案例法在《数据结构》教学中的应用探索

【摘 要】本文针对《数据结构》教学中存在的问题，提出了案例教学法，文中讲解了案例选取、案例实施的相关问题。阐明了案例法与“问题式”教学法的关系。此方法提高了学生学习的自主性、研究性和探索性。

【关键字】数据结构；案例教学法；问题式教学；教学效果

《数据结构》课程是计算机应用等相关专业一门重要的专业基础课，研究各种抽象数据结构的逻辑结构、物理存储结构、相应存储结构上的各种运算三个方面的内容，在此基础上研究相关问题的算法设计，课程涉及概念、算法都比较多，难度大。是学生感觉学习难度大的课程之一。

一、现阶段教学存在的主要问题

（一）基础技能不足

数据结构算法的设计离不开程序设计语言，例如C语言程序设计是C语言版《数据结构》课程的前导课。若没有掌握好C语言中数组、结构体、函数、指针等基础知识，在后继的学习中就会感到很茫然，逐渐丧失该课程学习的兴趣和信心。

（二）“填鸭式”教学模式的弊端

教学中教师只注重教学大纲，对学生的实际情况缺乏了解，学生的接受能力、逻辑思维能力怎样？学生的编写和调试程序的能力又如何？“填鸭式”教学中都忽视了这些问题，学生在被动的接受中容易产生怀疑，畏难情绪，从而失去了学习的兴趣和主动性，使得教学效果不如人意。

二、《数据结构》课堂教学中应用案例教学法

案例教学法具有较强沟通性、针对性、实践性等特点。《数据结构》课堂教学中运用案例教学法，将理论知识融入案例之中，运用案例引导学生主动学习，激发学习兴趣。

（一）课前案例准备

作为案例教学法的核心――案例必须是优选的。好的案例对于学生掌握基本概念、基本知识，培养基本技能起到积极的推动作用。

1.案例的选择首先要以教学目标为依据，它的难易程度要适合教学目标。其次，所选的案例应该是内容完整的、典型的、与生产生活相联系的案例。另外，所选的案例应该尽量考虑贴近学生的兴趣点。例如，在讲解拓扑排序时，可以类比学生各学期课程安排，而且拓扑排序不只一种，也即各学期课程安排不是唯一的。

2.案例选定之后，教师还需仔细分析所选案例，得出诸如下面系列问题的答案：所选案例与授课有什么样的内在联系？案例的提出与展开需要分成怎样的逻辑序列？如何引导学生积极参与案例的讨论？案例讨论中可能会出现什么不同观点？这些问题的解决应该能把学生一步步地引入案例，从而对案例相关的教学内容有较深入的理解与认识。

（二）课堂案例实施

案例实施的过程就是教师引导学生共同参与案例的讨论、分析、表达等活动的过程。引导学生投入到在具体问题的情境中积极思考、努力探索，课堂案例实施时要注意深化下面两个“结合”。

1.案例教学与理论教学相结合。

案例的分析是为了深化理论知识，提高学生的学习兴趣。而理论的掌握又是为了实际中遇到的待解问题的求解，可见案例教学与理论教学紧密相关，两者相互补充、包容与促进。

例如在介绍队列时，可以“排队购票”作为案例，引入队列的概念，分析队列结构的特点。把整个队看作一个“队列”结构，那么每一个人即为队列的元素，可以发现，最先进入队的先得到购票的权利，而最后进入队的是最后得到购票的权利。从而让学生理解队列与线性表的区别是操作受到一定的限制，队列的的基本操作入队、出队的特点及方法，以及先进先出的特征。

又如在讲授顺序表及链表的存储特点时可以设计这样的案例：全班的学生作为线性表的元素，教室中的桌凳即为存储空间，把桌凳按一条龙编号，让学生按学号对应座位号入座即为顺序存储，让学生拉起手来随便坐即为链式存储结构。从而让学生理解顺序存储和链式存储的特点，插入删除操作的方法及其时间复杂度等问题。

2.案例教学与“问题式”教学相辅相成。

现代教育思想强调教育的主要目的是培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，而“问题式”教学法也正是围绕问题而进行的发现、分析和解决的过程。 在问题的解决中学生的学习兴趣得到了强化，学习的主观能动性得到了调动，学生的素质得到了提高，从而对学生的创新能力的培养起到了积极的作用。

在案例教学过程中结合“问题式”教学，针对案例设计一系列适当的问题，通过问题的提出，讨论，解决来展开案例，调动学生自觉思考问题、主动探索问题解决途径。案例中问题的设计与组织是一个关键的问题。应该针对不同的目的、多种层次来设计和组织，例如教师可以采用自问自答的方式来提出问题或引入内容，尽量避免交待式的讲解；还可以采用提出判断问题、要求学生做答来展开问题，这样的方式可以吸引学生注意力，调动学习积极性。

例如在讲解图的最短路径问题时，可以设计如下问题：1）你是如何衡量最佳旅游线路的？2）你是如何找出到达n个城市的最佳旅游线路的？3）计算机怎么能计算出这个路径呢？对于这几个层次的问题的思考和回答使学生对图的最短路径问题的理解逐步深入。

（三）课后案例回顾

课堂案例法运用能够帮助学生理清知识点之间的关系、理解各种数据结构的特点及算法的基本应用形式。但是课下进一步的探讨和交流才可以促进知识内化提升为能力。老师要提出一些开放性问题供学生课下探讨交流、查阅资料、拓展学科视野。例如栈结构的课后问题就可以是迷宫问题求解、不同进制数的转换、表达式求值等问题。还可以让学生进一步深入分析程序中递归调用的工作原理。这些问题有助于学生深入理解栈结构概念，提高学生理解能力与应用能力。

三、结束语

《数据结构》教学中应用案例法，克服了重理论轻实践、学生被动接受的弊端。授课中通过案例的引入，引导学生自己去分析、思考、讨论并动手实践。不仅教给学生知识，更教会了学生怎样学习，提高了学生学习的自主性、研究性和探索性。

参考文献：

[1]严蔚敏，吴伟民.数据结构（c语言版）[M].北京：清华大学出版社.1997.

[2]郝宗波.数据结构课程教学改革探讨[J].计算机教育，2011（2）.

[3]杨桂芝.数据结构”教学方法探索与实践[J]. 计算机教育，2007（6）：7-9.

基金项目：山西工商学院科研基金资助项目 “《数据结构》优秀课程建设方案的研究与实践”项目编号： 201303