数据结构课程教学改革探索

① 以案 例作为 支撑 。如在介 绍栈 之前 ， 引 出迷 宫求解 问 先
题； 在介 绍 队列前 ， 先引入排 队买票问题 ； 在介绍种形式 ： ①参 与到某个具体 的纵 向或 横向项 目中去 ； ②参加大学生科技创新训练计划 （ＴＴ ）③参加 Ｓ ＩＰ ； 各类 学科 竞赛 。通 过上述形式 的实践 ， 有利于培养学生分析问题
衔接 、 用范 围 、 应 能力 培养等 因素 ， 我校在 ２０ 年制定 了新教 学 ０９
大纲 ， 删减 了广义表 、 外排序等应 用相对少 的内容 。其 中线性 表 的两种存 储结构及其 对 比、 二叉树 的遍 历以及哈夫曼 树的构造 、 二叉搜索树 中结点 的删 除 、 图遍历和最小代 价生成树 、 各种 内排
堕 墼 ！
Ｎｏ ． ９
Ｔ ＭＥ Ｄ Ｃ Ｔ Ｏ Ｉ Ｅ Ｕ Ａ Ｉ Ｎ
Ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍｂｅ ｒ
数据结构课 程教 学改革探 索
徐佳 黄 海 平 肖甫 王海 艳
摘 要 ：数据 结构》 《 课程是计 算机 专业一 门重要 的专业基础课 ， 在专业课程体 系中起 着承上启 下的核 心作用。 数据结构》 《 课程的教 改研 究 已经成为热点。本文首先提 出了数据 结构教 学 中出现 的 问题 ， 细分析 了导致这 些问题 的原 因； 着从 学习基础 、 详 接 知识 体 系、 案 例教 学和应 用 实践等方面提 出５ 项改革措施 ， 并进行 了实践 ； 最后提 出进一 步改革的设 想。 关键词 ： 数据 结构 教 学改革 课 程体 系 案例教 学
展。
结合实 际教 学经验 ， 笔者分析 了产生上述现象的 ３ 原因 ： 个
１１ 学生基础薄 弱 ．
部分学生尤 其是 非计 算机专业学生 的程序设计能力偏弱 ， 也
缺乏从计算机 角度考虑问题的思维 习惯 。对于这些学生来说 ， 知 识基 础薄弱 ， 原有 的知识体 系不完善 ， 数据结 构的相关知识 找不
和解决 问题 的能力 ， 全面提升编程能 力。在“ 战” 实 中锻炼和证明 自己 ， 同时发现 自身不足 ， 发学 生继续 努力 ， 激 逐渐形成积极 向 卜 的 自主学 习氛围。 ３ 进一步改革的设想
入学 生信 息管理 问题 ； 在介绍树之前 ， 引入人机对弈 问题 ； 先 在介
绍 图的最小生成树 算法前 ， 先引入线路铺设 问题 。这样 ， 学生带 着 问题学 习 ， 就能使学 生在明确学 习意义的基础上 ， 在求知 欲和
后完成转置 。
①构建统一 的合作交流平 台。将 各学校 的课件 、 、 教案 习题 、
实验指 导等 共享 ， 方便 不 同学 校的 学生学 习 ， 丰富学 ， 习资 、 ：
料 。同时平 台开设 讨论版 ， 各校教师 和学 生可 以进行 ｝ 沦 ． ＇ ｆ 合作进行项 目开发 ②各 校数 据结构 教 ！ 定期交 流教学 经验 ， 展合作 教学 改 Ｊ 『 １ ＿ 『 开
开课 。推进 校际合 作项 目， 将项 目资源 和学生 资源进行 合理分
配。
④组织 校际学科竞赛 ， 让教 师和学生都树 立竞争意识 ， 现 发
不足 ， 积极 改革 。 ４ 结 语 ‘
