高职教育中“数据结构”的教学研究与体会

高职教育中“数据结构”的教学研究与体会
摘要：本文分析了高职学生的现状，从培养学生的学习兴趣和信心着手，强调理论和实践并重的思路，就课堂教学组织和实践教学进行了探讨。

关键字：数据结构；教学；实践
1引言
数据结构是计算机专业的核心课程，是公认的计算机专业最重要的课程之一。

学生学好这门课程，对于学习其它课程、培养解决问题的能力等至关重要。

因此，该课程教学改革的研究具有非常重要的意义。

针对目前数据结构教学中存在的问题，笔者进行了认真的分析和探讨，并结合自己的教学研究与实践，从课堂组织，上机实验等方面阐述对《数据结构》的教学体会，供大家参考。

2高职学生在数据结构教学中存在的问题及原因分析
学生在学习数据结构时，普遍认为课本内容的理解并不困难，但一做算法设计题就感到无从下手，上机调试程序时更是困难重重。

对此情况进行了认真的分析，原因是：
1) 英语、数学基础差。

由于高校扩展，又由于高职学生是每年高校招生中的最后一批，数学、英语基础薄弱。

但是，必要的数学知识是学好数据结构的前提，一定的英语知识是学生上机的基础。

2) 前导课程的程序设计语言没有学好。

学生刚刚接触程序设计语言课，对计算机语言本身的理解不够透彻，用计算机解决问题不可能得心应手。

再就是高级语言本身内容较多，大多数学生不能完全理解，程序设计的思想更无从建立。

3) 对数据结构本身的概念理解不够。

由于数据结构涉及到大量概念、模型及操作算法，理论性较强。

且高度抽象，学生学习起来也较难掌握。

4) 学生学习主动性不强，学习兴趣不浓厚。

3精心组织课堂教学，提高教学效果
课堂教学是传授知识的重要手段，是学生获取理论知识和培养能力的主要渠道。

教师首先要明确教学任务和教学目标，根据所选教材，列出一个知识框架，让学生对这门课有一个整体概念，这样学生学习起来就比较有条理、有目的，学习就会变得比较轻松。

3.1精心挑选教材
我们采用的是科学出版社出版的，吴艳等编著的《数据结构与算法实验教程》，此教材以实验为主体开展教，适合高职的学生。

根据经验，学生基础差，往往最大的难点是不知如何从算法转变成程序进行上机体会，从而失去继续学习的信心；再者，高职学生往往对枯燥的理论缺乏耐心，而这本以实验为主体的教材显得形象化，学生接受起来容易一点；教材每节课后都有课后练习，使学生复习预习都能有的放矢。

3.2明确教学目标、教学内容、教学流程和教学方式
根据学生的现状，笔者在第一节课就向学生提出本课程的教学目标在于使学生透彻地理解各种数据对象的特点，学会数据的组织方法和实现方法，学会比较和分析各种方法，以寻求最佳方法。

在长期教学实践中，笔者摸索出一套符合数据结构教学内容和规律的教学流程，即“四步走”：逻辑结构-存储结构-算法-应用。

逻辑结构有4中基本类型：集合、线性、树状和网络，主要讲后3种；存储结构有4种基本映射模型：顺序、链接、索引和散列，主要讲前2种。

讲解每一种逻辑结构都进行四步走方式：相关概念、各种存储结构、算法(含算法分析) 、应用。

把握这个教学流程，方便合理的安排教学进度，掌控全局，帮助学生理清思路。

教学方式采取授课和上机相结合的方式，上机同时安排课时内和课时外的内容，做到上机内容的真正落实。

3.3注重教学手段的多样性和教学方式的改革
数据结构如果单纯用多媒体教学或者是传统教学都不太理想，笔者采用多媒体教学和传统教学相结合的方式，取得了理想的效果。

多媒体方式授课信息量大，可以通过动画来演示，比如嵌套语句中IF和ELSE的匹配以及循环嵌套总内外循环的执行过程，学生就很轻松的理解和接受了它们，达到了事半功倍的效果。

但是多媒体教学也有它的不足，如编程思想以及算法的设计过程是重点，同时也是难点。

此时可以通过板书，多给学生分析编程方法和思想，其中让学生充分的参与，一步一步地表示演变过程。

例如双向链表的插入，笔者采用的是在黑板上借助动态图解的方式来解释插入的过程，见图1。

在P所指结点后插入S所指的结点，图中带标号的四条线段直观地展现了结点插入的过程，用语言可描述如下：
s一>next=p->next；/*①*/ s->prev=p；/*②*/
p->next一>prev=s；/*③*/ p->next=s；/*④*/
但上述语句不是一下子由教师写出，而是在教师的一步步引导下由学生来得出，这样使得插入过程一目了然，学生不仅参与了整个插入过程的编写思想又复习了相关的语句，课堂互动性好，学生掌握得也不错，而且提醒学生能否有另外的插入顺序，从而让学生明了编程不是唯一的，培养学生的创新思维。

