论计算机数据结构多媒体教学设计

张　咪

[摘要] 本文通过数据结构对多媒体的设计，提出其课堂教学必要性和可行性，以及其目的和意义，并且阐述了在课堂多媒体教学的使用情况。

[关键字] 数据结构多媒体教学设计

一、前言

计算机多媒体环境教学可以使学生掌握如何把现实世界的客观问题变换为在计算机内的表示形式，学会组织数据、选择算法，养成良好的程序设计风格，提高逻辑和抽象思维的能力，为以后有关的计算机课程的学习和从事软件开发奠定基础。数据结构多媒体课堂教学必将对传统的教学模式产生很大的冲击，在信息社会里如果不会用计算机去获取需要的信息，应该说这种学科教育是狭隘和残缺的，从这个意义上讲，将计算机引入课堂也正是当今基础教育的革命。

二、在传统教学模式中教学上存在的问题

首先，学生的程序设计能力极其贫乏，在学《数据结构》之前，至少有80%。学生基本不具备编写简单程序和基本调试程序的能力，他们对程序设计仅仅有一点概念化的认识和理解，因而，严格地讲在这种情况下，是无法学习《数据结构》的，其次，《数据结构》的学时很有限，在传统的教学模式中，不可能讲课讲透《数据结构》的诸多内容，为了完成教学计划，也只好重点介绍该门课程的一些概念，事实上，教学效果离教学大纲的要求相差甚远。

三、教学模式改革的必要性和可行性

大专院校应该是培养社会实用型人才的摇篮，如果我们讲授的每门课程，总是停留概念上，学生进入社会之后，也只能泛泛而谈的君子，显然，这并不是我们的愿望和目的。作为教师，我们非常希望学生的内容既扎实又全面，而往往因为学生的功底差、理解能力差和刻苦钻研能力的不足等诸多方面的原因，而使得一次次教学活动变成了学生一次次过关的无奈，同时，我们的愿望也一次次成为泡影，辛苦耕耘了一番，却无多大收成，这对于一个耕耘者讲心理很不是滋味。为了克服教学中的困难，课堂的教学方法显得尤其重要。在高科技日益普及的今天，在教学中，如果能使用现代化教学工具，逐步摆脱传统教学模式中的黑板和粉笔，用多媒体课件与电子讲稿结合，适当的调整教学内容，必然能使得课堂教学生动形象，从而提高教学效率，实现我们的教学目的。目前，先进的投影设备、文稿显示CAI和众多的Windows图形开发工具，使得《数据结构》的教学模式发生质的变化和飞跃是完全可行的。而在这一教学模式的改革中，最关键的是多媒体课件的制作。

四、数据结构多媒体课件的功能要求

为了适应课堂教学的要求，《数据结构》多媒体课件应该具有：1）软件界面的设计要求：较强的交互能力、动态的算法演示、形象的图形设计、充分应用声音和色彩体现算法的细节、屏幕设计简洁明快、屏幕元素布局合理、突出教学内容的重点，等等；2）软件中不仅包含主要的教学内容，而且，还应该提供一些特殊例题的算法演示，用以扩大学生的编程思维能力，从而实现用形象的图形界面为学生搭起通向掌握抽象思维方法的桥梁；3）《C语言程序设计》是《数据结构》（C语言版）的前序课程，学生对该门课程的掌握往往不是很好,这就给（数据结构）的教学带来了较大的困难，为了缓解这种困难，同时，让学生快速了解和掌握《C语言程序设计》的关键内容，该课件中，必须包含“C语言复习”界面设计；4）软件中通过图形演绎出来的所有算法思想必须准确；5）操作简单，易于理解，符合Windows的操作规则，便于学生使用。

1、模块设计运用

本模块的功能是利用典型的C语言例程，展示C语言基本概念中的重点和难点，如：数组的分配、指针的变化、结构体类型的定义和使用、动态存储空间的分配申请malloc（）和释放free（）、函数调用、参数传递、循环语句和case语句的执行情况等，该软件使用了虚拟现实的手法，将一段C程序和其所用的内存空间均放在了屏幕上，当该C程序执行时，语句的执行与相关内存的状态同步变化，并且，可以控制语句的执行速度，以适应课堂教学的需要。针对学生C程序设计能力的欠缺和对指针及结构概念的恐惧，本模块实现了把原本看不见摸不着的内存单元，提到屏幕上的窗口展示出来，相当于带领学生直接深入到计算机内存，并在“内存”上用箭头图形描述指针变量的作用，让学生能清楚地看到C程序运行时，各种控制语句的执行情况和相关内存空间的变化情况，用直观、形象、准确的动态图形演绎各种概念，在短时间内达到对学生C程序设计的强化训练

2、线性表中数据的运用

线性表大量使用了C语言的指针、结构体、函数调用、参数传递、动态存储空间的申请和释放等内容，而这些内容恰恰是学生学习中的薄弱环节，也正因如此，这一章的内容学起来感觉尤其困难和难以理解。在C语言复习中，虽然重点介绍了这些内容，但是，由于课时和机时非常有限，也只能是让学生建立起了这方面的概念，事实上，学生并没有牢固掌握和灵活运用它们。

为了让学生进一步的学习和掌握这些内容，在线性表部分，仍然沿用C语言复习的图形界面，如图2所示，一方面，具体解释顺序表和链表的建立、插入、删除等基本操作的情况；另一方面，利用一次次的程序动态运行，展示如何用C语言的知识描述和解决数据结构的问题，实现在应用C语言编程方面，对学生的强化引导。

稀疏矩阵的快速转置算法演示界面如图4所示，它包含四个区域：原稀疏矩阵的三元组表示、稀疏矩阵的逻辑形式、转置后的三元组表示、快速转置算法中使用的辅助缓冲区。该界面对学生理解算法的实质很有帮助，同时，也大大地减轻了教师的讲课负责。

作者信息：张咪（1984—）女，河南郑州人，河南建筑职业技术学院助理讲师，主要从事计算机应用技术。