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數據結構課程在計算機專(zhuān)業(yè)課中屬于難度較大的課程，再加上高職學(xué)生的高等數學(xué)課程教學(xué)內容簡(jiǎn)單，離散數學(xué)也沒(méi)有開(kāi)設，導致學(xué)習效果很差。學(xué)生主要反映內容抽象難懂，理論概念難于理解。筆者經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)總結出了一些心得體會(huì )，下面以算法分析部分為例，談?wù)劷虒W(xué)內容的組織，希望起到拋磚引玉的作用。
一、算法分析部分的傳統教學(xué)
算法分析在數據結構課程中主要是計算算法時(shí)間復雜度，也就是算法耗費的時(shí)間。這一部分因為設計到數學(xué)知識，學(xué)生尤其不易掌握。
傳統的教學(xué)步驟是，先給出時(shí)間復雜度的計算規則，然后使用數學(xué)公式進(jìn)行推導。學(xué)生看到這些得出的數學(xué)式子，也是沒(méi)有實(shí)際的概念。一般將問(wèn)題規模n取值從小到大，以說(shuō)明為什么考慮“當n充分大時(shí)”的時(shí)間耗費。如圖1所示。
二、從實(shí)驗到理論的逆向教學(xué)法
1重視實(shí)踐教學(xué)
對于高職高專(zhuān)學(xué)生來(lái)說(shuō)，具體的數值比抽象的n更容易接受。為了更好的理解和認識算法的效率，我們首先讓學(xué)生上機實(shí)驗，通過(guò)實(shí)驗得出的數據來(lái)理解關(guān)于問(wèn)題規模n的概念。
比如，采用判斷素數的實(shí)驗，實(shí)驗要求學(xué)生在程序中增加一個(gè)計數器以統計關(guān)鍵語(yǔ)句的重復次數。實(shí)驗輸出的結果更直觀(guān)，這就有了通俗直白的理解基礎。
2 精選實(shí)驗內容
我們還精心選擇實(shí)驗內容，這部分的實(shí)驗內容要具備兩點(diǎn)：一是要簡(jiǎn)單，代碼只有十來(lái)行，算法思路也直觀(guān);二是大家熟悉的問(wèn)題求解，易于理解。一方面對算法的效率有直觀(guān)的認識，另一方面也體現了求解同一問(wèn)題采用不同算法的效率差別。
例如，計算兩個(gè)數的最大公約數實(shí)驗。先從定義出發(fā)，寫(xiě)出算法，如圖3所示。然后采用輾轉相除算法，如圖4所示，使用類(lèi)似這樣的測試數據（1 000 005，1 000 000），學(xué)生發(fā)現后者只需執行2次取模運算，而前者需要106次運算才能找到最大公約數。學(xué)生震驚之時(shí)正好告訴他們：這是特殊情況，一般的效率還得進(jìn)行數學(xué)推導。
三、結論
實(shí)驗數據不是用來(lái)評價(jià)和對比算法的，但它使學(xué)生對算法的效率問(wèn)題有了直觀(guān)感受，反過(guò)來(lái)再理解數學(xué)式子，符合理論指導實(shí)踐，實(shí)踐證明理論的認知規律。事實(shí)證明，學(xué)生對此有良好的反映，教師在不斷的探索教學(xué)中收獲了認同。
