教学案例研究
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇教学案例研究范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
教学案例研究范文第1篇
苏教版数学中“有理数的减法”一节课上老师讲得很明白，学生也很认真的在学，课堂上几乎所有的学生都能背减法法则，习题都按预定的教学案例设计处理得非常到位，教学进行得非常完美，然而就在离下课还有一分钟时，老师问：“还有什么问题，有问题的同学请举手.”一位平时学习成绩处于中上等的学生站起来说：“老师你说的4-（-5）=9不对.”老师于是问：“为什么呢？”这位同学说：“书本上说过我们减法的结果应该比被减数小，而9是大于4的.”老师接着问班级上其他的学生：“认为这位同学说得正确的请举手？”结果有六位同学都举了手.
人们都说透过本质看世界，才能展望未来.苏教版初中教学案例研究亦是如此，苏教版初中数学教学案例是数学教学知识的重要载体和组成，在教学知识和教学方法之间起沟通桥梁的作用.苏教版初中数学教学案例研究是促进初中教学方式和教学方法向知识不断转化的最主要的途径，它的过程可分为领悟知识、表述观点、共享经验、创新结果四个阶段，这种数学教学历程在本质上也是苏教版初中数学教学知识的创造创新和实际应用的过程.我国目前以数学教学为本的苏教版初中数学案例研究就需要加强数学教学研究的有序组织与制度建设，并加以学校层面知识管理意识的强化和完善.
在苏教版初中数学教学研究的实施过程中，对“自主探究”的教学广大教师和数学工作者都做了许多有效大胆的尝试，这是让人十分肯定和值得学习的.但是我们使用大量的实践案例来剖析，我们会发现，大多数教师在数学教学探究活动中也存在着许许多多的问题或困惑，这也直接导致课堂探究活动缺乏一定的有效性，极易走入数学教学探究活动的误区.在此我们要转变学生在学习数学中的学习方式，倡导并推广有意义的数学学习方式是新一轮课程改革中急需解决的核心任务.而我们真正需要体现的教学理念和管理措施能否实现，又是我们现阶段苏教版数学教学案例研究中又一攻克难题.
二、苏教版数学教学案例研究与实践的重大意义
1.新课标有效实施的需要
苏教版初中数学中的三角形相似问题就有一个很好的案例指引，某校三角形相似课上，老师在对两个三角形相似进行证明以后，有一名学生就发现了相似三角形都存在一定的比值相等问题，这名学生把这个自己发现的理论告诉了老师，老师发现这名学生头脑灵活，而且勤于思考，就把一些本不需要初中数学掌握的知识点传授给这名学生，这名学生在学习三角形相似方面的兴趣更加浓厚了.
现在我国的新课标所倡导的苏教版初中数学课堂教学不仅仅是老师们传授给学生解决数学问题的途径、思路、方法，不是单纯的需要他们懂皮毛，而且还要知究竟.例如，新课标中重新定义初中数学教学的含义，数学教学就是教与学之间的密切交往、互动，老师和学生双方相互交流、进而启发、最后补充，在这个过程中教师与学生之间分享彼此的学习心得与态度观念，从而达到丰富教学内容的效果，实现老师与学生共识、共享、共进，教学有序增长和共同发展.在数学教学研究中，新课标所倡导的积极学习方式，也是数学教学研究中最重要的组成部分.
2.教师成长和学生发展的需要
在苏教版初中数学教学中，有一个经典案例，老师在进行数学一次函数讲解时，学生提出y=1/x是一种什么函数，数学老师对此不能进行完整的描述，有的含糊不清解释这个问题，更有甚者一句带过.
