《数据结构》课程案例教学设计分析.doc

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1、《数据结构》课程案例教学设计分析摘要：《数据结构》课程的教学面临知识点多且抽象枯燥等问题，案例式教学对于激发学生学习兴趣有积极的作用。然而，传统课堂授课教学模式下的案例教学一般作为导入理论课程教学的手段，很难将案例教学贯穿于整堂课程中，而现代化教育手段MOOC的兴起为线下实施案例教学创造了条件。对MOOC背景下《数据结构》课程的案例教学进行教学设计，给出案例集及相应的教学实施方法。该设计将作为教学改革手段，在后续的课程教学中实施。关键词：数据结构；案例教学；MOOC《数据结构》是计算机专业中的一门核心的专业基础课，研究非数值计算中计算机的操作对

2、象以及它们之间关系和操作的学科[1]。在计算机专业课程设置中，该课程起着承上启下的作用，其教学效果直接影响到编译程序、操作系统、数据库系统等后续课程。然而在实际授课过程中，由于课程知识点多、内容抽象，学生普遍感觉枯燥，久而久之就失去了学习兴趣。为了克服此问题，许多教育工作者在该课程的授课过程中引入案例化教学方法[2-7]，目的是借助于形象生动的实际案例，激发学生学习和解决此问题的兴趣，进而提高教学的学习效果。但是，传统的以课堂教学为主的授课方式将课堂上有限的时间主要用于基本知识点和概念理论的讲述，因此在应用案例教学的过程中普遍存在的问题是只能应

3、用少量简单的案例，作为导入理论课程教学的手段，而很难真正将案例教学贯穿于整堂课程中。近年来MOOC（MassiveOpenOnlineCourse，大规模开放式在线课程）等现代化教育手段的兴起，使得传统的授课方式的改革成为可能。通过MOOC，学生可以在课下通过自主学习的方式学习基本知识点，而传统的课堂时间则可以用来实施更合理的教学方式。因此，MOOC背景下的线下授课为实施案例教学创造了条件。4学海无涯案例是一种先进的教学方法，非常适合于理论与实践结合紧密的课程。《数据结构》课程采取案例教学可以带来如下好处：（1）让学生理解理论提出的背景。传统的

4、授课方式多采取填鸭式教学，学生不知道所学知识的背景。通过案例教学，可以使学生了解知识为何而来。（2）让学生理解如何将理论知识应用于现实问题的解决。空洞的理论授课，只能使学生学会一堆概念，而不知道这些知识如何应用。在以后的工作中碰到问题，也不知道采取何种方式解决。（3）培养学生对问题进行抽象分析和实践的能力。案例化的教学首先需要对现实问题进行抽象分析，然后采取合理的方式对其实现。学生在这样的教学环境中进行熏陶和训练，其抽象能力和实践能力势必得到提高。但是案例教学要取得好的效果，案例的设计非常关键。案例需要被仔细设计，使其即满足学生的学习需求，又不

5、至于让学生产生畏难情绪；同时还能在一节课或两节课的时间教学完成，符合教学的时间要求。在参考了大量教材、论文的基础上，并结合长期教学过程中总结的学生的学习需求和接受能力，设计了一套案例集，用于本校《数据结构》课程的后续教学改革。此案例集包含基本案例和综合案例。每章配备至少一个案例，通过该案例，引出该章知识点的背景、数据结构的设计、相关算法的设计，从而使得学生通过该实例理解该结构或算法的应用背景、知识的应用场景。除此之外，课程还配备了一些综合实例，这些实例能体现知识点的融合，从而能够使学生体会知识的综合运用、提高抽象思维能力。1课程的知识体系《数据

6、结构》课程的知识体系一般分为两大模块：数据结构模块和查找排序模块。数据结构模块介绍每种类型的数据结构的定义、存储和基本操作的实现。查找和排序模块则讨论各种常用的查找和排序算法。如表1所示，《数据结构》课程知识点的组织一般分为七章，前五章讨论基本的数据结构，后两章讨论查找和排序。第一章线性表介绍顺序表、链表及其查找、插入和删除等操作的实现，第二章栈和队列介绍栈和队列的顺序存储和链式存储、插入和删除等操作的实现以及栈和队列的应用，第三章串数组和广义表介绍串的定义、存储、模式匹配算法、数组的存储和广义表的概念，第四章树和二叉树介绍树和二叉树的定义和存

7、储、二叉树的性质、二叉树的遍历和线索化、树的遍历、赫夫曼树和赫夫曼编码等，第五章图介绍图的邻接矩阵和邻接表存储、图的遍历、最小生成树、拓扑排序、关键路径、最短路径等算法，第六章查找介绍顺序查找、折半查找、二叉排序树的定义、查找、插入和删除、哈希表的构造和查找等，第七章介绍直接插入排序、shell排序、起泡排序、快速排序、简单选择排序、堆排序和基数排序等。2基本案例及教学实施方案4学海无涯2.1基本案例。表2列出了基本案例集，其中每一行对应了数据课程的一章，第1列是该案例对应的基本知识点，第2列对应了在基本知识点上的引申，引申的知识点用于引出案例

8、且可以用在案例的讲解上，第3列是基本案例，第4列是引申案例。2.2基本案例的教学实施。每章配置至少一个基本案例，其教学采取如下步骤实施：（1）对基本知