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【摘要】:数据结构在“软件基础教学”的教学工作当中占有重要地位,它主要涵盖了数据结构和与它有关的各种运算,学生在学习之后便可以应用这种知识对计算机的算法的时空繁复程度进行测算,达到熟练运用计算机解决问题的目的。本文分析了数据结构在教学方面的相关问题,提出了数据结构的教学方法,设计了教学案例。
【关键词】:数据结构;教学方法;案例
之所以要求學生学习数据结构是为了让学生从结构角度对计算机处理数据的方式进行探讨,进而使他们能够让在计算机中进行现实应用的数据在逻辑和存储方面表现出优良的能力。数据结构本身具有两个特性,包括逻辑和存储两个方面,这使得其在现实应用中表现出多种多样的形式。
一、数据结构和算法
数据结构与算法具有密切的联系,在知识体系中是互相共存的两个概念。由于现实教学中的课时有限,因此在进行“软件技术基础”的教学过程之中,不能将算法单独罗列出来进行讲解。。
二、教学方法
2.1数据结构类别
数据逻辑结构是一个集合,其中的诸多数据元素必须保证彼此之间具有密切的关联。实现对数据类别进行划分的方式多种,在此可以集合中元素的关系为依据,将其分为集合以及线性、树、图等四种结构。
集合的概念很好理解,就是除了其中的所有元素都在一个集合中之外,它们之间再无其他关联,满足这样的条件才能称为集合。比如在大街上走的一群路人就可以组成一个集合。线性结构表示的是处于一个集合中的所有数据元素之间都存在彼此是一对一的对应关系。比如一个班级之内,只有一个人能够到达班长的位置,一个班也只能够由一个人当班长。而树结构则是对线形结构的扩展,将集合中存在的数据元素由一对一扩展到一对多的关系。至于图结构则呈现的是多对多的关系。可以运用教师所教的课程和学生的选择作比较,教师可以教多项课程,学生可以挑选几项课程进行学习。
综合以上观点可知,数据结构本身涵盖了两方面的重要条件:一是数据元素通过各种形式表达出的信息;而是数据元素彼此表现出的前后件关系。
2.2数据存储结构
这个概念研究的是处在集合之中的数据元素以何种方式在计算机中进行存储,它属于数据逻辑结构在计算机中的具体体现。通常将其分为两种形式,即有序存储和链式存储,其中有序存储需要用到一个存储单元,这个存储单元中的一组地址不能出现间断的现象,然后按照顺序放进集合之中。它所表现出的特点较为特殊,如果两个元素在逻辑关系出现了彼此毗邻的状况,那么它们在物理位置上也是毗邻的,可以实现随机存取,但是在对某些动作进行操作的过程中需要对很多元素进行移动,比如删除等。链式存储结构表现出数据元素摆放的随意,选取任何一个存储单元作为数据元素的存放单元。在这种情况下,即使存在逻辑关联的两个元素也仅仅是有可能出现毗邻的状况,前后件关系的具体体现可能不一样,如果前件的元素在存储单元中所占的地址较大,但是后件元素则会出现相反的状况。无法实现随机存取,仅能实现顺序存取。但是无法实现随机存取并不是一个弊端,反而成为一个优点,这使得链式存储不需要在进行删除的过程对诸多元素进行移动,对于时间复杂程度指标起到了较大的改进作用。
2.3教学方法
数据结构与存储结构。数据教学之初,要达到教学的目的,都需要从逻辑结构与存储结构两个方面入手,二者的教学顺序是“先逻辑,后存储”,之后就可以很快地得出各种表,比如顺序表和链表等。
如果在解决一元多项式的问题时,其计算要求为各项相加,这种式子就可以通过线性结构进行描述。在这种相加过程中,会对各种系数以及指数起到转换作用,这种情况就要运用链式存储结构。数据在逻辑以及存储在得到确认之后才能够进一步地对相关的算法进行确定。
算法的应用都是在某些特定领域,而且解决的都是有限序列问题,比如旅行商问题等。在需要的解决的问题确认之后,就要对其计算思想进行具体的了解和设计。其实,算法是其运算规则的具体映像和运用,只要具备了一定的语言水平,对代码进行算写其实较易实现。基于此,教学工作进行的过程中,必须将算法思想作为整个教学的重点。比如皇后问题等。
