２０１０年２月 廊坊师范学院学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌａｎｇｆａｎｇ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏ￣ｅｇｅ（Ｎａｔｕｒｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｆｅｂ．２０１０ Ｖｏ１．１Ｏ ＮＯ．１ 第１０卷第１期 多媒体技术在《数据结构》课程教学中的应用研究 邱保志 （郑州大学，河南郑州４５０００１） 【摘要】 多媒体辅助教学具有直观性、动态性、可重复性和信息量大等优点，但同时也存在着学生没有足够的时 间思考、缺少师生互动和不利于培养学生逻辑思维等局限。所以，在“数据结构”课程教学中利用多媒体技术时，一 定要注意扬长避短，并根据该课程概念多、内容抽象、逻辑性强等特点精心设计多媒体课程方案。 【关键词】 多媒体；数据结构课程；辅助教学 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｍｅｄｉａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ “Ｄａｔａ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”Ｃｏｕｒｓｅ Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ＱＩＵ Ｂａｏ－ｚｈｉ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂａｓｅｄ Ｏｌｌ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｄｉａ ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｗｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍｅｄｉａ ｉｎ“ｄａｔａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”ｃｏｕｒｓｅ．Ｌｏｇｉｃａｌｌｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｍｅｄｉａ ｉｎ ｃｌｓｓｒｏｏｍ ｔｅａｃｈｉａｎｇ ｍａｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｍｅｎｔ ｏｆ ｇｏｏｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｍｅｄｉａ；ｄａｔａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｕｒｓｅ；ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ［中图分类号］Ｇ４３４ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７４—３２２９（２０１０）０１—０１０３—０３ 多媒体计算机辅助教学是运用文本、图形、图 像、音频和动画等各种媒体，表现、处理、传递和呈现 多个角度观察和认知对象，有助于概念的理解和方 法的掌握，也有利于激发学生学习知识的兴趣。 １．２动态性 多种非数值信息的一种教学方式，是计算机技术与 表现艺术的结合。近年来，在高校各类课程的教学 中普遍使用多媒体辅助教学来改善课堂教学效果。 由于多媒体辅助教学有其自身固有的特点，这就要 求教师在运用多媒体技术进行课堂教学时，要充分 发挥多媒体技术的优势，扬长避短。 利用多媒体技术可以动态地展现事件的发展变 化过程，尤其是在展现算法执行的步骤、变量和各种 数据结构的变化、运行结果的获取等方面有着传统 教学不可比拟的优势。使用虚拟现实、动态模拟等 手段能够使教学过程更简单、更直观、更易于理解， 也有利于突破教学中的难点，化难为易。 １．３可重复性 １多媒体技术的优势 １．１ 直观性 多媒体课件是按照事先确定的方案设计而成， 具有可重复演示的特点。