基本操作的情況；另一方面，利用一次次的程序動態運行，展示如何用C語言的知識描述和解決數據結構的問題，實現在應用C語言編程方面，對學生的強化引導。

稀疏矩陣的快速轉置算法演示界面如圖4所示，它包含四個區域：原稀疏矩陣的三元組表示、稀疏矩陣的邏輯形式、轉置后的三元組表示、快速轉置算法中使用的輔助緩沖區。該界面對學生理解算法的實質很有幫助，同時，也大大地減輕了教師的講課負責。

作者信息：張咪（1984—）女，河南鄭州人，河南建筑職業技術學院助理講師，主要從事計算機應用技術。