要想使设计出的案例成为典型就必须确保操作简单,这样才能使得整个操作过程清晰流畅;再者就要使其涵盖的内容增多,当然最好使其感概范围将所有分支覆盖。当一个案例符合这两个特点之后就具备了好案例的特质。
数据结构的知识具备很强的实际操作性,学生必须将知识运用到实践中,将各种算法经过翻译之后变成自己可以理解的语言形式,在计算机上进行操作之后进行适当调试,才可以对于这些知识有一个深入的理解。
三、教学案例
本文针对“软件教技术基础”中一个重要部分,即数据结构的教学案例进行分析,切实了解其知识内涵。
案例的设计。案例设计的过程其实就是要体现出对一个固定算法的输入过程。虽然任务看似简单但是其前提要求就是这个输入过程必须保证全部要素不能出现重复的现象,目的是要将遍历算法进行切实的体现。本文需要设计一个案例,下面开始讨论一元多项式的各项全部进行相加的问题。
一元多项式的相加问题。问题可以运用表达式进行描述,其表达式如下:
C(x)=A(x)+B(x)
式中的A(x)和B(x)是两个带着一元的多项式,而C(x)则代表着计算结果。
可以将算法思想具体描述为:对A(x)和B(x)这样的带有相同指数的多项式,如果想要开始进行相加步骤,可以通过两者的系数相加来实现。只有当结果不为0的时候才可以成为结果项中指数的一项。当A(x)和B(x)里面出现了指数不同的项之后,必须将其归纳到结果项C(x)当中。在这个案例设计过程中可以将具体的算法表达式可以设定为如下形式A(x)=2+3x+4x2+6x4,B(x)=3-3x+5x4-4x5+8x10,等。
总结:“软件技术基础”教学对象是理工科那些不再计算机专业范围之内的本科生,其教学目的是让学生掌握计算的基本知识,可以为学习和工作更好地打下计算机应用基础。本文分析了数据结构在教学方面的相关问题,提出教学方法,设计了教学案例。
【参考文献】:
[1]苏瑞娟.基于超级画板的高职数据结构可视化教学研究[D].广州大学,2012.
[2]郭秀清.基于案例组织的软件技术基础教学方法研究[J].电气电子教学学报,2011,16(6):109-112.
[3]李毅波.数据结构与算法学习系统的设计与实现[D].中南大学,2012.
【关键词】:数据结构;教学方法;案例
之所以要求學生学习数据结构是为了让学生从结构角度对计算机处理数据的方式进行探讨,进而使他们能够让在计算机中进行现实应用的数据在逻辑和存储方面表现出优良的能力。数据结构本身具有两个特性,包括逻辑和存储两个方面,这使得其在现实应用中表现出多种多样的形式。
一、数据结构和算法
数据结构与算法具有密切的联系,在知识体系中是互相共存的两个概念。由于现实教学中的课时有限,因此在进行“软件技术基础”的教学过程之中,不能将算法单独罗列出来进行讲解。。
二、教学方法
2.1数据结构类别
数据逻辑结构是一个集合,其中的诸多数据元素必须保证彼此之间具有密切的关联。实现对数据类别进行划分的方式多种,在此可以集合中元素的关系为依据,将其分为集合以及线性、树、图等四种结构。
集合的概念很好理解,就是除了其中的所有元素都在一个集合中之外,它们之间再无其他关联,满足这样的条件才能称为集合。比如在大街上走的一群路人就可以组成一个集合。线性结构表示的是处于一个集合中的所有数据元素之间都存在彼此是一对一的对应关系。比如一个班级之内,只有一个人能够到达班长的位置,一个班也只能够由一个人当班长。而树结构则是对线形结构的扩展,将集合中存在的数据元素由一对一扩展到一对多的关系。至于图结构则呈现的是多对多的关系。可以运用教师所教的课程和学生的选择作比较,教师可以教多项课程,学生可以挑选几项课程进行学习。
综合以上观点可知,数据结构本身涵盖了两方面的重要条件:一是数据元素通过各种形式表达出的信息;而是数据元素彼此表现出的前后件关系。
2.2数据存储结构
