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關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);多維一體;實踐教學(xué)體系;教學(xué)改革
1、研究背景
1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的重要性
在專業(yè)課程體系中,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程不僅是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程,同時也是信息與計算科學(xué)專業(yè)、電子商務(wù)專業(yè)和信息安全專業(yè)等與計算機技術(shù)關(guān)系密切的專業(yè)的必修主干課程。在程序設(shè)計與軟件開發(fā)中,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是建立問題的數(shù)據(jù)模型、進行算法分析、設(shè)計與實現(xiàn)的奠基石,特別是非數(shù)值計算模型問題的程序求解完全離不開數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程所介紹的知識體系和方法;在研究生入學(xué)考試中,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計算機專業(yè)的必考課程,是提高和評價學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和技能的重要方面,一定程度地影響著學(xué)生的深造和發(fā)展。沒有學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的專業(yè)從業(yè)者,在專業(yè)能力的提升上將遇到極大的瓶頸,無法突破。總之,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)在專業(yè)教學(xué)體系中有著舉足輕重的地位。
1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)的重要性
目前,高等院校教學(xué)主要分為理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩大塊。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)主要有數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)及其存儲結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計、建立在特定存儲結(jié)構(gòu)上的算法分析、設(shè)計與實現(xiàn)等教學(xué)活動,是提高學(xué)生程序設(shè)計實踐能力的保障,同時也為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識奠定堅實的基礎(chǔ),是理論教學(xué)環(huán)節(jié)所不能替代的。學(xué)生在實踐活動中會出現(xiàn)大量的問題,其中一些問題在理論教學(xué)環(huán)節(jié)是無法出現(xiàn)或無法發(fā)現(xiàn)的,因此,只要學(xué)生能在發(fā)現(xiàn)問題后,找到合適的方法和途徑去解決,就可以提高學(xué)生系統(tǒng)的綜合分析問題和解決問題的能力,能體現(xiàn)理論與實踐的完美結(jié)合。
1.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)的現(xiàn)狀
從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程的實際情況看,絕大多數(shù)教師存在“重理論輕實踐”的現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在:
(1)實踐教學(xué)的地位未能真正達到與理論教學(xué)平等的高度,缺乏統(tǒng)一的基本教學(xué)要求和大綱,許多學(xué)校沒有形成完整且科學(xué)的專業(yè)實踐教學(xué)體系。
(2)在實踐教學(xué)內(nèi)容上大多局限于驗證性實驗,沒有合適的實踐教學(xué)設(shè)計,沒有高質(zhì)量的實踐教材與實驗指導(dǎo)。
(3)從該門課程對學(xué)生的考查情況來看,考查形式單一,一般是用一份試卷來反映學(xué)生的掌握情況,而試卷情況又是理論方面考查的多,實踐方面考查的少,一般是最后一道題要求學(xué)生設(shè)計算法并用程序?qū)崿F(xiàn),其他的基本是對理論的考查。
(4)大多數(shù)系部及教師對于實踐環(huán)節(jié)的考查,只有形同虛設(shè)的制度,沒有實施保障與監(jiān)督機制,教學(xué)過程容易被“偷工減料”,很難真正落實。
綜上所述,為了提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對該課程的滿意程度,為了規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)過程,對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)體系進行優(yōu)化設(shè)計研究是非常必要的。
2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)體系的設(shè)計原則
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)體系必須科學(xué)合理,內(nèi)容必須完整,方法必須開拓創(chuàng)新,其設(shè)計主要遵循以下原則:
(1)理論教學(xué)與實踐活動高度統(tǒng)一,不能重理論輕實踐,或重實踐輕理論。
(2)實踐教學(xué)層次化,實踐活動應(yīng)遵循從簡單到復(fù)雜,從驗證、設(shè)計到綜合,再到創(chuàng)新的認知規(guī)律。
(3)實踐教學(xué)體系符合湖南人文科技學(xué)院學(xué)生的基礎(chǔ)現(xiàn)狀。
3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)體系設(shè)計