初中数学教研组存在以下几种问题：（1）老师年轻化，成长过程缓慢；（2）老师科研能力较弱，在苏教版初中数学教学方面知识捉襟见肘；（3）苏教版初中数学先进的教育理念和我们老师接受的能力还不能形成一种良性循环；（4）学生对于苏教版初中数学的学习积极性有待提高，他们更多的是以任务、完成等心态来面对我们的数学教学.老师们只有通过不断的学习研究才能变成真正的传道授业解惑的高素质人才.而学生作为教育的另一个主体，他们往往是以一种被动的形式出现在我们的数学教学研究中.数学是一门抽象的学科，不同于其他学科，死记硬背起不到学生们想要的效果，他们又不愿意也不可能有大量的时间来专门研究数学.新一代学生，国家强调要把他们培养成全面素质型人才，当德、智、体、美、劳需要兼顾的时候，学生的发展需要也就决定了数学教学研究所展开的必要性和急迫性.
3.信息技术使用和发展的需要
在电教媒体技术使用中，媒体所展现出来的几何图形是老师在黑板上客观展现不出来的.在某校的一次电教媒体数学教学中，老师所展现的立体几何图形和学生平时在黑板上所看到的立体几何图形存在差异，学生于是对此提出了自己的疑问和看法，这时老师就运用所学电教技术对图形进行详细分解，最后让学生们在电教中学会了该种图形的几何画法.
在进入信息化时代后，电教媒体广泛地应用在数学学科和其他学科教学中.
在信息化教学的冲击下，传统教学方式在课堂教学效果上所存在的某些问题逐渐显现出来，学生更加需要信息化的过程，使其快速有效的接收到数学知识.
三、初中数学教学案例研究与实践探索的过程与方法
1.苏教版初中数学教学课题研究主要内容
（1）老师成长方面：初中数学老师成长的最新数学教学途径――案例研究与反思教学相结合让老师得到最快的成长.
（2）学生发展方面：比如有一名学生在学习一次函数时，课堂上听老师细心讲解之后，自己回家买了一张坐标纸，把例题中的所有一次函数图象通过自己标点的方法重新画了一遍，在一次函数的后来测试中，他总是能得到满意的分数.所以学生自主学习数学的兴趣需要他们自己来发掘.
（3）课堂教学方面：寻找一种最新的数学课堂教学方法并探讨新的数学课堂教学管理模式，研究这些因素对提高学生学习数学的主动性和积极性能起到显著的作用.
2.苏教版初中数学教学案例研究的主要方法
（1）研究文献法：先明白数学教学案例研究的理论基础，以理论基础作为指导，并借鉴有关成功经验并进行细致、及时的总结、形成最新结论.
教学案例研究范文第2篇
本单元是学生第一次接触被动语态。这个语法项目是重点也是难点。我在这单元的第一课时里主要是将学生领进被动语态的殿堂，让学生初步了解被动语态是什么概念。学生在完成本课后，预计达到下列目标：
1.初步了解被动语态，掌握其概念和构成。
2.能够用所学的句型谈论发明物,包括发明者、发明时间及作用。
3.了解中国的古代文明，增强民族自豪感。
4.激发他们创作发明的意识。
二、教学思路
参观非洲原始部落，并为改善他们的原始形态的生活介绍一些我们日常生活中的发明物，从而展开话题。
三、教学过程
Step 1. Warming up
(设计意图：调节课堂气氛，融洽师生感情。)
Step 2. Lead-in
T: Today we are going to Africa. We’ll visit an ancient tribe. （呈现非洲原始部落图片。）
呈现学生说出的bulb.并说明这是一项发明(invention)。
T: It’s a kind of invention.
Step 3. 1a-1c
T: The Africans want to know when the inventions were invented.
Order the inventions( 1a )
Get the students to guess in what order the inventions were invented and number them from 1-5. They can discuss with their partners:
S1: I think the telephone was invented before the car.
S2: Well, I think the car was invented after the telephone.
（设计意图：完成课文内容，提取知识点，并加以操练巩固。）
Step 4. Have a try
T: Let’s learn some other inventions.
-When was the laser invented?
-It was invented in...
-Who was it invented by?
-It was invented by...
(设计意图：以其它发明材料来操练巩固所学句型，同时增长学生的课外知识。)
Step 5. What are they used for?
