刘勇　魏光泽

摘要：数据结构是一门理论性强、思维抽象、难度较大的课程，是基础课和专业课之间的桥梁。该文研究了“数据结构”的起源和课程体系，并基于多年的教学实践就教学方法、教学手段等方面提出了多方面改革的思路。

关键词：数据结构；教学研究；教学方法

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）05-0134-02

Abstract： data structure is a theoretical， abstract and difficult course. It is a bridge between basic courses and specialized courses. This paper studies the origin and course system of "data structure"， and puts forward a number of reforms in teaching methods and teaching methods based on years of teaching practice.

Key words： data structure； teaching research； teaching method

“数据结构”是研究非数值类计算问题中数据的逻辑结构、存储结构及其操作的学科，主要培养学生进行复杂程序设计和数据抽象的能力，是计算机程序设计的重要理论和实践基础。该课程源于程序设计，服务于程序设计，在专业的课程体系中起着承上启下的作用。学生学习“数据结构”的最终目的是为了获得数据抽象和算法设计的能力。

“数据结构”的教学在计算机学科教学中有着举足轻重的地位，如果该门课程学不好，将直接影响后续课程的学习，也将直接影响学生的深造。笔者多年来一直从 事“数据结构”课程的教学，在教学实践中总结出了针对“数据结构”课程教学内容、教学方法、教学手段各方面改革的思路，并在实际教学中取得了良好的教学效果[1]。

1 课程简介

1.1 课程起源

“数据结构”源于程序设计，它是随着大型程序的出现而出现。上个世纪60年代初期，“数据结构”有关的内容散见于操作系统、编译原理和表处理语言等课程。1968美国唐·欧·克努特（Donald Ervin Knuth）教授开创了数据结构的最初体系。他在29岁提出了”算法”与”数据结构”的概念，他所著的《The Art of Computer Programming 》第一卷《Fundamental Algorithms 》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构及其操作的著作。同年，“数据结构”被列入美国一些大学计算机科学系的教学计划。我国在20世纪80年代初开设《数据结构》课程。

1.2 课程的知识体系

所谓数据结构，就是把一批数据按照某种逻辑结构组织起来，找到合适的存储结构存储于计算机中，设计相应的算法（或者称为运算）通过计算机来处理这些数据。因此“数据结构”不仅仅研究数据及其结构，还要研究基于数据和结构的算法。概括地说，“数据结构”包括三个方面的内容：数据的逻辑结构、数据的存储结构和基于存储结构和逻辑结构的算法（或者称为运算）。

通常，数据的逻辑结构分为四种：线性结构、树形结构、图结构和集合，这四种逻辑结构贯穿于大多数教材始终。存储结构主要分为两种：顺序存储结构、链式存储结构。大多数逻辑结构都有两种存储结构，而数组只有顺序存储结构，这与数组的操作特点有关，数组只有引用型操作，没有加工型操作。常见的基本操作有：创建数据结构、销毁数据结构、插入一个元素、删除一个数据元素、修改某个数据元素、查找某个元素、取出某个元素的值、对元素进行排序等。

2 教学方法改革

1）采用案例教学方法：因为本课程抽象度比较高，采用案例教学方法的目的就是将抽象的理论实例化，降低课程的难度。案例教学的基本方法是每讲解一种数据结构，教师先给出一个案例让学生进行预习，然后教师解释案例，引出教学的内容。学生根据案例学习相关知识，再把相关知识应用于案例当中。

2）采用启发式教学方法：与案例教学法相结合，我们在教学过程中不是单纯由教师灌输知识，而是注重启发学生的思维，采用循循善诱的方式引导学生自己发现问题，并逐步解决问题。每讲解一个知识点我们会先把问题提出来，让学生思考解决方案并进行讨论，最后教师对学生讨论的结果进行点评，然后讲解课本的知识点。

3）共性化与个性化相结合的教学方法：在学生中总有一部分学习比较超前的学生，对他们我们会给予难度较大的学习内容和实验内容，最后在考核的时候给予加分。

4）理论与实验相结合：为了加深学生对算法的理解，需要通过一种程序设计语言对算法加以描述并在计算机上实现。通过实验，不但加深了学生对于理论课的理解，而且提高了学生程序设计的能力，培养了学生灵活运用知识的能力。

3 教学手段改革

1）多媒体授课：在教学过程中，采用多媒体手段，利用多媒体教学课件和“数据结构”算法多媒体演示程序，大大降低了课程的难度，提高了学生学习的兴趣，取得很好的教学效果。

2）网络授课：本课程组正在建设本课程专用教学网站，形成集课堂教学、实践教学、课外辅导功能于一体的多功能教学网站、将教学大纲、实验大纲、教学课件、教辅材料等资源上网，使学生方便地下载教学相关资料，了解本课程的有关教学安排、计划和要求，便于学生课下的复习自学。

3）动画演示教学：学生都说“数据结构”这门课难，是因为只看到了“输入”和“输出”，而看不到算法运行的过程。为了使抽象的理论具体化，便于学生理解和记忆，我们借助 FLASH 等软件设计了动画，将经典算法中的设计思想以动画形式展现，将看不到的抽象的设计思想形象化，让学生能看到算法执行的过程，增强了教学的直观性和趣味性。

4 总结

本文从“数据结构”的起源、课程体系、教学方法、教学手段等几个方面阐述了作者探究“数据结构”课程教学模式的心得体会，这些模式在“数据结构”课程数年的教学实践中取得了很好的效果。“数据结构”是计算机学科的主干课程，也是学生普遍反映难学的课程，所以对教师的教学有较高的要求，要求教师在教学实践中不断进行改革，提高学生的学习兴趣，培养学生进行复杂程序设计和数据抽象的能力，为后续课程的学习和就业打下坚实的基础[1]。

参考文献：

[1] 李冬梅，孟伟.“数据结构”课程的教学改革与教材建设[J].计算机教育，2012（14）：38-41.

[2] 王方石.关于数据结构教学模式的探讨与实践[J].山东农业教育，2006（1）.

[3] 邱 劲等.《数据结构》课程教学改革与实践探索[J].西南师范大学学报：自然科学版，2013（1）：139-141.

[4] 吕加国.“数据结构”教学模式的研究与应用[J].教育与教学研究，2009（4）：82-85.

[5]严蔚敏，李冬梅，吴伟民.数据结构[M].北京：人民邮电出版社，2011：18-236.