湖南人文科技學(xué)院自2004年升為本科院校以來,開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的專業(yè)有計算機科學(xué)與技術(shù)、信息與計算科學(xué)等6個專業(yè)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革一直在有計劃、有步驟地進行,其教學(xué)改革緊緊圍繞提高學(xué)生的程序設(shè)計能力、創(chuàng)新能力的目標,多維度地進行展開,逐漸形成了一套比較成熟的多維一體的實踐教學(xué)體系。
3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)與理論教學(xué)地位平等化
為了強化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué),避免師生在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上“偷工減料”,蒙混過關(guān),我們將其單獨開設(shè)成一門課程,而不再是理論教學(xué)的附屬。該課程周課時2學(xué)時,共36課時,有統(tǒng)一的教學(xué)大綱、考試大綱、實驗大綱和課程設(shè)計大綱。教師必須跟理論教學(xué)一樣有備課、上課、輔導(dǎo)答疑、作業(yè)與實驗報告批改等環(huán)節(jié),考試也同樣分為筆試、機試和課程設(shè)計3個部分。筆試部分集中考查各種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及其算法分析與設(shè)計等知識;機試部分集中考查常見算法的程序?qū)崿F(xiàn)和簡單應(yīng)用;課程設(shè)計部分主要考查在給定特定問題的情況下學(xué)生綜合分析問題與解決問題的能力。
3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)層次化與階段化
人的認知遵循由簡入深的漸進式發(fā)展規(guī)律,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)也必須遵循人的認知規(guī)律。因此,可以將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐活動劃分為驗證型實踐、設(shè)計型實踐和綜合應(yīng)用型實踐3個層次。同時,針對線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖狀結(jié)構(gòu)3種邏輯結(jié)構(gòu)和查找與排序兩種常用算法,將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)分為5個階段,每個階段都進行總結(jié)和綜合應(yīng)用訓(xùn)練。最后每個學(xué)生都參與課程設(shè)計,將所學(xué)知識綜合應(yīng)用到實際問題中,進行問題分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、算法設(shè)計與分析及算法的最終實現(xiàn)。
3.2.1 3個實踐層次
1)驗證型實踐。
驗證型實踐是通過運行教材中已實現(xiàn)的或?qū)W生自己編寫程序?qū)崿F(xiàn)的算法對算法及其相應(yīng)理論進行正確性和運行效果的驗證。通過驗證型實踐可以使學(xué)生進一步理解知識的本質(zhì)與內(nèi)涵,為知識的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。驗證型實踐最好安排在課堂教學(xué)的當(dāng)天或第二天,這樣符合人類記憶活動特點,也能提高課堂教學(xué)效果。
2)設(shè)計型實踐。
設(shè)計型實踐是指將所學(xué)的一個或多個知識點用于解決簡單問題。通過設(shè)計型實踐,學(xué)生可以初步掌握知識的應(yīng)用場合,清晰地把握知識點之間的聯(lián)系和融合,為以后解決復(fù)雜問題奠定基礎(chǔ)。教師應(yīng)該設(shè)計一些需要應(yīng)用多個知識點來解決的問題,如線性表的逆轉(zhuǎn)問題涉及線性表的創(chuàng)建、遍歷、插入等算法;數(shù)制轉(zhuǎn)換可以用棧來完成,則涉及棧的建立、人棧、出棧,而棧其實就是線性表,也會深化對線性表的理解。
3)綜合應(yīng)用型實踐。
綜合應(yīng)用型實踐是指將所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識、思想和方法用于解決較為復(fù)雜的問題。綜合應(yīng)用型實踐不可避免地會涉及多個知識點,學(xué)生必須對每個知識點及其聯(lián)系都很熟悉。因此,通過綜合應(yīng)用型實踐能有效提高學(xué)生的問題分析能力、存儲結(jié)構(gòu)的設(shè)計和算法的設(shè)計與實現(xiàn)能力,并加深學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容的整體把握。
3.2.2 5個實踐階段
根據(jù)相對獨立的章節(jié)內(nèi)容,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程可以按章節(jié)和教學(xué)進度分為5個階段,即按線性結(jié)構(gòu)(線性表、棧與隊列)、樹形結(jié)構(gòu)、圖狀結(jié)構(gòu)、查找與排序5個部分劃為5個階段。每個階段都會有3個層次的實踐,最后都要以綜合應(yīng)用型實踐收尾,并提交實踐報告。教師評閱后要求1~2個學(xué)生上臺講解其實踐過程、方法和技巧等,以提高學(xué)生的膽量、表達能力和綜合應(yīng)用能力等。
3.2.3 課程設(shè)計
課程設(shè)計是在課程教學(xué)結(jié)束后進行的綜合實踐訓(xùn)練,涉及的知識不僅有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件開發(fā)內(nèi)容,還有課外知識。成功的課程設(shè)計能實質(zhì)性地提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,能大幅提高學(xué)生的算法分析與設(shè)計水平及程序設(shè)計水平。課程設(shè)計的時間可以安排在課程結(jié)束后,約1-2周時間。教師可以提供參考題目,如庫存管理系統(tǒng)、混合表達式求解、貪吃蛇游戲、壓縮軟件、管道鋪設(shè)施工的最佳方案選擇、哈希查找算法的應(yīng)用、大量數(shù)據(jù)的排序算法的實現(xiàn)與比較等。課程設(shè)計部分以競賽形式組織,成績優(yōu)秀的要予以公布和獎勵。