What are they used for? （呈现一张有多个发明物的图片）
1）Discuss it in groups of four.
2）Get the students to guess.They can have their own ideas.
Step 6.Task reading
(听力材料和表格课前发给学生，做任务型阅读。）
1. Read the conversation and fill in the chart.
2. Check the answers
3. Read after the tape(生词需跟读)
（设计意图：将本课时第二个听力材料改编为任务型阅读，以免一课时里出现过多的听力。同时这一部分的重点内容是现代化的发明物，所涉及到的句型为What is it used for? It’s used for doing...这个句型在前面部分已经做了充分的操练，所以这部分只是作为课外阅读的形式来处理）
Step 7. To be inventors小小发明家
T: Show your inventions to the Africans! （课前准备）
（设计意图：以异想天开的形式开展这一活动，培养学生发明创新的意识。）
Step 8. Four great inventions of China 中国四大发明
1. Show the four inventions, the inventors, the invented time, the use to get the students to match them.
（设计意图：以一封写给非洲人介绍中国古代四大发明的信为媒介，使学生从笔头上巩固被动语态及本课时的重点句型。同时使学生更加了解中国的古代文明，增强民族自信心和自豪感。）
Step 9. Summary
1. The passive voice
被动语态的构成: 助动词(be)+动词过去分词 (done)
am/is( are) + done一般现在时
was (were) + done一般过去时
2. Expressions
――When was the car invented?
――It was invented in 1876.
Step 10. Homework
・Copy the new words three times and remember them.
・Finish Homework A. Page 1.
・Write the correct letter to the African.
・Preview : new words and expressions
设计意图：
1. 将四大发明形成书面语言，从笔头上巩固所学知识。并加深自己对它们的印象，增强民族自信心和自豪感。
2. 做到复习、预习。
四、教后反思：
由于本课并没有亲自上过，这个反思主要谈谈对自己所设计的这一课时的感想。
1. 从总体上看，这课时设计思路流畅，以非洲人为过路石，令学生有新鲜感。
2. 在引入部分做得比较好，能够设置情景让学生主动说出今天要学的内容，使学生很快融入课堂。
3. 被动语态的概念的导入比较直观，通过主动者和受动者图片位置的调换，学生记忆深刻，从而使这一难点得以较轻松地让学生接受。
4. 层层递进，环环相扣，松紧结合。在日常发明物的用途上让学生发挥他们的常识和想象力，在学生不是很了解的其它发明物上直接给出列表让学生操练新知，而不是漫无边际地让他们自己去发挥。
5. 能够灵活处理课文材料。将2a/2b的听力改为任务型阅读，符合本文需要，因为这部分的知识点在前面已经教学过，操练过。
6. 在小小发明家这一环节，充分锻炼了学生的思维能力，放飞他们想象的翅膀。让学生在充满兴趣的环境下不知不觉地学会运用新知。
7. 在四大发明这个环节上，让学生通过课前的资料搜索及本课学习，增强民族自信心和自豪感。
教学案例研究范文第3篇