这个概念研究的是处在集合之中的数据元素以何种方式在计算机中进行存储,它属于数据逻辑结构在计算机中的具体体现。通常将其分为两种形式,即有序存储和链式存储,其中有序存储需要用到一个存储单元,这个存储单元中的一组地址不能出现间断的现象,然后按照顺序放进集合之中。它所表现出的特点较为特殊,如果两个元素在逻辑关系出现了彼此毗邻的状况,那么它们在物理位置上也是毗邻的,可以实现随机存取,但是在对某些动作进行操作的过程中需要对很多元素进行移动,比如删除等。链式存储结构表现出数据元素摆放的随意,选取任何一个存储单元作为数据元素的存放单元。在这种情况下,即使存在逻辑关联的两个元素也仅仅是有可能出现毗邻的状况,前后件关系的具体体现可能不一样,如果前件的元素在存储单元中所占的地址较大,但是后件元素则会出现相反的状况。无法实现随机存取,仅能实现顺序存取。但是无法实现随机存取并不是一个弊端,反而成为一个优点,这使得链式存储不需要在进行删除的过程对诸多元素进行移动,对于时间复杂程度指标起到了较大的改进作用。
2.3教学方法
数据结构与存储结构。数据教学之初,要达到教学的目的,都需要从逻辑结构与存储结构两个方面入手,二者的教学顺序是“先逻辑,后存储”,之后就可以很快地得出各种表,比如顺序表和链表等。
如果在解决一元多项式的问题时,其计算要求为各项相加,这种式子就可以通过线性结构进行描述。在这种相加过程中,会对各种系数以及指数起到转换作用,这种情况就要运用链式存储结构。数据在逻辑以及存储在得到确认之后才能够进一步地对相关的算法进行确定。
算法的应用都是在某些特定领域,而且解决的都是有限序列问题,比如旅行商问题等。在需要的解决的问题确认之后,就要对其计算思想进行具体的了解和设计。其实,算法是其运算规则的具体映像和运用,只要具备了一定的语言水平,对代码进行算写其实较易实现。基于此,教学工作进行的过程中,必须将算法思想作为整个教学的重点。比如皇后问题等。
要想使设计出的案例成为典型就必须确保操作简单,这样才能使得整个操作过程清晰流畅;再者就要使其涵盖的内容增多,当然最好使其感概范围将所有分支覆盖。当一个案例符合这两个特点之后就具备了好案例的特质。
数据结构的知识具备很强的实际操作性,学生必须将知识运用到实践中,将各种算法经过翻译之后变成自己可以理解的语言形式,在计算机上进行操作之后进行适当调试,才可以对于这些知识有一个深入的理解。
三、教学案例
本文针对“软件教技术基础”中一个重要部分,即数据结构的教学案例进行分析,切实了解其知识内涵。
案例的设计。案例设计的过程其实就是要体现出对一个固定算法的输入过程。虽然任务看似简单但是其前提要求就是这个输入过程必须保证全部要素不能出现重复的现象,目的是要将遍历算法进行切实的体现。本文需要设计一个案例,下面开始讨论一元多项式的各项全部进行相加的问题。
一元多项式的相加问题。问题可以运用表达式进行描述,其表达式如下:
C(x)=A(x)+B(x)
式中的A(x)和B(x)是两个带着一元的多项式,而C(x)则代表着计算结果。
可以将算法思想具体描述为:对A(x)和B(x)这样的带有相同指数的多项式,如果想要开始进行相加步骤,可以通过两者的系数相加来实现。只有当结果不为0的时候才可以成为结果项中指数的一项。当A(x)和B(x)里面出现了指数不同的项之后,必须将其归纳到结果项C(x)当中。在这个案例设计过程中可以将具体的算法表达式可以设定为如下形式A(x)=2+3x+4x2+6x4,B(x)=3-3x+5x4-4x5+8x10,等。
总结:“软件技术基础”教学对象是理工科那些不再计算机专业范围之内的本科生,其教学目的是让学生掌握计算的基本知识,可以为学习和工作更好地打下计算机应用基础。本文分析了数据结构在教学方面的相关问题,提出教学方法,设计了教学案例。
【参考文献】:
[1]苏瑞娟.基于超级画板的高职数据结构可视化教学研究[D].广州大学,2012.
[2]郭秀清.基于案例组织的软件技术基础教学方法研究[J].电气电子教学学报,2011,16(6):109-112.
[3]李毅波.数据结构与算法学习系统的设计与实现[D].中南大学,2012.