［计 算 ｋ ， ］ ， 【转置 。顺序表插入元 素的算法可 以分为 四个部分 ： １ 合 理性检查 ， 后移元素 ， 插人元 素 ， 表长加 １ 。在此基 础上分析算法
好奇一， ｔ的驱使下投入到学 习中， ｌ 提高学习积极性。 ② 通过互 动不 断启发 学生 ， 引导学生 的思路 。在讲 解算法 时， 重点分析该算法的思想 ， 这需要层层引导 ， 不断提问。如在介 绍稀 疏矩阵时 ， 首先提 问如何存储稀疏矩 阵 ， 的学生 回答用二 有
维数 组 ， 时教师分析一 下这种方法 的存储 开销 ， 这 再问有没有更 好 的方法 。大部分学生无法 回答 ， 这时可以提示对于稀疏矩阵只
２ 教 学 中 采取 的措 施
基金项 目： 南京 邮电大学教 学改革研 究项 目（Ｇ０ ４ １ Ｘ２） Ｊ ０ １Ｊ ９。
一
针 对这 一 问题 ， 教师可 以通过 以下 三步讲 授基本 原理 和算
法：
３ — ３
堕
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算法很有帮助 。良好 的开端是成功 的一半 ， 这样做 的另一个好处 是让数据结构融入到学生原有 的知识体 系中去 ， 让学生对数据结 构产生“ 鸣”觉 得数 据结 构并不是遥不可及 ， 共 ， 也非难 以接受 。
１ 存 在的 问题及其原 因 由于数据结 构课 程的核心地位 ， 以及在考研 和就业笔试 中的 重要性 ， 学生一般都能认 真对 待本课程 。但 教学效果并不十分理
出， 能不 断提 出新 的问题 ， 不断解决这些新 问题 ， 每次学 习一个新
中 图分 类号 ： ４ ． Ｇ６ ２ ０ 文献标识码 ： Ｃ ＤＯＩ１）９ ９ｊｓ ． ７ — １ １ ０ １ ９０ ０ ：（３ ６ ／ｉｎ１ ２ ８ ８ ． １ ． ． ． ．ｓ ６ ２ ０ ２
《 数据结构》 程是计算机专业 的～ 门专业基础课 ， 课 在专业课 程体 系 中起 着承上启 下 的核心作 用 … 。数据 结构 主要用 于处 理 非数值 计算 问题 。学 习数 据结构就是 要让学生 掌握数据 在计 算
原因； 其次有针 对性地 提 出了 ５ 项改革措 施并进 行 了尝试 ， 最后
提 出 了进 一 步 改 革 的 设 想 。
据结构课程 紧密先关 的知识 ， Ｃ 言为例 ， 以 语 主要复 习数组 、 结构 体、 指针 等的基本 概念和语 法 。这 通常只需要 １ 个课 时 ， 对于 但 学生而 言却是学 习数 据结构 的必 要基础 ， 对掌握基本 原理 ， 各种
由于课时有限 ， 法完成教 材上的所 有内容 ， 无 综合课时 、 课程
学生分 析问题 、 解决 问题 的能力 的课程 。建立完整 的知识体系 ，
使知识融会贯通 ， 并能灵 活应用是 教学 的最终 目标。有部分学生 死记 硬背概念 和性质 ， 生搬硬套 书本上 的存储结构 和算法 ， 这完 全背离 了培养 目标 。另～ 个普遍的问题是对上机实验准备不足 ，
退， 产生厌学情绪 。 １ 学 习方法不 当 ． ２ 数 据结构是 培养学生 的抽象思维 能力 、 逻辑推理 能力 ， 炼 锻
组、 广义 表 、 集 合结构 按照存 储方式 分为用 线性表 存储 的集 串， 合、 搜索树 、 跳表和 散列表等形式 ， 和图的 内容相对 集 中， 树 排序 分为 内排 序和外排序 。 因此本课 程一共分为 五大模块 ， 这样 ， 知 识体系就很清晰 了。