对于需要重复说明和解释 在多媒体课堂教学中，可以利用文字、声音、图 像、图形等形式综合展现教学内容，从而让学生直观 的重点，以及知识点的回顾都可以重新演示，起到复 习巩固的作用，为后面知识点的讲解奠定基础。利 用这一特点，也可以为学生课下复习提供方便。 地接受所讲知识，这符合从感性到理性的认识规律。 由于多媒体能够刺激感官达到兴奋，可以使学生从 ［收稿日期］２００９—１２—０４ ［基金项目］河南省高等教育信息化工程招标项目资助（２００８ｘｘｈＯｌＯ） ［作者简介］邱保志（１９６４一），男，博士，郑州大学信息工程学院副教授，硕士生导师，主要从事数据挖掘、网络研究和 应用项目开发。 ・ １Ｏ３ ・ ２０１０年２月 廊坊师范学院学报（自然科学版） 第１０卷・第１期 １．４大信息量 响；对培养、锻炼学生抽象思维和创造能力起着十分 重要的作用。由于数据结构课程具有概念多、内容 抽象、逻辑性强、各种算法的技巧性高、有一定的难 度等特点，讲授好该门课程，让学生掌握基本数据的 结构、理论、算法和分析方法具有一定的挑战性。而 在多媒体辅助教学普及的今天，如何将多媒体辅助 教学与传统教学有机地结合，发挥多媒体技术的长 通过使用多媒体辅助教学，教师可以从传统的 板书、画图等工作中解脱出来，提高了教学效率。教 师可以有更多的时间来讲解课程知识点，与学生交 流互动，了解学生学习动态和对问题理解的程度；也 有更多的时间介绍与课程相关研究方向的新进展、 新技术，从而拓宽学生的知识面，开阔学生视野，培 养学生探究问题的能力。 ２多媒体辅助教学的局限 （１）课件中使用过多的文字和媒体展示，容易形 成新的“填鸭式”教学。多媒体教学信息量大、节奏 快，过多的文字和媒体展示容易使教学陷入教师读 课件、学生看演示的尴尬状态。这样，学生很少有甚 至根本没有时间思考，只能被动地接受授课内容。 （２）课堂教学过多地依赖多媒体课件，会减少教 师与学生之间的交流与互动。教师不能及时地了解 学生的接受程度，学生也不能及时地反馈所遇到的 问题，不利于教学的有计划进行。 （３）多媒体课堂教学中容易忽视启发式教学方 法的应用。启发式教学是培养学生创造性思维和提 高学生综合素质的重要手段。而多媒体课堂教学由 于信息量大，呈现速度快，很容易造成教师以课件为 中心进行教学，致使课堂教学中不能有效地启发学 生思维，学生主体地位下降，不利于学生能力的培养 与提高。 （４）公式推导、定理证明等使用多媒体教学，不 利于培养学生的逻辑思维能力。既成的课件代替了 师生共同学习、推理的过程，不利于学生的积极思 考，容易使学生习惯于“坐享其成”。 ３在《数据结构》课堂教学中正确使用多 媒体技术 数据结构是计算机软件理论和技术的重要基 础，它是一门研究非数值计算的程序设计问题中计 算机的操作对象以及它们之间的关系和操作的学 科。对这门课程的理解、掌握和拓展，将对学生的数 据分析、组织、处理能力和编程能力产生深远的影 － １０４・ 处，也是“数据结构”这门课程亟待解决的问题。笔 者结合十多年讲授数据结构课程的教学经验和开发 多媒体课件的实践，认为应着力于以下几个方面： ３．１ 深入研究课程内容。精心设计多媒体课件结构 通常根据每个章节内容的性质和特点设计多媒 体课件的结构。一般来说，先给出本章节的主要内 容、重点、难点，然后在回顾已学相关知识的基础上， 从概念人手，讲解相关知识点（包括难点、重点），在 讲解完主要内容后，要给出一些基本练习题，用于理 解、巩固本章的基本概念、原理、方法（算法）。另外， 还要强调在理解上容易混淆和出现错误的概念，总 结本章的知识结构及本章节与前后章节内容之间的 联系，并且，要选择一些能利用本章节知识和已学知 识的综合思考题和练习题让学生去做，并引导和激 励学生从多角度、多方面寻求问题的答案。 ３．２根据每个知识单元的特点采用相应的教学方法 对于基本概念的讲解要采用从具体到一般、从 实际到抽象的循序渐进的方法。例如，在讲解队列 的概念时，可以采用视频展示日常生活中司空见惯 的排队情形，从中分析队列具有长度、具有先进先出 的特点，然后给出队列的定义、性质、队列的逻辑结 构和存储结构，以及在队列上可以进行的操作等。 这样的教学方法不仅可以使学生掌握好队列的概念 和基本属性，而且可以由此经历抽象能力的训练。 利用多媒体技术动态演示算法的执行过程，可 以方便地展示算法中各种数据结构和变量的变化情 况。例如，在讲解递归算法时，可以利用多媒体展示 算法的执行过程和栈的变化情况。