《数据结构》教学模式探索与实践

2022-09-10

《数据结构》是计算机专业的核心课程, 在整个课程体系中处于承上启下的地位, 它一方面扩展和深化了程序设计语言等课程中学到的知识, 一方面为学习操作系统、数据库等专业课程奠定了理论与实践基础。它涉及到数据在计算机中组织、存储以及处理相应结构数据时的算法。学好数据结构, 无论对学生进一步学习计算机领域的其他课程, 还是对今后从事理论研究及应用开发都发挥着重要的作用。因此, 教好这门课程是摆在我们面前的一个课题, 是我们一直探索和实践的目标。

1《数据结构》课程的特点分析

《数据结构》这门课程从内容上看有这么几个特点: (1) 课程高度抽象。 (2) 内容丰富, 学习量大, 需要许多前趋课程作为前提。 (3) 课程内容应用起来有很强的灵活性, 同一数据结构和算法可以解决不同的问题, 同一个问题也可以用不同的数据结构和算法来解决。 (4) 数据结构的算法可应用于不同的环境, 并且可以用不同的编程语言来实现, 所以熟练使用一门编程语言是进行实践的最基本条件。 (5) 课程内容具有广泛的适用性, 可以帮助人们解决社会生产活动中的很多问题, 它在软件开发的过程中具有极其重要的指导意义。

数据结构课程的这些特点就决定了实践在学生学习中的重要地位, 我们经过多年的教学实践, 总结出一种以培养学生的实践能力为核心的教学模式。

2《数据结构》课程的教学目的与要求

学生应学会从问题入手, 分析和研究计算机加工的数据结构的特性, 使学生能够为数据选择适当的逻辑结构、存储结构及其相应的操作算法。这是训练学生进行程序设计的过程, 是培养学生进行数据抽象的过程, 这种能力是软件开发过程中所必需的。让学生理解、熟悉和熟练使用这一套算法构造方法, 以适应学科迅速发展和知识更新的需要, 是这门课程教学的目的和宗旨。

3 教学模式探索与实践

3.1 加强理论教学

理论教学在培养学生的实践能力方面有基础性、指导性的作用, 所以加强理论教学是必要的。

在课程内容上, 要把基本数据结构的定义和存储结构、相应数据结构数据的算法讲解清楚, 在组织教学过程中, 应该合理地安排教学内容, 去粗求精, 去同求异。

在教学重点上, 重点难点要精讲细讲, 对每章、每节的重点, 即重要概念、重要算法及重要思想等, 要讲细讲透, 使学生能很好地理解和掌握;对不好理解的抽象内容, 不易掌握的算法思想等难点, 要进行深入讨论。既要培养学生扎实的理论基础, 还要培养学生分析问题、解决问题的能力。例如:我在讲完“线性表”一章后, 我就带同学做了一个简单的“学生管理系统”, 将多个学生的信息以线形表的形式存储, 通过对线性表中元素的增加、删除和修改操作, 实现了增加学生、删除某个学生、修改某个同学信息的功能, 将这章中学到的算法很好的进行了应用。

合理地组织知识体系。要很好地组织教学, 必须合理地组织教学内容, 合理地组织知识结构体系, 提炼出该课程每章、每节的知识结构, 构建一个整体的层次框架, 以数据存储结构及相应算法为主线, 注重内容的衔接、联系与继承性, 逐步展开各层次的知识点的教学。

采用多种多样的教学方式。根据授课内容的不同采用“启发式教学”、“任务驱动式教学”、“多媒体教学“等多种的教学方式以增强教学效果, 激发学生学习的主动性。在我们石家庄法商学院信息科学系里每个教室都装有多媒体设备, 这样我就可以将抽象的课程生动化, 例如我在讲线性表中对元素进行插入和删除的时候我就用了图例, 把一对列中的每个人当成线形表中的每个元素, 用有人走出对列和插入对列后整个队列的变化情况来生动演示了线形表中元素进行插入和删除的操作。

做好课后工作:为了帮助学生巩固课堂所学的知识, 为上机实践做好准备, 必须做好课后的辅导工作。我们主要应该从以下三个方面来做工作。一是认真批改作业。通过作业中出现的各类错误, 找出一些共性的问题, 集中加以解决。二是编制大量数据结构习题提供给学生, 习题集最好覆盖了教学大纲上所有知识要点, 对重点难点内容应该以多种题型进行考察, 并应该备有详细的参考答案。在这些习题中可以分为章节练习和综合练习两个模块, 学生可以在不同阶段进行自主练习。三是开展灵活多样的网络教学活动, 为此我们准备在学校的网站上为开设一个“教学版块”, 其中包括课程介绍、教学大纲、教学课件、教学视频、参考资料、综合试卷、在线答疑等内容。学生可以随时查看相关内容, 同时, 我们打算增加论坛版块以实现师生之间的网上讨论等。此外, 还应提供优秀网站的相关链接, 学生可以在教师的指导下充分利用互联网这个巨大的智能库。

3.2 加强实践教学

实践性教学是《数据结构》课程教学过程中的重要环节。通过实践教学, 使学生会应用所学知识对任务进行分析、抽象, 建立与之相适应的模型, 使问题能够最终在计算机上得以实现。在这个过程中, 学生不仅对所学知识加深了理解, 更重要的是培养了学生分析问题、解决问题的能力, 这对充分发挥学生的创造能力起着重要的作用。因此, 实践教学模式的改革与创新势在必行。我们主要在以下几个方面进行了探索实践:第一, 合理设置课程实践内容, 力争与理论课的重点、难点及实用知识联系起来;第二, 要加强编程能力的培养。通过上机实践, 可以进一步锻炼学生的编程能力, 由于程序设计语言不断发展, 我们鼓励学生根据自己的实际水平和爱好, 自由选择更先进或更合适的编程语言, 如C++语言和J A V A语言等。第三, 从实际应用中精心选择有具体应用背景的实验题目, 充分发挥学生的主动性;第四, 认真检查上机题的完成情况。检查工作最好在机房进行, 检查时不仅要求学生演示最终的运行结果, 还要随机询问设计思路、出错处理、甚至源程序语句说明等, 以确认学生独立完成了指定的任务, 达到了培养实践能力的目的。第五, 建立一套完整的实践课考核方案。

4 结语

本文从教学实践的各个环节阐述了我探究数据结构课程教学模式的心得体会, 该模式在《数据结构》课程数年的教学实践中取得了很好的效果, 大大提高了学生解决实际问题的能力。教学改革是一项长期而艰巨的任务, 随着计算机科学技术的发展和培养人才的需要, 《数据结构》课程的教学模式及相应的教学内容和教学方法将不断发展完善。

摘要：数据结构是计算机专业中重要的专业基础课, 本文结合教师职责和《数据结构》课程的特点, 提出了一种以“培养学生实践能力”为核心的教学模式, 并且就该模式下的理论教学、实践教学进行了详细的阐述。

关键词：数据结构,理论教学,实践教学