案例指的是教学内容里的实例，而地理教学案例则是一些与地理学科相关的教学案例。这些案例能够具体地体现地理科学的理论和方法，也就是从空间与时间上来具体进行展现。从广义上来说，地理教学案例包括所有典型的以及不典型的地理实例，而狭义的则专门指能够对地理的理论和方法作出解释的典型事例。文章首先介绍了地理教学案例的内涵，然后从了解案例开发主体和明确案例开发目标两个方面介绍了高中地理教学案例的开发策略。其中了解案例开发主体主要从学生的学习态度、学生的基础知识、学生的智能结构三个方面进行了分析，而明确案例开发目标则要依据学生的特点、课程的标准和教学的目标三个方面的内容。
二、高中地理教学案例的开发策略
（一）了解案例开发的主体
开发地理教学案例需要对学生的参与足够重视，学生是案例开发很重要的一个主体，而不能只注重展示教师的作用，毕竟教育是以学生得到充分发展为最终目标的，所以本文也是主要从学生的角度来探究案例的开发。
1．学生的学习态度方面
所谓的学习态度是指学生在案例教学的过程中所保持的长时间的内在反应倾向，主要包括三个方面：认知倾向、行为倾向和情感倾向。他们的学习态度既是进行地理案例所产生的结果，也是后来开发地理教学案例的重要前提。其中，认知倾向指的是学生对于整个案例的开发的一些理解、认识和评价，比如学生是怎样看待案例对提高个人问题解决能力的帮助的；而行为倾向指的是学生在开发案例的过程里表现出了怎样的行为意向，比如学生在课前积极地阅读相关的案例材料；情感倾向指的是学生在案例的开发过程中产生的情绪体验，比如学生在案例的讨论过程中表现出喜欢或讨厌的情感。通常一些经验丰富的教师将学生分为俘虏型、好奇型和投入型三种，教师应该充分地了解学生的态度，并及时采取一些有效的措施或方法来帮助学生形成良好的学习态度。
具体的促进措施可以参考以下几个方面：首先是以自己的教学经验来进行判断，分析学生当前的学习态度可能是怎样的；其次可以通过与其他学生或教师进行交谈来了解学生的相关情况，从而分析出该学生的学习态度；再次是采取问卷调查的方式来了解学生对开发的案例中的教学目标、教学内容等的一些看法，进而分析该学生的学习态度如何；最后是对第一节案例课进行足够的重视，以生动而富有悬念的内容和平等而紧张的气氛来调动学生的兴趣。
2．学生的基础知识方面
对于案例的教学，学生在学习新知识的时候往往会受到已有知识的影响，根据教育心理学的研究，一些新知识需要与原有的观念或知识相关联才会被接受和运用。例如，学生在参与到某“商业区位选择”的教学案例的时候，假如学生原有的概念中连“区位”的概念都没有的话，就很难开发出好的案例出来。
所以，在带领学生进行案例开发的过程中充分了解学生所具备的基础知识是非常重要的一点。一方面教师要分析学生所具备的这些知识有哪些是错误的或是有偏差的，还有哪些固有的知识会影响到案例的开发，然后帮助学生改变和了解到这些问题，进而避免对案例的开发产生不好的影响。另一方面，教师还应对学生已有知识中那些对新知识的学习有利的，与新知识有联系的知识进行巩固和复习，充分发挥其作用。
3. 学生的智能结构方面
美国著名的心理学家加德纳曾经提出了一个著名的理论，叫做多元智能理论，该理论认为智能以不同的形式和不同的程度组合在每个人的身上，也就是说每个学生的智能结构是不一样的，此外，每个人身处的环境和受到的教育不一样，所以相同的优势智能也会随着发展的不同而不同。教师应该了解学生的智能结构，并在引导学生开发教学案例的过程中充分发挥不同学生的优势智能结构，通过组织具体的活动或情景来展现他们的优势。
（二）明确案例开发的目标
泰勒原理是课程设计的重要理论，任何课程的开发都应该弄清楚四个方面的问题：一是学校追求的教育目标是什么；二是通过哪些教育经验我们才能实现这些教育目标；三是怎样有效地将这些教育经验组织起来；四是怎样可以确定这些目标正在一步步的实现。解决这四个方面的问题的过程便是设计课程的基本程序，首先是确定目标，然后选择具体的教学内容并对这些教学内容进行组织，最后是教育的评价。所以说明确开发目标是进行教学案例开发的重要前提。
1. 依据学生的特点
开发教学案例最终是为了学生的发展，地理教学案例不管怎样设计，最终还是为了让学生能够充分地发挥学生的潜力。如果开发教学案例时，所设计的课程内容很难被学生吸收，对于学生来说就是外在物，很难影响到学生的思想、态度或行为。然而，如果结合学生的能力、兴趣和爱好来制定开发目标，让教育目标语学生的这些特点相协调，就会对学生学习和掌握这些科学文化知识有很大的帮助，还会帮助他们形成好的学习习惯。