讲解树的遍历算 法时，利用多媒体技术可以充分展示遍历的路径和 各参数的变化情况。但是，对于逻辑性、理论性强的 内容，使用多媒体技术很难达到好的教学效果，对这 第１０卷・第１期 邱保志：多媒体技术在《数据结构》课程教学中的应用研究 ２０１０年２月 类问题的讲解不能完全依赖多媒体。例如，二叉树 方式，启发学生的思维，调动学生的学习主动性和积 性质的证明、特殊矩阵的压缩存储、模式匹配算法中 的ｎｅｘｔ嘲公式的推导、最短路径中的相关证明等内 容不宜采用多媒体展示，而更适合于传统的教学方 法进行讲授，这样才能更好地培养学生的抽象思维 能力和逻辑能力。 极性。这就要求在多媒体课件制作中，教师应充分 利用多媒体技术，针对知识点之间的联系、基本概念 的理解、原理的运用、重点以及容易忽视的问题设计 疑问，通过教师和学生互动交流，启发学生的思维， 提高学生探究问题的能力。例如，有序表的查找方 法可以使用折半查找、斐波那契查找、插值查找算法 ３．３以数据的存储结构为主线讲解内容之间的联 系，融会贯通各知识点 数据结构课程主要讲解各种数据的逻辑结构、 存储结构、对数据的操作以及操作的实现方法。虽 然每种数据的逻辑结构、操作不同，但是它们却具有 一些共同点。例如，每种数据的存储结构都使用顺 序存储和非顺序存储（链式存储），数据的存储结构 是数据结构课程各个章节联系的桥梁。对每种数据 的结构，要在定义逻辑结构的基础上，分析不同的存 储结构对操作的实现性能的影响及其优缺点，这有 利于在以后工程应用中，根据不同实际问题选择不 同的存储结构。 ３．４利用多媒体展示相关知识点的比较与总结，加 深对知识的理解 在数据结构课程中，很多概念、数据的操作、数 据的结构都具有相似性，也具有一定的差异。通过 比较分析这些相似和差异，可以让学生更好地掌握 各个知识点，区分不同的概念和结构。例如，在学习 数据结构课程的初始阶段，学生经常会混淆算法和 程序的概念。针对这个问题，在课堂教学中，我们通 过一个算法和该算法对应的程序来展示算法和程序 之间的区别和联系，取得了较好的教学效果。类似 的还有栈和队列、动态和静态内存分配、动态和静态 查找、有向图和无向图等，通过比较，使得学生更易 于掌握这些概念，加强了对这些知识点的理解与巩 固。对所学知识的梳理与总结，有助于从中发现规 律，有利于形成知识结构和知识体系，也有利于学生 对知识的掌握和能力的培养。 ３．５将启发式教学手段运用于课件制作中，发挥教 师的主导作用，提高学生探究问题的能力 启发式教学是指教师在教学过程中根据教学任 务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种 等，这些算法的不同点就是选择序列中的那个记录 的关键字和要查找的关键字进行比较的问题，不同 的选择方法导致不同的查找算法。那么如果使用黄 金分割点位置作为中间记录的位置时，算法的效率 是不是更高？通过设置这样的疑问，让学生自己思 考、探索查找方法。在课件制作中，可以利用多媒体 技术在需要设置疑问的地方建立“断点”或停顿点 等，学生思考做答后，继续显示后面的内容，对于文 字可以设置空白的方式提出疑问，然后显示正确的 结果。 ３．６通过实际例子￣ｎ－ｒ－程项目激发学习兴趣 在课堂教学中，可以利用多媒体手段展示实际 例子和工程项目，让学生探讨使用的数据结构和关 键算法。例如，通过演示校园导游咨询程序的开发 过程，不但使学生掌握了将实际应用问题抽象为无 向网的方法、设计数据的逻辑结构的方法、选择运用 最短路径算法的技术等，更重要的是，激发了学生运 用数据结构知识解决实际问题的兴趣，从而提高了 学生主动学习、自主探索的能力。 总之，在课堂教学过程中，我们要以教师为主 导，以学生为中心，要深入研究教材、教法，充分发挥 多媒体技术的优势，以易于学生理解与掌握所讲内 容为目的，以培养学生兴趣、抽象思维能力、创新能 力和综合素质为最终目标，努力提高课堂教学效果。 ［参考文献］ ［１］范立南．高校多媒体教学的负面影响与对策［Ｊ］．计算机 教育，２００７，（１２）：９２—９５． ［２］吴伟民．数据结构和算法的可视化教学研究与实践［Ｊ］． 现代计算机，１９９３，（７２）：３５—３７． ［３］余腊生，石献．基于创新理念的数据结构教学方法的探 讨［Ｊ］．计算机与信息技术，２００６，（１１）：１１０—１１４． ・ 】０５・