3.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)形式多樣化
教學(xué)形式是教學(xué)活動中師生相互作用的結(jié)構(gòu)形式,是教學(xué)論中的一個重要問題。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)以班級授課為主要組織形式,個別教學(xué)和分組教學(xué)為輔助形式進行。個別教學(xué)主要體現(xiàn)在答疑,即安排充足的答疑時間,這是一種很有效率的形式。因為學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)之后,帶著問題或疑問來問教師,經(jīng)過教師講解,會產(chǎn)生豁然開朗、茅塞頓開的效果。分組教學(xué)主要體現(xiàn)在任務(wù)分組、協(xié)作完成,以及共同接受檢查。
3.4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)成績評價多元化
成績評價多元化機制相比傳統(tǒng)的僅以考試定成績的方式,有著積極的導(dǎo)向作用,能促進學(xué)生全面發(fā)展、全面提高。多元化評定方式,主要有兩個方面,一方面由平時成績、期中成績和期末成績組成;另一方面由教師評價、答辯評價、組內(nèi)互評和組間互評結(jié)合,其中組內(nèi)互評和組間互評部分,評分者必須有評價依據(jù)和結(jié)論說明,不能信手拈來隨便評分。
3.5 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)制度化
一個科學(xué)的體系必有一個完善的科學(xué)制度?!安灰砸?guī)矩,不成方圓”,只有制度化,才有管理依據(jù),必須做到有制度可依。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)也應(yīng)如此,很多院系制定的實踐教學(xué)制度形同虛設(shè),沒有執(zhí)行,主要是沒有把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)當(dāng)作一門課程來教學(xué),而是當(dāng)作理論教學(xué)的附屬物,所以應(yīng)把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)開設(shè)成一門課,因此必然要配有相應(yīng)的制度,也就能得到實施和監(jiān)督。教學(xué)制度應(yīng)該包括教學(xué)過程制度、教學(xué)評價制度和教學(xué)監(jiān)督制度。
4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)體系的應(yīng)用實施和改革成果
從課題開展到實施應(yīng)用,經(jīng)過課題組多年的努力,取得了較好的成果。第一,逐漸形成了完善科學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)體系,主要包括“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)大綱”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)考試大綱”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)評價機制”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學(xué)監(jiān)督機制”;第二,提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、程序設(shè)計能力和團隊合作能力,學(xué)生成績顯著提高,并多次在湖南省程序設(shè)計大賽中獲得好成績,課程設(shè)計質(zhì)量整體較高。
[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 教學(xué)方法 探討
[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]1009-5349(2011)04-0224-01
在計算機科學(xué)中,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”不僅是一般程序設(shè)計(特別是非數(shù)值計算)的基礎(chǔ),而且是設(shè)計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和其他系統(tǒng)程序及大型應(yīng)用系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)?!稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程是計算機專業(yè)一門非常重要的核心課程。但是由于該課程抽象度高,需要有數(shù)理邏輯、集合論、圖論和代數(shù)等方面的基礎(chǔ),而且還需要運用許多前驅(qū)課程(如c語言)的知識,學(xué)生普遍反映該課程不易理解,學(xué)習(xí)難度大,課程教學(xué)效果不佳。結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗,針對在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題,討論《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的一些教學(xué)方法,以提高教學(xué)質(zhì)量。
一、讓學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程有一個正確的認知