2. 依据课程的标准
高中地理学科的课程标准的主要内容是规定了地理学科在高中阶段的培养目标和具体的教学内容，课程的标准是课程编制和课程设计的重要指导，是处于学生的理想和期望之上的。可以说，课程目标是由专家和学者们认真地研究和思考之后而形成的，通过对社会、对地理学科本身、对学生的特点等的综合研究而最终制定的。所以在对高中地理教学案例进行开发的时候，应该依据高中地理学科的课程目标。
教学案例研究范文第4篇
关键词： 初中化学新课程 探究式教学设计 案例研究
1.引言
《全日制义务教育化学课程标准》（实验）明确提出“义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动”，“是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容”。因此，在初中化学新课程教学中要大力提倡科学探究，改变学生被动、机械的化学学习方式，使学生积极主动地探索化学知识，体验科学探究的过程与方法，享受科学探究的乐趣，初步形成科学探究的能力。
笔者身处初中化学新课程教学实践的第一线，怀着极大的热情和实事求是的态度在初中化学新课程的课堂教学实践中努力探索，以期为初中化学新课程的顺利实施作出自己的一份贡献。以下是笔者在一次校级公开课展示中的一则探究式教学案例的研究。
2.“二氧化碳制取的研究”教学案例研究
2.1学情分析
因为自己上公开课的班级生源相对来说较好，加上从初中化学新课程教学的第一堂课开始，笔者就非常注重按照新课程的理念，进行探究式教学，所以学生也具有一定的探究学习的基础。
“二氧化碳制取的研究”的教学内容安排在学生学习了碳的单质和化学性质之后，了解到碳跟氧气和某些氧化物反应的产物里有二氧化碳，但都不是在化学实验中需要的二氧化碳气体的简便制取方法。另外，学生已经学习了氧气的实验室制法，对于气体的制取原理、装置、收集比较熟悉，所以将“二氧化碳制取的研究”设计成探究课会更能培养学生运用多种方法获取信息和对获取信息进行加工的能力，设计实验方案的能力，交流讨论的能力，思维能力，学会合作学习。
2.2教材分析
教材对于“二氧化碳制取的研究”教学内容呈现的顺序是：首先是实验室制取二氧化碳的化学反应原理，呈现方式是直接以陈述性的知识给出，基本上是平铺直叙；接着是实验室制取二氧化碳的研究与实践，呈现方式是以“活动与探究”栏目的形式给出；最后是总结性的知识内容，呈现方式是以“学完本课题你应该知道”栏目的形式给出，教材内容详见图1所示。
2.3教学设计构成
笔者深刻地解读教材，同时对课程标准和教学参考书进行了深入的研究，在理清教材内容的知识线索和活动线索之后，认为有必要对教材内容进行适当调整，将直接知识呈现的内容部分设计成活动探究的教学活动，这样就将单纯的知识学习转化为查阅资料、小组合作学习、交流讨论等多样化的学习方式，具体教学设计详见图2。
2.4本课题教学目标及教学重难点的确定
依据对课程标准、教材内容和学生情况，笔者确定本课题三维教学目标如下：
知识与技能目标：了解实验室制取二氧化碳的反应原理，实验室制取气体的基础知识；制取二氧化碳的实验技能。
过程与方法目标：设计实验室制取二氧化碳的装置，了解实验室制取气体的一般思路和方法。
情感态度与价值观：提高学生的学习兴趣，培养学生善于合作、勇于创新的科学精神。
本课题教学的重点、难点如下：
探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。
2.5教学实施过程
“二氧化碳制取的研究”的探究式教学实施过程如下：
环节一：探究实验室中制取二氧化碳的化学反应原理，具体内容详见图3。
在这个探究教学环节中，笔者提前一周布置课下学习任务即学生按照学习小组，通过查阅有关资料，了解可以通过哪些方法和途径制取二氧化碳，从而使学生置身于真实的问题情景中，通过查找有关资料获得制取二氧化碳的有关方法和途径，培养学生获取信息和对获取信息进行加工的能力；然后课余时间小组内讨论、课堂上小组间选派一名学生代表汇报交流，培养学生独立思考，学会表达自己的观点，学会与他人交流讨论，从别人那里学到知识的能力，自主和合作学习能力，培养学生的合作精神。笔者认为，进行这样的教学处理是非常有必要的，比直接给出实验室制取二氧化碳的反应原理的学习，学生能收获更多东西。
