数据结构课程改革实践探讨

【摘要】本文针对数据结构课程改革实践的课题。解释了数据结构内涵；指出了数据结构课程设计改革和数据结构教学手段和教学方法的改进具体措施；阐明了数据结构基本知识部分教学的改革必要性及数据结构课程实验部分教学的改革的重要性。

【关键词】数据结构；基本知识；课程实验；方法；改革

中图分类号：G423.07 文献标志码：A 文章编号：1673-8500（2014）01-0068-01

一、数据结构内涵

数据结构是指相互之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合和该集合中数据元素之间的关系组成。目前，对数据结构研究已经成为世界上一些非数值量的信息结构及其处理方法，它被定为计算机科学与技术相关专的重要课程，同时也是应用数学、管理科学等很多专业的一门基础课程。为了更好有成效的使用计算机、让计算机的性能得到充分发挥，数据结构的有关知识的学习和掌握是非常必要的，大量的很难的算法存在于数据结构中，分解与抽象是它的核心技术，要想让学生掌握这门核心技术，就要认真扎实的通过对课程内容的学习与实践，构造性思维训练的特征得到有效的体现，提高学生的操作能力和实际应用水平。

二、数据结构课程设计改革

通过课程设计来让学生进一步掌握数据结构的整体框架和知识层次，课程设计的内容主要是根据三种逻辑结构（线性、树型和图型）把课程分成三部分贯穿下来，对每一部分又采用层次结构，即逻辑结构、存储结构和在该存储结构上的操作及相应的算法。结合讲过的一个和几个典型的算法给学生留一个实际问题，让学生编程序上计算机去处理。如：讲线性问题的插入和删除这部分时，就留一作业题：把学生成绩按学号录入进计算机中，一涉及到实际问题就会用到许多的相关知识，需要查阅大量的书籍和网站。不过，得到的收获也是可观的。

三、数据结构教学手段和教学方法的改革

实现以教师主导下的以学生为主体的教学模式。在具体的教学手法方面，把学生为教学的主体，坚持实行任务驱动的教学手段，诱导学生主动学习，相互协助学习，共同进行探索与研究，这种教学方式学生很容易接受并受到好评，取得成效很显著。研究算法的具体法则是给学生的算法实现的有关程序和算法实现的思路。每一节课上完后，对讨论过的内容作出总结，对本节极容易出错的状况做好归纳，梳理出具体条款。学生对每一种数据结构的特点和实现都能够牢牢地掌握。除此之外，做好与学生沟通协调工作，重视课后辅导。课下辅导除在课堂中以及学生上机进行辅导之外，还有一种办法是和学生取得联系，利用网上交谈的手段，利用这种手段，掌握学生的思想动态、学习状况，迅速回应学生在自主学习及课后学习时遇到的疑难问题。教师在数据结构教学手段上，要精心设计教学内容，对较困难的算法制作以及收集了大量FIASH演示动画方面的材料。把抽象的概念和空间结构加以具体化、形象化，使所教的数据结构内容直观、生动、提高了学生的学习的积极性，同时提高数据结构教学质量和学生的学习效果。

四、数据结构基本知识部分教学的改革

数据结构的基本知识是这门课程的重点，包括数据的逻辑结构，相应逻辑结构的存储结构，以及在此存储结构上的相关操作及算法等，这些内容必须要讲，也很枯燥，教学时可以根据实际情况做一些调整。

教授学生理解数据结构这门课，同时也是提高学生的学习兴趣的实践过程。通过举例分类、总结学生参与进来的办法来帮助学生理解数据的逻辑结构和存储结构等概念。首先从实际情况入手来引出逻辑结构的概念：学生都知道计算机能进行图书管理，能和人对弈，可是学生要明白计算机之所以能干这些事是靠人工编的程序输入到计算机中来支配计算机工作的，程序怎么编，不同的问题有不同的编程思路，那么实际中的问题基本上就是这么三类；线性问题、树型问题和图型问题。接着通过分析上面图书管理问题，下棋问题，以及修路问题来让学生明白什么是线性、树型和图型问题，接着给一定的时间让学生每人想出一个线性、树型和图型关系的例子，在生动活泼的气氛中把实际问题过渡到这门课中来，实际生活活跃了学生的课堂气氛。反过来，学生也把数据结构的理论知识应用到了实际中去，最后总结到实际问题的线性、树型和图型的逻辑关系是人类对实际问题的逻辑思维。在数据结构这门课中把这种逻辑关系叫做逻辑结构。要让计算机处理实际问题必须把从实际问题中抽象出来的数据和它们之间的逻辑结构存储到计算机中，计算机才能够对实际问题进行处理，那么怎么存储呢？逻辑结构在计算机中的存储方式在数据结构中就叫存储结构。逻辑结构和存储结构这两个概念学生就顺其自然地接受下来。

五、数据结构课程实验部分教学的改革

进行实验教学改革，加强实践教学环节。让学生学以致用是教师传授知识的目的，因此明确教学目标，把培养学生的能力放到重要位置，重视数据结构实践性环节。数据结构课程的让学生上机实习，是对学生极有利全面综合训练，它与课堂上听老师的讲解、自主学习和独立训练是相辅相成的，也是教学中不可或缺的一个教学环节。因此为了帮助学生更好地学习本课程，理解和掌握算法设计所需的技术，制定了实验大纲，实验指导书，实验手册等设计了系统的有效的实验项目，规范实验报告，提高学生编程能力和专业技术水平。

在学生理解了数据结构的逻辑结构和存储结构这两个概念的基础上，接着让学生学习计算机对数据的操作和算法。算法一般都是用C语言来描述的，要想让学生掌握好每个操作的算法，一定要学生自己编出完整的程序，直接上机训练每个算法。在理论课上把每种逻辑机构联系到的操作进行初步归类后，接着讲每种操作的算法。讲算法时主要采用以下方式帮助学生理解和掌握：

1.尽量用自然语言描述清楚，把每句自然语言对应地用C语言写出来，这就是程序。学生感觉在明白了算法的思路后，写程序就像用英语说话一样。

2.采用模块技术。把具有一定价值的程序函数让学生作为模块记下来，只要用到这类模块，就让学生调用函数，再不能一句句地编。3、对学生留出开放接口。每一个例题或习题，不给出学生完整的程序，让学生上机实习，只是举出类似的例子、具体的问题，让学生自己去面对。这样学生掌握的知识会是灵活的，而不是死记硬背。