课堂教学过程分成复习与提问、知识传授、讨论三部分。

复习与提问是针对学生学过的和要求学生预习的内容，目的是让他们做到“温故而知新”；知识传授过程让学生参与，如讲栈和队列时，让学生充当数据元素排成队伍，做出栈、入栈等动作，学生反映不错，并从考试中看出，这一节掌握的也不错；再者，课堂结束前5分钟，根据学习内容给学生提出一些问题，让他们充分地讨论，发表自己的见解，以培养他们的思维能力和语言组织能力。

通过答疑可以及时发现学生学习中存在的问题和不足的地方，以方便老师掌握学生的学习情况，也提高了教学效果。

3.4注重课后作业的布置和检查
考虑到学生的学习主动性不强，老师就要求学生学会看书，看一遍，划一遍，教师进行检查；每一节课后的练习分必做和选做，使不同程度的学生都有所收获，都能对这门功课树立信心，
3.5注重各知识点的有机统一
要想让学生做到融会贯通、举一反三，在教学中就必须注重各知识点的有机统一。

以笔者教学中的两个实例来说明。

在讲授栈和队列时，教材中一般都是分别进行讨论，因为已有线性表的知识，笔者尝试两者放在一起讲，通过比较两者的相同和不同，来理解这两个特殊线性表。

再就是讲授单链表和双链表时，笔者通过一个建立单链表的算法程序，对其中一个或几个语句进行改动，进而实现单循环链表、双链表、双循环链表的建立操作。

通过这种方式的教学，不仅培养了学生的思维能力，而且有助于培养学生的创新能力。

在教学中收到了良好的效果。

3.6在考核方案中提高实验的比例
参加考试以完成日常作业和实验环节为必要条件，并把成绩评定比例定为：
期末考试占总成绩的50%；平时作业占总成绩的20%；实验能力占总成绩的30%。

4注重实践教学
本课程的前导课程是程序设计基础，要求学生要先掌握一定的编制程序来解决问题，因此，基础差的学生对本课程的学习会更加敬而畏之。

另外，“数据结构”课程本身逻辑性强、抽象性高。

这样，更需要通过合理、有效地设计实验内容，来强化理论教学的效果。

4.1及时复习语言基础
数据结构中主要用指针、结构体、数组等数据类型。

要重点留意它们的组合使用，因为无论是线性表还是树、图的存储结构都有涉及。

所以实验课开始之前，引导学生及时复习一下这方面的内容，将有助于后续实验的顺利进行。

另外还要提醒学生复习语法规范和书写规范，尤其是参数的使用、输入输出的方式以及错误的处理方式等等。

4.2注重上机题目的实用性，提高学生的兴趣爱好
在设计实验题目时，应注重相关课程和实际生活学习中的应用，题目生动、接近学习和生活实际，学生容易接受和理解，易调动学习积极性。

如在设计线性表的链式存储实验时，可用以下例子：有一用n根木桩围成的农场，为了实施退耕还林政策，农场主决定要缩减农场的范围，并采用如下方法进行：从第l根木桩开始数．数到第m根将其拔除，然后从拔除的下一根木桩丌始数，数到第m根木桩又拔除，⋯ ，如此反复到只剩n/2根为止。

设n 根木桩的编号分别为l，2，⋯，n，打印出被拔木桩的顺序。

假设：当n=6，m=4时，若从第一根木桩(假定每根木桩的编号依次为l，2，⋯ ，n)开始数，则得到的出列次序为：4，2，l。

这样将单链表的建立、插入、删除等基本操作都包括在其中。

并让学生感到很实际和生动。

另外各个知识点的有关例子也较多．如堆栈的应用——编译器中表达式的处理、火车调度问题；队列和堆栈的综合应用——实现停车场管理；二叉树和树的应用——哈夫曼树用于通讯编码、下棋问题；图的应用——地图着色、旅游最短路径问题、工程或网络通讯造价问题等。

4.3注意培养和提高学生的学习信心
强调学生思考，针对基础不同的学生采用不同提示和设问，提高学生的学习信心。

教师根据学生对基础内容的掌握情况来设计上机实践内容，以适应不同层次学生的需要，在实验过程中充分发挥每个学生的思维能力和实践能力，以增加
他们对该课程学习的自信心。

4.4加强上机指导
教师在课上指导学生时，由于学生人数较多，很难做到一对一辅导，学生的问题如不能得到及时的解决，学习积极性就会受挫。

鉴于这种情况，在上机实验过程中，教师要督促检查，针对出现的语法、逻辑、算法和运行等不同错误，不立即解答，而是进行提示，对后两种错误，要和学生一起讨论、分析。

这样一来可以给学生一定的压力，督促他们去思考问题，同时教师也可以从学生出现的问题中了解他们的学习动态，以便确定教学进度。

5结束语
综上所述，笔者从几个方面探讨了数据结构的教学方法。

要学好数据结构，首先在了解学生状况的前提下，确定教学任务、教学目标及相关的教学方法和手段，培养学生的学习兴趣和学习信心；其次，在注重理论教学的同时，要树立实践同等重要的理念，做到理论应用于实际，学以致用。

参考文献
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[5] 徐凤生，任传成，李天志. “数据结构”课程教学改革探讨[J]. 计算机时代，2006，(3).
作者简介：任娜，女，台州科技职业学院工商学系教师。