环节二：探究实验室中制取二氧化碳的装置，具体内容详见图4。
在这一探究教学环节中，笔者一改往日大包大揽的做法，而是充分发挥学生的主动性、创造性，让学生以发现者、探索者的身份出现，自己独立思考确定制取气体发生装置和收集装置时应该考虑的因素有哪些，即从反应物的状态、反应条件、气体本身的物理性质和化学性质等方面考虑，培养学生全面、细致的独立思考问题的能力；然后通过交流讨论比较二氧化碳和氧气制取实验及相关性质，即从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度比较大小和是否与水反应等方面，分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置的异同点，培养学生分析、归纳、类比的抽象思维能力；最后在此基础上，给出一些仪器，这些仪器都是学生在实验室里可以见到和经常使用的简单仪器，由学生自己设计制取二氧化碳的装置，并在小组内交流讨论，小组间派学生代表小组间交流和讨论各自设计的实验装置的优缺点，最后选择一套实验室制取二氧化碳的最佳装置，培养学生设计实验的能力、学会准确表达自己的观点、认真倾听他人观点、具有一定的反思和评价的能力。这样通过复习实验室制取氧气的装置，氧气和二氧化碳性质的比较，自己设计制取二氧化碳的实验装置，注重学生的探究过程，知识形成过程，使学生在解决问题的过程中有效地发展思维能力，使学生在科学探究过程中，既获得了知识和技能，又发展了思维能力。
环节三：学生亲自动手制取二氧化碳。
在这一探究教学环节中，由学生小组合作选择最后确定的最佳装置，合适的药品来制取二氧化碳，并快速地收集、验满和检验二氧化碳气体，笔者作为教师给予学生积极的评价，通过亲自动手成功地制取二氧化碳，初步学习运用简单的装置和方法制取二氧化碳的实验技能，使学生体验科学探究的乐趣，激发学习化学的兴趣。
环节四：归纳总结本课题的主要内容。
在这一教学环节中，笔者认为教师可以完全放开，由学生自己总结归纳这一课题学习过程中收获了哪些东西。笔者当时还设计了活动表现评价表，通过上面的思考题的回答，可以了解学生在这一探究式学习活动中，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维学习目标的实际落实情况。
环节五：布置课后探究式作业。
这一环节是课堂上探究教学活动的延续，让学生利用身边的化学物质和各种废旧物品制取二氧化碳。例如：鸡蛋壳和贝壳可以代替大理石，食醋可以代替稀盐酸等，把课堂探究延伸到学生的实际生活中，让学生学会关注生活，通过亲身体验感受到化学的重要性和应用价值，激发学生探究的兴趣，提高学生的化学科学素养。
3.结语
以科学探究为主的多样化的教学方式改变了传统的学生听着学科学、坐着学科学、被动消极地学科学的教学方式，提倡让学生进行合作、交流、自主探究等多种学习活动，在科学探究活动中落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维教学目标。
因此，化学教师要想真正实现以探究为主的教学方式，一定要根据教学内容和学生学习水平的实际情况开展不同的探究活动，让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成和应用过程中培养科学的态度，获得科学的方法，在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识；要加强新课程理念的学习，经常反思自己的教学，以科学的方法改进自己的教学，促使学生积极、主动地学习；要从学生已有的知识背景出发，教学活动的设计要在学生的“最近发展区”，要有针对性和实效性；要给学生充分的时间和空间，给予必要的指导和帮助，为学生提供更多的参与和交流的机会，让他们充分体验、动手和思维。
参考文献：
[1]课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心编著.义务教育课程标准实验教科书化学九年级上册.北京：人民教育出版社，2008.