教師在講授《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》這門課程的初期,都會讓學(xué)生了解《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的性質(zhì)、特點及重要性,以達到讓學(xué)生重視該課程的目的。但要注意不要把它放在過“高”、過“難”的位置,讓學(xué)生認為要學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是個高難的過程,而產(chǎn)生了畏懼心理;這也容易導(dǎo)致一些程序設(shè)計語言基礎(chǔ)不好的學(xué)生隨著課程的深入、理論知識的枯燥,逐漸失去興趣,最后放棄學(xué)習(xí)。要讓學(xué)生在重視該課程的同時,也建立學(xué)好該課程的信心。
二、激發(fā)學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程學(xué)習(xí)的長久興趣
興趣對人的認識活動有非常重要的作用,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣一經(jīng)被激發(fā),就會產(chǎn)生聚精會神的注意力,愉快緊張的情緒及堅強的意志等,從而提高了活動的效果。所以興趣能吸引學(xué)生去從事活動,思考問題,從而學(xué)好他們感興趣的課程。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)過程中我發(fā)現(xiàn),學(xué)生剛接觸該課程時,態(tài)度上都對之非常重視,雖然感覺很難但都還比較有興趣;當(dāng)課程逐漸深入時,覺得理論性很強,枯燥乏味,一些學(xué)生慢慢失去了興趣;到課程結(jié)束時,都不清楚自己具體學(xué)到了什么,更不用說怎么去用所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識去解決實際問題了。所以,一定要努力讓學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程學(xué)習(xí)的興趣長久保持下來,不能消失。這就要求教師在課堂教學(xué)中,始終堅持對學(xué)生進行興趣培養(yǎng),針對該課特點,認真研究如何把這些枯燥、乏味、死板的定義、算法變得生動活潑具體,讓學(xué)生真正喜歡它。
三、把握住知識的結(jié)構(gòu)和特點,采取靈活多樣的講授方式
(一)重溫前驅(qū)課程(如C語言)的相關(guān)知識
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要講授數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu),以及不同存儲結(jié)構(gòu)下算法的實現(xiàn)。其算法經(jīng)常需要用到前驅(qū)課程C語言里指針、函數(shù)和結(jié)構(gòu)體這些知識。而這些知識都是C語言的難點,一些學(xué)生經(jīng)過一段時間已經(jīng)將這些知識遺忘得所剩無幾,甚至大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)C語言時都沒很好掌握。所以,在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前復(fù)習(xí)C語言等前導(dǎo)課程的內(nèi)容,鞏固了程序設(shè)計的基礎(chǔ),學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時就能較快理解大量的算法起到事半功倍的效果。但是由于課時有限,在復(fù)習(xí)前驅(qū)課程時也不用講得很詳細,只需要復(fù)習(xí)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程相關(guān)的內(nèi)容就可以了。
(二)對課程內(nèi)容進行整合細分
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程內(nèi)容較多,教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱的要求對該課程每個章節(jié)的內(nèi)容進一步整合,對每個知識點按照重要程度、難易程度進行詳細劃分,并給出相應(yīng)的等級。以知識點為線索對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容進行縱橫聯(lián)系,從中找共性,找規(guī)律,使其邏輯性加強,這樣能使學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程有一個整體、立體的形象化了解。
(三)精心選擇典型的案例
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程包括許多算法設(shè)計的內(nèi)容,比較抽象,不易理解。所以,在講授過程中,選編合適的案例進行知識的應(yīng)用舉例是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),選擇或設(shè)計適合學(xué)生、難易得當(dāng)、繁簡相宜的案例,應(yīng)包含學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的和即將學(xué)到的知識,并以此案例作為驅(qū)動進行課程的教學(xué)和學(xué)習(xí),可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果,達到較好的教學(xué)目的。
(四)強化培養(yǎng)學(xué)生動手能力,重視實驗環(huán)節(jié),提高算法設(shè)計和程序設(shè)計能力
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),教學(xué)方法,教學(xué)手段
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是一門重要的計算機專業(yè)基礎(chǔ)課程,它不僅是計算機程序設(shè)計重要的理論基礎(chǔ),更是計算機等級、專升本等考試的必考課程之一。它在整個學(xué)科體系中具有重要作用,有著不可替代的地位。
一、存在問題
但對于高職高專學(xué)生來說,學(xué)習(xí)這門課程比較困難,這主要是由他們自身條件和這門課程決定的。
