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高师《数据结构》课程教学方法的研究
发布时间:2017-08-10 点击: 发布:
高师《数据结构》课程教学方法的研究
摘要:本文从高等师范专科学校学生的实际情况出发,针对《数据结构》课程较强的理论性、实践性、逻辑性的特点,根据不同的教学内容,探索较好的教学方法,如问题教学法、比较教学法、范例教学法等。优化教学内容和方式,激发学生的学习兴趣,以达到提高教学质量的目的。
关键词:数据结构;教学方法
Research and Practice on Teaching Method of Data Structure
Chen Guangqun
Abstract:The paper analyses some questions about the teaching of data structure from the aspects of curriculum system and teaching method.How to use good teaching methods and teaching means to enhance teaching efficiency during the process of teaching the data structure has been discussed,and finally the paper puts forward the reform thought of using question teaching method and example teaching method in teaching process and attains the good effect.
Key words : data structure;teaching method
 
《数据结构》是计算机专业核心课程之一,是程序设计的重要基础。对《数据结构》课程的理解与掌握情况,将对学生学好后续课程如编译原理、操作系统、数据库系统、计算机网络等以及培养学生缜密的逻辑思维和数据抽象能力,分析问题、解决问题的能力和软件设计与开发的能力起着至关重要的作用。因此,如何学好、怎样教好《数据结构》,成为学生和教师普遍关注的一个问题。笔者从高等师范专科学校学生的实际情况出发,针对《数据结构》课程较强的理论性、实践性、逻辑性的特点,根据不同的教学内容,探索较好的教学方法。如问题教学法、比较教学法、范例教学法、讨论法等,优化教学内容和方式,激发学生的学习兴趣,以达到提高教学质量的目的。
一、《数据结构》课程的特点及教学中存在的问题
《数据结构》课程的特点是:概念多,逻辑性、综合性及技巧性强。在教学过程中发现,对于高等师范专科学校的学生来说,对这门课程的学习颇感畏难。刚接触这门课时,不知怎么去学;等这门课结束时,也不知道自己学了些什么;对学过的也不知道如何应用。造成这种局面的原因主要有:1、课程本身的问题。《数据结构》课程具有相当的逻辑性、抽象性和动态性,有一定的难度;2、学生必备的前导课程知识掌握较差。《数据结构》的前导课为高等数学、离散数学和一门计算机语言,但高师的学生有的是高中毕业进校的,有的是初中毕业进校,按“三加二”学制进入大专,原来的学习基础相对来说不是很扎实,特别是“三加二”的学生,在三年中师的学习中,学习内容的重点是面向小学的师范教育,数学基础尤为薄弱,而用计算机解决实际问题及进行算法分析时,涉及许多数学知识,如集合、阶乘、排列与组合、对数、级数求和、递归等;反证法、数学归纳法等数学证明方法;树、图等离散数学知识等,这些必备知识掌握不足,学习《数据结构》课程就会感到很吃力。
为了让学生能较好地学习这门课程,提高教学质量,本人在教学实践中,除了在教学内容方面进行精心设计和改革,在教学方法上也进行了一些探索,总结了以下几点体会,和大家共同探讨。
二、教学方法的探索
“教无定法,贵在得法”。一种好的教学方法还是会起到事半功倍的效果。在教学中我有深刻的体会,除了传统的教学方法之外,还可以采用以下有专业特色的教学方法。
1、问题教学法
对于数据结构教学过程中许多抽象的概念、算法和思想,以教师为中心的教学模式起不到很好的效果。在教学过程中,教师采用以学生为主体、以问题为中心的教学模式,应用启发式教学方法,通过诱导式提问,引导学生的学习思考方向,激发学生的学习兴趣,充分调动学生的求知欲,以提高他们的积极性和主动性。学生在教师创设的情景下,提出与所学理论相关的问题,并思考解答。引导学生不断发现问题、分析问题、解决问题,培养学生的创造性思维能力,让学生在解决问题的过程中获取知识,提高能力。
例如,概述讲解中,可引入如下问题:
(l)【树】人机对弈问题中,如何实现对弈?各格局之间是什么关系?
(2)【表结构】学校学生基本信息管理中的表,各表项之间是什么关系?
(3)【图】教学计划编排问题中,如何表示课程之间的先修关系?
(4)【图的最短路径】假如你想去大理、昆明、丽江旅游,如何安排路线时间最省?
通过这些学生非常熟悉的案例引入数据结构的概念,生动直接,让学生轻轻松松理解了数据结构的概念及其应用,能够提高学生的学习兴趣。
