数据结构是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课程, 在该专业的课程体系中起着承上启下的作用, 学好数据结构对于提高学生的理论认知水平和实践能力有着极为重要的作用。但是, 数据结构这门课内容抽象, 逻辑性强, 实践性强, 客观上造成学生不易理解和掌握, 尤其是进行算法设计时更是无从下手。以下是笔者结合多年的教学经验谈一下对这门课的看法。
1 在实际教学中存在的问题
笔者经过长期教学实践, 认为在教学过程中主要存在以下几个方面的问题。
1.1 教学形式比较单一
数据结构的教学形式还是以传统的教学手段为主, 对于抽象的数据结构及算法难以用通俗、形象的方式表达出来, 因此难以激发学生的想象力和学习的积极性。在这种形式下, 学生只能被动地接受知识, 对于所学的内容理解比较肤浅, 没有真正理解算法的实质在实际算法设计时不能很好地应用数据结构的知识, 理论与实际联系不起来。
1.2 先行课的基础不扎实
程序设计语言、离散数学等课程都是数据结构的重要基础课, 如果这些课程的知识没有掌握好, 就会影响数据结构课程的学习和理解。比程序设计语言这门课, 对于初学者来讲, 课程中的数组、结构体、函数和指针等都是很难理解的概念尤其是指针概念更不易理解和掌握。由于学生在这门课的学习过程中, 一是有些理论知识理解的比较肤浅;二是程序设计能力没有很好的培养起来, 这就对数据结构的学习和实践造成了一定的困难。
1.3 实践教学环节重视不够
由于数据结构这门课主要是基于算法的研究, 实践性非常强, 这个特点就决定了加强实践教学环节才是学好数据结构这门课最有效的途径。但是, 在实际教学过程中, 一是实践教学环节重视不够, 学生上机机时相对不足, 使学生没有足够的时间完成上机作业;二是实验课辅导比较薄弱, 部分学生在上机实践时遇到问题得不到及时辅导, 使问题越积越多, 困难越来越大;三是对实验课普遍存在的共性问题, 在后续课堂教学中没有得到及时解决, 使数据结构的整体教学效果受到影响。
2 教学方式的改进
针对上述问题以及数据结构课程的自身特点, 可以做以下几个方面改进。
2.1 重视先修课的预习
程序设计语言是《数据结构》课程的先修课, 是实现《数据结构》课程中各种算法的重要手段。因此, 在讲授《数据结构》前, 要先对程序设计语言中主要的知识点作一次针对性的复习, 帮助学生回忆已学过的数组、结构体、函数、指针等概念, 加深对这些知识点理解和掌握, 并适当布置一些程序设计题要求学生上机完成, 以此进一步提高学生的程序设计能力, 为数据结构课程的学习奠定一个良好的基础。
2.2 教学形式多样化
良好的教学方法是达到教学目标的关键。在教学过程中, 一是要注重激发学生学习兴趣, 培养学生求知欲望, 有了学习兴趣, 学生才会积极的探索, 敏锐地观察, 才能创造性地运用所学的知识。比如在教学方式上, 可以根据授课内容的不同采用启发式教学、参与式教学、任务驱动式教学等形式多样的教学方式以增强教学效果, 激发学生学习的兴趣。二是合理使用现代化教学手段会使教学效果更加生动和直观。在教学过程中, 使用丰富多彩的多媒体课件和算法动态演示程序, 可以使原本抽象的概念变得容易理解。比如:入栈出栈、动态链表的插入和删除、二叉树的遍历等过程, 都可以使用Flash制作演示程序 (或使用《数据结构算法演示系统》软件) 给学生演示算法的动态变化过程, 这样形象的表述方式, 教学效果非常好, 往往会起到事半功倍的作用。
2.3 加强课堂理论教学
理论教学在培养学生的实践能力方面的作用是基础性的、指导性的, 所以一定要加强课堂理论教学。一是在课程内容上, 既要把基本数据结构的定义和分析、基本数据结构的应用讲清楚, 还要把各种数据结构综合运用以解决实际问题的方法讲清楚。二是在教学重点上, 既要培养学生扎实的理论基础, 更要培养学生分析问题解决问题的能力。比如, 在实际教学过程中, 一是力求让学生知道每一种数据结构的特点及表现形式;二是要让学生理解怎样把该数据结构存储到计算机中, 有哪些存储方式和有哪些优缺点, 存储结构能反映出该数据结构的那些逻辑特性。三是难点——算法设计与分析, 因一般教材都是直接给出最佳设计方案, 为此, 在算法分析时, 先尽可能提出多种解决问题的方法, 详细分析每种方法的优缺点, 然后从中选出最好的方法, 这样既加深了学生对算法的理解, 同时也提高了学生分析问题解决问题的能力。
2.4 加强实践教学环节
实践教学环节是对学生全面综合素质进行训练的一种基本方法, 是学生学好数据结构、培养学生实践能力的关键环节。在教学过程中, 一定要高度重视, 精心组织, 合理设计, 加强指导。
一是适当增加实验课机时数。让学生有比较充足的时间完成上机作业。
二是选题要体现基础知识的掌握和分析设计能力的培养。我们可以按照四个层次安排实验课程。第一层次, 基础性实验。第二层次, 综合性实验。第三层次, 实用性实验。第四层次, 创新性实验。
三是设计说明。要求学生编制的程序一定要有完整的数据结构说明和注释, 要有容错处理, 要能正常运行。
四是加强实践环节的辅导工作。认真检查上机作业的完成情况, 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。对学生上机过程中遇到的问题要及时帮助解决, 对一些普遍存在的共性问题要及时集中辅导, 尽量避免问题积累。
五是加强实践环节的考核。考核是评价教学的一个重要组成部分, 也是衡量学生掌握知识水平能力的一种有效方法, 不同的考核方式激发学生不同的学习态度。传统考核以卷面考试为主, 仅能体现学生的理论基础知识, 这样使有的学生得分较高, 但实际编程能力低, 评价不够全面。上机考核能够反映学生综合编程能力, 增大实践操作在成绩中的权重, 会促使学生更加重视实践教学环节的训练。
3 结语
数据结构课程是计算机专业的核心课程, 是计算机程序设计重要的理论基础。因此, 开好这门课程对学生来讲是非常重要的。所以在教学方面一定要重视理论与实践相结合, 重视应用现代化教学手段。在教学过程中, 要不断地进行教学研究, 创新教学模式, 以便取得更好的教学效果。
摘要：数据结构是计算机专业的专业基础课程, 具有基础和核心的地位。本文针对数据结构课程在教学中存在的一些问题及改进的方法阐述了作者的教学体会和观点。
关键词：数据结构,教学方法,教学改进