案例教学法在数据结构导论课程中的应用研究
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摘要：该文通过分析数据结构导论课程的教学特点，在高职数据结构导论课程中探索案例教学法的应用，详细介绍了案例教学的设计和实施过程。结合实践教学和理论思考，实践证明采用案例教学法能够很大程度上提高学生的学习兴趣，调动学生自主学习的能力，提高该课程的教学质量和学习效果。
关键词：案例教学法；数据结构；教学模式；案例设计；实践教学
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）19-4511-02
The Application of Case Teaching in the Course of Data Structures
WU Ji-lei， GONG Sheng-dong， CAI Hou-xin
（Department of Information Technology， Nanchang Vocational College， Nanchang 330500， China）
Abstract： This paper analyzes the characteristics of the data structure of teaching introductory courses to explore the case teaching method used in introductory courses in vocational data structure， described in detail the design and implementation process of case teaching. Combine theoretical thinking and practice teaching， proved the case teaching method can greatly improve the use of students' interest in learning， independent learning ability to mobilize and improve the quality of teaching and learning outcomes of the course.
Key words： Case Method； Data structure； Teaching mode； Case design； Practice teaching
1 概述
《数据结构》主要研究数据对象之间的相互关系，包括：数据对象的结构形式、各种数据结构的性质及其在计算机内的表示，各种结构上定义的基本操作和算法，数据结构的应用等内容。该课程作为一门独立的课程始于1968年，它出现在美国一些大学的计算机系的教学计划中，目前，该课程已成为计算机科学与技术专业一门非常重要的专业基础课。在国内，目前几乎所有的高校都开设了计算机相关专业，并且这些专业均开设了《数据结构》相关必修课程。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础，数据结构课程是计算机专业的一门核心的关键性课程。当前该课程传统上基本是以多媒体理论教学为主，而作为高职院校计算机专业来说，培养的是应用型、职业型、创新型等复合型人才。南昌职业学院作为一所高职院校，信息技术系开设有数据结构导论课程，我们打破传统重理论轻实践的教学模式，加大实践环节的培养力度，该文采取案例教学法，通过理论学习和实践活动，使学生系统地掌握数据结构的基本思想和算法设计的基本方法而且通过培养面向问题求解的能力来提高学生的创新能力，从而使得学生能够适应更深层次的学习和满足社会的人才需求。
2 教学案例的设计
在数据结构导论的课程教学中，选择合适的教学案例在教学过程中起着重要的作用，这也对教师提出更高的要求，教师要能够正确把握案例的难易程度，结合教学对象的特点去组织教学。在案例教学过程中，教学案例处在一个核心地位，教学案例的质量，直接影响教学效果。在此我们结合教学实践提出以下几个需要注意的问题：
1） 教学案例的选择应该根据教学对象的实际情况，选择案例，不仅要照顾学生的专业，同时也要尽可能贴近生活，这样才可能提高学生的学习兴趣，兴趣是最好的老师，更有助于提高课堂的气氛，增加教学效果。
2） 在教学案例内容的选取上，要尽可能紧扣教学内容所对应的知识点，不能跨度太大，围绕教学大纲组织。可适当根据学生的学习情况，进行知识延伸，为下一个的案例的教学做一些铺垫。
3） 教学案例的选取要依据教学目标的要求，选择难易适当的案例，过于简单会失去教学通过案例教学，学生能够较容易地理解和掌握数据结构的基本理论和方法。
本文使用蔡厚新教授主编的《数据结构导论》教材，根据书中章节安排设计案例如表1。
表1 案例设计
[采用案例＼&对应章节的数据结构＼&银行排队、学生健康登记表＼&线性表＼&回文、杨辉三角＼&栈和队列＼&文本加密＼&串＼&学生成绩排序算法＼&内部排序＼&学生成绩查找＼&查找＼&篮球比赛安排＼&二叉树＼&高校教师说课比赛＼&树＼&城际铁路、游园路线＼&图＼&学生出勤情况统计＼&数组和广义表＼&]
2.1 案例教学法在课程中的应用
2.1.1 案例教学法的实施过程
在案例教学法的实施过程中，我们课题组结合我院学生的特点，我们采取如下三个步骤进行组织教学，案例选取注重简洁，贴近生活，帮助学生理解。
1） 结合知识点剖析案例
在每次课程讲解结束后，将准备好的教学案例以作业的形式留给学生，以任务驱动方式贯穿到教学过程中，以事先设计好的教学案例，引导学生去主动的思考分析问题，查阅资料，预习教材的知识点，为下一次课有效的连接。
2） 以小组讨论的方式讲解案例
在案例教学的实施过程中，收集学生提出的问题，对案例进行集中分析，教师对学生进行合理的分组，学生以小组讨论的方式对教学案例进行深入剖析。教师在这个过程中应该结合教学内容，提出能够启发学生思考的问题，同时兼顾提高学生的积极性，这有利于学生参与到课程讨论中来，培养学生独立思考的能力和积极探索的精神。
3） 教学评价与总结
对教学的评价和总结是必须的，但是在评价过程中要坚持以鼓励为主，以批评为附的原则，要以一种合理的评价标准激励学生参与课堂的积极性和增强学生的学习兴趣。最后教师将准备好的案例解决方案展示给学生，让学生去对比自己小组的讨论方案，找出其中的差异，存在的问题，激励学生进一步去做课后思考。
2.1.2 案例教学法在图论中的应用
案例描述：新一代大型的主题乐园规模宏大、项目繁多，由于各项目之间路程问题，一次进园只能玩到其中的一部分，不能尽兴。为了能够一次能玩到园中更多的项目，设计算法并找出所有项目的最佳路径，且可在各处查询项目相关的信息。
案例分析：主题乐园中的各个项目和线路之间是一种图的关系结构。每个项目可以作为图中的每一个顶点，项目之间的路径则为图的边，边上的权值可以为项目之间的距离。如图1所示：
图1 游乐园示意图
根据上面的分析：1）首先可以抽象出数据的逻辑结构，引出数据结构――图的相关概念；2）确定数据的存储结构。我们要查询各个项目的信息，项目作为图的顶点，我们需要有存储结构，可以引出图的存储结构：邻接矩阵、邻接表等，并给出各种存储结构在数据结构中的C语言类型定义；3）算法设计。确定了本案例的存储结构，如采用邻接矩阵存储，根据案例中的要求，可以引出创建图的操作和问题；需要尽可能多玩到项目，需要掌握图的各种遍历方法和问题；要求找出所有项目的最短路径，可以引出图的最小生成树、最短路径等问题；4）总结和展望，本案例只是针对无向图带权图来展开讨论，总结无向图的一些应用问题，由此可以引申到对有向带权图问题的应用，引导学生去思考问题，查阅资料。
3 结论
案例教学方法的应用应该在案例的引导下、问题的驱动下，有目的的引导学生去积极的参与到课堂，分析问题，提出方案。整个案例实施过程中都要以提高学生的学习兴趣和参与性为出发点，进而有助于提高对课程内容的掌握。
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参考文献：
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