數據結構課程第一堂課設計

劉合兵　尚俊平　翁梅

[摘 要]數據結構課程是計算機類專業的核心必修課程，在整個專業教學體系中占有重要地位。以上好數據結構課程第一堂課為切入點，通過教師自我介紹、課程內容介紹和學習方法指導等幾個方面來激發學生的學習興趣，能調動學生的學習主動性，培養學生的創新思維和自主探究能力。講好第一堂課對建立師生良好關系、增強課堂教學管理和提高教育教學質量有著深刻的意義。

[關鍵詞]數據結構；課堂教學；教學設計

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）03-0029-02

數據結構課程是計算機類專業的核心必修課程，在整個專業教學體系中占有重要地位。數據結構課程的教學內容涉及構筑計算機求解問題的兩大基石：刻畫實際問題中信息及其關系的數據結構，描述問題解決方案的算法。[1]數據結構課程的教學目標是培養學生縝密的邏輯思維能力和數據抽象能力，把數據結構和算法理論與編程實踐相結合，并在軟件系統開發過程中靈活運用。學好數據結構課程對操作系統、編譯原理、計算機網絡等后續課程的學習以及培養學生分析問題、解決問題的能力等方面起著至關重要的作用。如何講好數據結構課程，一直是各高校計算機教師研究探索的熱門課題。俗話說“好的開端是成功的一半”，第一堂課的教學設計至關重要。好的開端能激發學生對課程的興趣，調動學生的學習積極性，使其產生強烈的求知欲，從“要我學”變為“我要學”，從而為教師有序、有效展開課程教學奠定良好的基礎。[2]

本文從以下幾個方面具體討論如何上好數據結構第一堂課。

一、教師自我介紹

教師給學生的第一印象很重要。第一堂課教師第一次接觸學生，自我介紹必不可少。自我介紹的內容主要包括介紹教師的姓名、學院、辦公地點、移動電話等，可以把微信、QQ或E？鄄mail等其他聯系方式告訴學生，還可以組建數據結構課程學習的QQ群或微信群，學生遇到問題后可以在群里討論，也可以通過電話、E？鄄mail等與教師單獨聯系。教師愿意做學生的朋友，學生在學習上、生活上、思想上需要教師幫助時，可及時與教師聯系。教師的積極態度能夠對學生產生積極的影響，有助于與學生建立良好的師生關系，促進學生學習的自覺性。

二、課程介紹

（一）課程定位

數據結構課程是計算機類專業的核心必修課程，美國ACM/IEEE CC-2005課程體系將數據結構與算法類課程列為核心課程之首。我國教育部計算機教育指導委員會“計算機科學與技術專業規范”2006中明確把數據結構與算法列入計算機及信息技術相關學科專業的本科必修基礎課程。

數據結構課程是對前導課程（如C語言程序設計、程序設計基礎等）的深入和擴展，能為進一步學習其他專業課程打下基礎。課程中的排序算法及基本的樹、圖等非線性結構是計算機科學的基本功，B+樹、散列（Hash）等高級數據結構是后續如操作系統、數據庫、編譯原理、圖形圖像等專業課程的基礎。

（二）主要內容

數據結構課程描述的是按照一定邏輯關系組織起來的待處理數據元素的表示及相關操作，涉及數據的邏輯結構、數據的存儲結構和數據的運算，內容非常豐富。

常見的邏輯關系包括線性結構、樹形結構、圖結構和文件結構。常見的存儲方法有順序方法、鏈式方法、索引方法和散列方法。建立在數據結構之上的有效運算是問題求解的核心，如排序、檢索等。在介紹課程內容時，應把相應章節的學時分配一并列表展示，并簡明扼要地向學生介紹課程的重點難點，借助多媒體課件以動畫的形式給學生演示鏈表、棧、隊列以及排序等操作，幫助學生理解，激發學生的學習興趣。

（三）學習目標

數據結構課程的教學目標是讓學生學會分析數據對象的特征，掌握數據組織方法和計算機的表示方法，初步掌握算法時間、空間分析的技巧，培養學生針對問題的應用背景進行分析，選擇合適的數據結構，從而培養高級程序設計技能。學生的學習目標明確了，才會不懈努力，朝著目標一直前行。

（四）教材及參考書

教材是供教學用的資料，如課本、講義等。第一堂課應明確數據結構課程的教材，簡要介紹教材的特點、作者信息等，比如我們采用的是嚴蔚敏主編、清華大學出版社出版的《數據結構》。同時給學生們列出一些必要的參考書籍，這對課程學習能起到補充拓展的作用。

