《数据结构》教学实践经验谈

来源:用户上传      作者: 刘海芹

　　摘要：针对《数据结构》课程本身的特点，结合近几年的教学实践。本文总结了几点教学经验，供大家参考。
　　关键词：逻辑结构　存储结构　算法　排序 多媒体
　　
　　大量数据的表示方法和组织形式直接关系到程序对数据的处理效率，于是就要求人们对计算机加工的对象进行系统的研究，即研究数据的特性、数据之间的关系，以及如何有效地组织、管理、存储这些数据，从而提高计算机处理各种数据的效率。《数据结构》正是为解决这些问题而进行研究的一门课程，该课程的最大特点就是理论性逻辑性强、抽象想高。针对其特点，结合近几年的教学实践，笔者总结了如下几点经验。
　　
　　一、打消学生学习《数据结构》无用的思想
　　
　　针对部分学生认为学了《数据结构》没有用的思想，可以向他们讲明学好《数据结构》是计算机专业学生基本素质所要求的，是对计算机水平和能力的一个提升，是学好程序设计的基础。比如，可以这样来引导：在《C语言程序设计》一门课中，如果要存储大批数据，怎样存储?用什么来存储?学生想到的首先应该是数组。那么再问，像红楼梦中的贾氏家谱又怎样存储呢?把家谱中的人名看成是数据，人名和人名之间还有一种层次关系，它们的关系就像一棵树一样，怎样存储这些数据，还得同时体现它们之间的关系呢?这个时候，学生肯定是不知道怎么办了，而且很想知道答案。此时告诉他们，《数据结构》会帮我们找到答案，用二叉链表就可以实现。学生明白了这个道理之后，从一定程度上可以打消学习《数据结构》无用的思想。
　　
　　二、着重讲解数据结构的一些基本概念
　　
　　学生对概念理解得透彻，有助于后面逻辑性强的知识的学习。可以说一些关键的基本概念的透彻理解是打开《数据结构》这门课的一把钥匙。以下这两个概念就是非常关键的：数据的逻辑结构，是从逻辑上来描述数据之间的关系，是让人(程序员)来看的，可以用图形或数学形式来描述，它包括数据元素和数据元素之间的关系两部分；数据的存储结构，就是指人构造出来的逻辑结构在计算机中怎样存储，既要存储逻辑结构中的数据元素，还要存储数据元素之间的关系。
　　
　　三、数据结构的前续课程是程序设计基础
　　
　　在讲授数据结构具体内容前，首先介绍数据结构所必需的知识储备。明确数据结构是计算机科学的基础课程，且是必修课程，也是考研或从事计算机实际工作不可缺少的理论基础，它的前续课程是程序设计基础。但是，笔者在实际的教学过程中发现，有相当一部分学生的程序设计基础不好，特别是对指针部分理解得不是很透，而《数据结构》第2章中的单链表就涉及大量的指针的操作，这让很大一部分学生在思维上一时转不过弯来。接受不了链表这种存储结构。解决办法就是，抽出2个课时的时间给学生重新讲解指针部分的关键内容，并和单链表部分的知识做自然的过渡、连接，这样学生不但能及时地理解掌握单链表这部分知识，而且非常有利于后续知识的接受。
　　
　　四、特别注重启发式教学在数据结构课堂教学中的应用
　　
　　由于数据结构本身的枯燥乏味和算法的复杂性，学生容易产生畏难和厌倦情绪。教学中，可以多提出一些和实际应用相关的有意义的问题，提高学生的学习兴趣。比如，在讲解快速排序的思想时，其基本思想是给基点找位置，选取无序区的第一条记录做为基点并暂存，然后，必须从无序区的最后一条记录开始向左扫描，将记录关键字逐一和基点的关键字比较。如果比基点大则不动，也不改变扫描方向，如果比基点小则向左边放，并同时改变扫描方向；一旦发生记录的移动即改变扫描方向(结合图示进行讲解)。设问：为什么必须从右端开始扫描。而不能从左端呢?如果从左端开始，又会有什么样的后果呢?原因是，如果从左端开始扫描，一旦发现有比基点大的记录就应向右端放，这样就把无序区最右端的记录给覆盖了，即最右端的记录就丢失了。从右端扫描则不会出现这样的情况。因为在将右端比基点小的记录向左端放的时候，最左端的记录已经作为基点保存起来了，不会造成记录的丢失。
　　
　　五、穿插使用多媒体辅助数据结构课堂教学
　　
　　笔者不赞同对数据结构的教学过程全部使用多媒体，虽然多媒体有着生动、形象、图文并茂以及交互性好等特点，但其交互性无论如何也比不上传统的用黑板授课的方式，用多媒体教学很多时候会阻碍教师思维的自然发挥。教师的很多肢体语言的灵活性也是多媒体无法企及的。所以，最好是在讲解比较复杂的过程的时候使用多媒体辅助教学，如，图的深度优先搜索遍历过程和过度优先搜索遍历过程，利用普里姆算法或克鲁斯卡尔算法构造最小生成树的过程等。
　　
　　六、注意对存储结构的综合比较
　　
　　在讲解了几种存储结构以后，就应结合实际应用对它们进行综合分析比较。例如，在讲完了顺序表与链表之后，就应总结它们的优缺点，举例分析每种存储结构适合什么样的应用，比如。在成绩查询系统中，由于查询、排序操作较多，插入、删除操作较少，就可以考虑用顺序表的方式来存储数据。
　　
　　七、淡化算法的具体实现语言，强调其思想流程，开阔学生的思维发挥空间
　　
　　算法是《数据结构》中的重要组成部分，几乎每一章每一节都有各自的算法。而目前所有教材都是基于某一种语言编写的，有类Pascal语言、类C语言、C／C++语言，等等。不管是什么语言，一旦将程序给出，就完全禁锢了学生的想象空间，学生只能一味地去理解程序的语句、过程和函数，而忽视对算法思想和所用数据结构的思考。因此在课堂教学中，算法讲解后应给出抽象的流程，让学生选择自己熟悉的具体语言和适当的数据结构。这样不仅可以解决由于学生语言的不足而影响算法掌握的难题，同时也给学生留出了足够的发挥聪明才智的空间。
　　
　　八、教学实践体验
　　
　　只有在不断地总结经验教训的同时，不断地改进自己教学的各个方面。教师才能不断提高自己的教学水平，进而培养出更多的优秀人才，为社会发展贡献力量。

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