[2]化学课程标准研制组.《全日制义务教育化学课程标准（实验）》解读.武汉：湖北教育出版社，2002.
[3]王磊.初中化学新课程的教学设计与实践.北京：高等教育出版社，2003.
教学案例研究范文第5篇
关键词:数据结构;教学案例;实验教学
近年来的教学实践表明,除了课堂上讲解的基本理论外,如何应用数据结构中学到的理论进行实践正是学生迫切需要掌握的。为此,很多相关的学者、老师也进行了深入的探讨和研究[1-2]。给学生更多自主学习时间,培养学生进行数据结构的算法设计及分析问题、解决问题的能力是教学的最终目标。目前部分学生的自主学习能力尚达不到相应的水平,尤其是扩大招生后,这一问题尤为突出。教学改革势在必行,我们将实例纳入教学范畴,研究如何围绕基本数据结构概念增加一些新的、应用型的且是必要的实例知识,并且附以部分算法设计内容,这样不仅能够弥补“数据结构”课程教学中缺乏实践所带来的问题,同时还可以拓宽学生的知识面,增强学生学以致用的实践能力。
1案例分析
针对“数据结构”课程教学中的各个章节,我们根据案例针对的基本数据结构不同分成了不同的基本案例,教学中使用基本案例的作用是加深学生对基本数据结构的理解和数据结构使用方法的认识。
以链表[3]为例,链表是“数据结构”课程中学习的一个基本数据结构,这种结构简单而且适用范围广,但要想学会、学好却是一项艰巨的任务,学生往往在学习过程中会感觉明白了理论,但不会应用实践。针对这个问题,我们提出了通过链表应用案例进行教学,采用的案例即为超长大整数的运算。
1.1大整数存储结构分析
此例中的长整数不是LONG型数据,而是远远多于计算机可用基本数据类型存储的超长的整数运算。一般情况下为了能在计算机中进行运算,必须将这个长整数进行拆分,拆分成符合计算机存储规则的数。为了遵守整数的四则运算规则,拆分后的数据又必须统一进行运算,于是就想到能否将拆分的数据通过一定的方式连接起来,自定义一些运算,以已知的四则运算为基础,可以对长整数进行运算。链表恰恰就是可以将若干数据连接到一起的一种数据结构,于是我们就想到了使用链表来完成这个功能。又因为数据在输入的时候习惯是从高位向低位逐位输入,而运算的过程中是从低位向高位进行逐位运算,输出又反过来,从高位向低位逐位输出。鉴于此可以考虑使用双向链表来实现数据的存储结构。
1.2大整数的运算分析
按照习惯性的数据输入方法和计算机中实际整型数据的存储容量,可以采用四位一组进行数据存储。大整数加减法只要逐位进行加减,当有进位或者借位的时候在高一结点位上加入进位或者借位一起运算即可。大整数的乘法和除法[4-5]较为复杂,要涉及分治算法等更深入的内容,在数据结构案例教学中不进行介绍,有兴趣的读者可以参考文献[4]、[5]。
2案例设计
2.1存储结构设计
线性表的链式存储结构的特点是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素。因此,为了表示每个数据元素ai与其直接后继数据元素ai+1之间的逻辑关系,对数据元素ai来说,除了存储其本身的信息之外,还需存储一个指示其直接后继的信息(即直接后继的存储位置)。这两部分信息组成数据元素ai的存储映像,称为结点(node)。n个结点(ai(1
Typedef struct DuLNode{
ElemType data; //数据
Struct DuLNode*prior; //指向前趋的指针
Struct DuLNode*next; //指向后继的指针
}DuLNode,*DuLinkList;
而这个双向链表也就是案例中要使用的存储结构[6],使用双向链表有利于超长整数加减法运算的顺利进行。
2.2操作设计