三、學習方法指導

在學生了解數據結構課程的重要性、所用教材及參考資料后，就要告訴學生如何去做才能學好這門課程。數據結構課程要培養學生結合實際應用設計有效算法和數據結構的能力，學習數據結構必須經過大量的實踐，在實踐中體會構造性思維方法，掌握數據組織與程序設計的技術。通過扎實的、大量的基礎訓練，學生才能靈活地運用問題抽象、數據抽象、算法抽象來分析問題，應用數據結構和算法來設計、實現相應的程序，完成創新能力和實踐能力的訓練。[3]

（一）課前預習，課后總結，吃透教材

課程內容主要包含數據結構和算法設計與分析的基本知識，各種基本數據結構的定義、存儲結構、相應的算法以及應用等。理解掌握基本的數據結構與算法的關系很重要。程序的時間和空間效率，不僅與數據的組織方式有關系，也跟算法設計的巧妙程度有關系。在學習中要把握好預習、聽課、實驗、復習、總結五個環節，吃透教材，把握住算法的本質。通過預習，可以提高學生的主體意識，培養學生的獨立思考能力，進而提高課堂學習效率。課后的總結則能讓學生自覺地回顧課堂內容，深入地學習和領會課程的重點和難點，完成課后作業或練習題，從而提高數據結構課程的教學效果。

（二）多讀代碼，實現算法，理解思路

教育部計算機專業教育指導委員會“中國計算機本科專業發展戰略研究報告”、“計算機科學與技術專業規范”等都明確地強調了實踐教學和學生動手能力培養的重要性。程序設計解決問題往往有多種方法，且不同方法之間的效率可能相差甚遠。在學習過程中要讓學生擺脫畏難情緒，不怕有問題，多讀、多寫、多調試，及時總結。學生只有通過豐富的練習題和應用案例才能增強對理論的感性認識，從而明白這些數據結構為什么存在以及在什么情況下可以最好地解決什么樣的問題。

（三）充分利用網絡資源進行課外拓展

1.圖書館資源

圖書館擁有豐富的文獻資源，是學校的文獻信息資源中心，也是學生的第二課堂。學校圖書館有豐富的藏書，通過網上書目查詢系統可以檢索到與數據結構課程有關的圖書，如《數據結構典型題解》、《數據結構上機實驗指導》等。圖書館還有各種文獻數據庫，如超星數字圖書館，可以在線閱讀電子圖書；有萬方、中國知網（CNKI）、維普等數據庫，可以查閱期刊、會議等學術論文。在課堂上教師可以演示利用圖書館中的中國知網（CNKI）檢索系統檢索相關論文，讓學生學會檢索查找文獻資源，這樣可以拓展學習資料，避免課程學習僅限教材的情況。多讀書，可以讓學生擴大視野，打開思路，培養和鍛煉學生自主學習的能力。

2.課程資料及論壇

互聯網是信息發布和傳播的重要平臺。網絡資源包羅萬象且更新及時，使用方便，不受時間的限制，其中涉及數據結構的教學資料、技術論壇等數不勝數。課程資源主要有國家精品課程資源網、MOOC學院、中國大學MOOC、學堂在線，以及國外MIT等開設的數據結構相關課程。而與數據結構相關的論壇則更多，比較突出的如CSDN論壇的數據結構與算法版塊、ITeye綜合技術論壇的數據結構版塊等。[4][5]在介紹課程資源及論壇的同時，教師可以簡單介紹百度或必應搜索引擎的用法，讓學生掌握利用搜索引擎查找相關資料的技能。

四、結語

在高校的課堂里，大學生要接觸不同門類的學科。教師在引導學生學習過程中能起到關鍵的作用。第一堂課既是師生之間的初次見面，也是大學生對教師及課程的初步了解與把握。良好的開端是課程成功的基礎，上好第一堂課，意義重大。對教師而言，上好第一堂課，會使學生對該門課程產生首因效應，在課程的興趣、理解、運用等方面產生積極影響，可以使教師對學生加深了解認識，有助于教師對教學安排進行合理配置，為今后的課程教學奠定良好的基礎。對學生而言，上好第一堂課可以使學生對課程內容有一個全面的認識，提升學生對課程的認同感，提高學生的學習積極性。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張銘，耿國華，陳衛衛，等.數據結構與算法課程教學實施方案[J].中國大學教學，2011（3）：56-60.

[2] 張永翊.上好大學里的第一堂課[J].中國成人教育，2008（20）：131-132.

[3] 劉合兵，尚俊平.《數據結構》課程的教學研究與實踐[J].內江科技，2008（12）：72，49.

[4] 尚俊平，劉合兵.在專業課教學中培養學生的信息素質[J].計算機教育，2010（8）：14-16.

[5] 何明瑞.大學計算機基礎課程“第一堂課”的教學目的[J].軟件導刊，2012（1）：185-187.

[責任編輯：陳 明]