又如,在讲述每种线性结构和非线性结构之前,我们可以提出一个应用的实例。通过实例进行课前导学,让学生明白为什么要学习它,它有什么用处。譬如,在讲述队列结构前,通过火车的进站出站这个形象例子引出队列理论;在讲述树形结构前,可以引出在网站和信息系统中经常见到的“树形目录结构”的实例、操作系统中文件目录结构的实例,给出应该怎样实现和操作树形的目录,通过实例逐步引出理论。在讲述图结构前,可以先讲述“哥德斯堡七桥问题”,通过这个经典问题引导出图的理论。
再如,在讲每一种算法的过程中,我们可以采用提出问题、分析问题、解决问题和讨论问题的方式进行讲解。譬如顺序表的插入算法,我们首先提出问题:想要在一个顺序表的第i个元素前插入一个新的元素,该怎么做?然后通过动画演示分析问题的思路:(1)判断线性表的存储空间是否已满,若已满,则进行“溢出”处理;(2)检查i值是否超出所允许的范围,若超出,则做“超出”处理;(3)将线性表的第i个元素和它后面的所有元素均后移一个位置;(4)将新的元素写入到空出的第i个元素位置上;(5)线性表的长度加1。其次,怎样用一门高级语言实现算法。最后,进行算法分析。在教学中,不断的引导学生分析问题,采取合作互动的方法,学生“画龙”,老师“点睛”,让课堂活跃起来。逐渐培养学生分析问题和解决问题的能力。[1]
2、比较教学法
“数据结构”课程中很多内容是具有类比性的,在具体教学过程中我们要把握这方面的特点,充分挖掘出内容相关的知识点进行分类对比,从而加深知识的清晰度,加快学生对知识的掌握。如一般线性表、集合、树、图的区别;线性表两种不同的存储方式区别;一般线性表、栈、队列、字符串间的区别;树与二叉树的异同;无向图和有向图的区别;图的深度优先遍历和广度优先遍历不同等。[2]又如对于“数据结构”内部排序的学习,总共要讲述近十种排序方法,对于每一种排序方法都要讲清楚排序算法的执行原理、算法的执行效率、算法的执行步骤以及所需存储空间的情况,内容非常多,学生很容易把问题弄混淆。在教学过程中如果能够对所有算法从时间复杂度、空间复杂度、稳定性等方面进行列表、归类、对比;然后给出具体的一组待排序数值序列,用不同的排序方法通过多媒体演示的方法分别进行排序,学生便可以一目了然,轻松的掌握各种排序方法。[3]
3、范例教学法
由于《数据结构》理论性很强,直接从定义出发讲解相关概念会使教学变得枯燥无味,而且学生不易接受,在教学过程中,要注意知识的形象化和直观化。范例教学在数据结构的算法思想讲解中能发挥其无法比拟的优势。对数据结构中的主要算法和一些抽象的概念,尽量从直观意义或具体实例解释着手,多画图、多举例、多解释,使学生更容易理解。教学范例设计要贴近生活,对课程中的重要原理和方法,在生活中寻找实例,通过类比的方法,学生可能没记住书中的原话,但却记住了相关的例子。教学中列举贴近学生生活的事例讲述,如栈的例子,在刷洗盘子时,依次把洗好的盘子摞到前面洗好的盘子上面,相当于进栈;取用盘子时,又从上面依次向下拿,相当于出栈。队列的例子,人们为了购物所排的队就是一个队列,新来购物的人接到队尾(即进队),站在队首的人购到物品离开(即出队),当最后一人离队后,则整个队列为空。通过日常生活中的购物排队的过程来反映队列中插入、删除的原则,在结合计算机中操作队列、打印队列的应用来加以说明。[4]树的例子,用家谱树说明。在教材内容的安排上,每个数据结构都给出若干应用举例,提倡从实用性和实践性的角度学习数据结构;在教学方案的设计上,对于一些重要的数据结构和算法,给出经典案例,使原本呈“静态”的知识和方法活起来。
       《数据结构》课程在整个计算机学科的知识体系中具有非常重要的地位和作用,教师必须在教学过程中结合学生的实际情况,优化教学内容和方式,采用直观形象、形式多样的教学方法和手段,充分调动学生学习的积极性,不断提高数据结构课程的教学质量。
参考文献
1.         赵艳红,邵定宏.“数据结构”教学的探索与研究.计算机教育 2008/18 :131-132.
2.         黄夕倪.《数据结构》教学探讨.科技风2008年3月(下):110.
3.         张小刚,李向阳.《数据结构》课程教学改革探讨与实践.塔里木大学学报第20卷第2期,2008年6月:93-95.
4.         郝笑弘.高职《数据结构》课程教学改革与实践.科教论丛.今日科苑 2008/14 .232
5.         方霞,席金菊.地方高校数据结构课程教学改革探讨.林区教学.2008年第12期:85-87.
6.         郭亚军,赵志伟.浅谈《数据结构》课程教学.中国成人教育,2008年1月:167


[1]赵艳红,邵定宏.“数据结构”教学的探索与研究.计算机教育 2008/18 :131-132.
[2]黄夕倪.《数据结构》教学探讨.科技风2008年3月(下):110.
[3]张小刚,李向阳.《数据结构》课程教学改革探讨与实践.塔里木大学学报第20卷第2期,2008年6月:93-95.
[4]郝笑弘.高职《数据结构》课程教学改革与实践.今日科苑 2008/14 .232
 

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