大整数要从键盘进行输入,所以需要双向链表的插入操作;当减法运算完成后,可能结果会小于任何一个大整数的长度,此时在输出结果前可能会用到结点的删除运算。具体过程参见参考文献[1],不再赘述。
2.3运算过程设计
大整数的输入时结点大小可以任意,具体可以由实际情况来定,这里采用四位数据形成链表中的一个结点。输入数据并且判断运算类型后进行具体的加法或者是减法的运算,图1和图2是加法和减法的运算流程,在教学中教师可以选取其中一个进行详细讲解,另一个留待学生自己学习完成。
3案例教学实例
教学中学生学习了线性表基本逻辑结构和链式存储结构后相关理论后,可以根据情况适当地进行实践,加深学生对链表的理解,提高其掌握链表结构进行程序设计的能力。在引导学生进行程序设计的时候,可以在教学中使用案例演示系统进行辅助教学。首先让学生对案例的运行情况进行直观的动画式了解,然后对执行过程中对应的是什么程序代码要有清楚的认识,最后对运行存储器中变量值的变化情况能够理解并掌握。比如要讲解大整数运算这个案例,通过教学演示系统首先演示数据的输入存储过程,如图3所示。
界面会将输入数据构建双向链表的过程展示出来,并且右侧的代码区会以红色代码的形式展示对应界面上正在执行代码的情况,右下侧的变量区展示当前变量的变化情况。这个界面类似于调试程序界面,不过比调试过程更直观,更容易理解和操作。
输入完成后,进行运算过程的演示,逐结点逐位进行加法或者减法操作,进位或者借位单独处理后进入运算的过程,以期得到完整的结果,如图4所示。
通过案例的演示,学生会对运算过程有了直观的了解,结合在课堂上学习的理论知识,学生就能够对大整数运算有一个总体的认识,并且知道用什么数据结构,用什么样的算法程序去实现这个运算过程。教学演示中还有许多其他的界面,这里不一一列举了。教学过程中除了演示部分外还会着重介绍算法的设计思路、实现原理以及实现过程,真正让学生学懂、学会,并能够自觉地去应用学习的结果。
4总结与展望
数据结构的使用和算法思想的理解是课程的重点,将抽象的算法执行过程以浅显易懂的方式讲解并 在课堂上展现出来,配合以学生的亲身实践,将起到事半功倍的学习效果。以教学案例作为一种辅助教学,用形象生动的动画效果和类似于程序单步执行的过程,操作简单、形象生动,改善了学生对“数据结构”课程的学习理解和掌握,有助于深刻理解相应的算法,有利于培养知识结构,激发学习兴趣,从很大程度上提高学生的学习质量和效率。今后的教学研究中,除了进行案例教学外,我们更应该考虑和企业应用问题挂钩,将实际项目引入到课堂教学中,增加知识的实用性。
注:本文受2007年度北京信息科技大学校级精品课程资助。
参考文献:
[1] 杨桂芝. “数据结构”教学方法探索与实践[J]. 计算机教育,2007(6):7-9.
[2] 王江涛.《数据结构》教学研究和体会[J]. 科技信息:学术版,2006(03):134.
[3] 严蔚敏,吴伟民. 数据结构(C语言版)[M]. 北京:清华大学出版社,2004:27-38.
[4] 高峰,王玉柱,桑林琼,等. 大整数乘除运算在PC机上的实现[J]. 后勤工程学院学报,2007(01):57-59.
[5] 英昌盛,周喜龙. 大整数乘法的数据结构及算法选择探究[J]. 长春工业大学学报:自然科学版,2008,29(2):205-207.
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Study of Teaching Instance in “Data Structure”
LIU Cheng-xia, DONG Wan, CAI Ying
(Computer School, Beijing Information & Technology University, Beijing 100101, China)