需要 存储非零元 素 ， 将学 生的思路引到一 维结构体数组 上 ， 引出 三元组表 ， 让学生 自己尝试 写出三元组表 的存储结构 。在稀疏矩 阵的转置上 ， 很多学生会想到行列互换 ， 然后再按行排序 的方法 ， 这 时教师问能不 能先排序再互换 ？这样就引入 到了转置 的第二 种方 法 ， 于快 速转置算法 ， 对 首先提示 学生能不能 预先知道三元 组在 目标 三元组 中的位置 ， 这种思路就 必须要使用到数组 ｋ］而 『 ， 要求 得 ｋ］必须要求数组 ｎ ｍ］这时让学生 自己分析 ｎ ｍ［ ｋ］ ［ ， ｕ［ ， ｕ ］ ［ 和 的关 系 ， 到递推关 系后 ， 得 唯一没解决 的问题是 ｎ ｍ口 ｕ 的求法 ， 最
的时空复杂度 。
本文 针对在数据结构 教学过程 中所 发现 的问题 进行讨论 和
改革 ， 出 了５ 提 个方 面的改革措施 并在实 际教学 中应 用 ， 实践 证 明这些措施取得 了良好的教学效果 ， 笔者对进一步 的改革提 ｝ 了 ｆ 』
一
这种 方式 以案例作 为输入 ， 以启发作为过程 ， 以算 法作为输
从数 据结构课程 的知识体 系来说 ， 主要研究集合 结构 、 线性
结构 、 型结 构和图结构 这四大逻辑结 构 ， 教学 中应 明确 每种 树 在 数据 结构 的所属 的类型 。如线 性结构包 括线性 表 、 、 栈 队列 、 数
到生长点 ， 以理解数据结构 中的概念 和算 法。由于编程能力欠 难 缺 ， 难应用 所学 知识 。时 间一长 ， 生缺乏 自信 ， 习热情 衰 很 学 学
学 习时很积极 ， 间一长便没有 了动力 ， 时 感觉枯燥无味 。
述》 。数据结构课 程虽然 内容 多 ， 表述抽象 ， 但对于每种 数据结 构均 围绕数据 的逻辑结构 、 存储 结构和操作这三部分展开。另一 条主线是顺序存储和链式存储 。如果在教学 中抓住这两 大主线 ， 那么 学生 在学 习时就能将 知识 明确 定位和 归类 ， 帮助 理解 和扩
总结 出问题产生 的原 因后 ， 我们有针对性 地采取 了以下 ５ 个
措施 ：
２１ 做适 当铺垫 ， ． 打下基础 笔者通常在课程开始前 ， 帮助学生 回顾程序设计语言 中与数
机 中的表示 、 组织 和相应结构上 的算法设 计 ， 以便学生在 软件开 发 的过程 中能选 择适 当的逻辑结构 、 存储 结构高效 的设计算法 ， 并初步掌握算法 的时间和空间分析技术 。 本文首先提 出了数据结构教学 中出现的 问题 ， 详细分析了其
在宝 贵的上机 时间 内忙 于设计程序结 构 ， 编写代码 ， 从而失 去了
调试代码 、 发现 问题解决 问题 、 以及与指导教师进行交流 的机会 。 １ 教学方法有 待改 善 ． ３
序算法 的实现和性 能分 析是教学 的重点 ， 时分配应 向这些重 、 课 难点倾斜 ， 到真正让 学生理解 和体会 到数据结构的精 华。 做 ２３ 以案例作为输人 ， ． 以启 发作 为过程 ， 以算法作为输 出 许多学生认为数据结构 中各种算法的学习十分枯燥 ， 经分析 有 以下 三点原 因 ： 一是不 明 白学习这些算 法有何意义 ， 二是读算 法停 留在表面 ， 法领会算 法的思想 ； 无 三是学 习大量现成 的算法 ，