首先,高職高專學(xué)生基礎(chǔ)較差,學(xué)生對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)課程掌握不足。特別是C語言程序設(shè)計這門課,本身教學(xué)難度比較大,學(xué)生其掌握情況很不理想。但C語言中的數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針、函數(shù)、函數(shù)的參數(shù)、函數(shù)的返回值、函數(shù)調(diào)用、遞歸及遞歸過程等內(nèi)容是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的重要基礎(chǔ),在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中使用頻率很高。
其次,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課理論性很強,比較抽象。很多學(xué)生對其很難理解,甚至對其感覺反感。
最后,難以實踐。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面有很多實例或例題,但難以實踐。主要還是由于學(xué)生對于先導(dǎo)課程掌握不足以及課程的例子太難學(xué)生上機實踐難以實現(xiàn)。
怎樣解決這個現(xiàn)狀,很多高職高專的教師都對其進行過研究探討。本文主要針對上述幾個問題從教學(xué)方法和教學(xué)手段兩方面來探討怎樣解決現(xiàn)存問題,通過實踐,最終能為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)提出有益的新思路。
二、教學(xué)方法
本門課程理論性較強、抽象,理解起來比較困難。因此我用的教學(xué)方法多是為引起學(xué)生興趣,激發(fā)學(xué)生積極性,使學(xué)生的思維從抽象到具體再由具體到抽象便于學(xué)生理解的方法。
1、以學(xué)生為主體,采用溫故而知新的教學(xué)方法
為了解決對先行課掌握不足這一具體問題,要求學(xué)生在課余時間認真復(fù)習(xí)C語言,課堂上結(jié)合課程實際適當(dāng)補充C語言必要的知識,培養(yǎng)他們建立程序設(shè)計的思想體系,逐步提高學(xué)生閱讀和理解算法的能力。
2、啟發(fā)式教學(xué)
對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的某些內(nèi)容,特別是一些抽象的概念、算法,應(yīng)盡可能地先從直觀意義或直觀解釋入手,引出實例,進而分析討論。如棧的概念就像我們平時穿衣脫衣,隊列像我們在超市排隊付款,樹像我們的族譜。通過這樣一個從特殊到一般,從具體到抽象的逐步啟發(fā)過程之后,往往能夠達到很好的效果。
3、示例法
本門課程理論性很強,比較抽象難以理解,對于抽象理論知識的學(xué)習(xí)學(xué)生往往會覺得空洞而枯燥,為了使教學(xué)更有針對性,我們常常結(jié)合一些具體例題。利用示例的方式,把教學(xué)內(nèi)容與這些內(nèi)容有機地結(jié)合起來。使學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中,對理論知識的應(yīng)用、科學(xué)研究方法與手段、本學(xué)科的前沿研究成果有所了解和掌握。
4、開展討論,培養(yǎng)能力
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中基本概念、算法較多, 彼此間具有連貫性,一味單純地講授教學(xué),學(xué)生往往是被動地接受知識,枯燥乏味,往往難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。因此,在課堂教學(xué)中,讓學(xué)生參與教學(xué)過程,調(diào)動學(xué)生的主動性,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題,讓他們能夠自由地、充分地、廣泛地進行課堂討論,從而達到解決問題的目的。比如,針對課程中的主要問題或疑難問題讓學(xué)生們展開討論。首先,在進行課堂討論之前,應(yīng)該確定討論題目并提出具體要求指導(dǎo)學(xué)生搜集有關(guān)資料。其次,在討論時,要鼓勵他們進行獨立思考,各抒己見,引導(dǎo)他們逐步深入地對問題進行實質(zhì)性的分析。我主要控制討論的進程,合理分配討論的時間,并進行及時的總結(jié),從而指導(dǎo)學(xué)生進一步思考。實踐證明,課堂討論可以加深學(xué)生對理論知識的理解和記憶,有助于學(xué)生養(yǎng)成獨立思考問題、相互交流意見的習(xí)慣,從而提高他們分析和解決問題的能力。
5、加強實踐環(huán)節(jié),實施教學(xué)方法多樣化
由于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中稍微復(fù)雜一些的算法設(shè)計常常涉及到多種技術(shù)和方法。要使學(xué)生真正學(xué)好、學(xué)懂?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu),還應(yīng)加強實踐環(huán)節(jié)。
可以通過三種實踐方式:一是做習(xí)題;二是上機實踐;三是課程設(shè)計。習(xí)題主要限于章節(jié)的內(nèi)容,使學(xué)生加深對各章節(jié)主要的理論、概念、方法、結(jié)構(gòu)等的理解。由于專業(yè)課程的理論與技術(shù)往往表現(xiàn)出較強的綜合性、前沿性、探索性,是發(fā)展中的科學(xué)。通過課程設(shè)計讓學(xué)生撰寫自己的小論文或總結(jié)報告,使學(xué)生時刻跟蹤本課程的最新動態(tài)。上機實踐則不僅能進一步提高學(xué)生靈活運用《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的能力,而且使學(xué)生在編程、上機操作、程序調(diào)試與正確性驗證等基本技能方面受到嚴格的訓(xùn)練。
三、教學(xué)手段
1、傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體技術(shù)相結(jié)合
利用多媒體技術(shù)教學(xué),可以運用Flash 動畫軟件演示算法運行過程,特別是線性表、棧中指針的操作、儲存方式等,會很直觀、又動感的展示出來。
利用多媒體技術(shù)教學(xué),還可以將課前預(yù)習(xí)內(nèi)容,課后復(fù)習(xí)內(nèi)容用簡短的語句以課件的形式表現(xiàn)出來,加深學(xué)生印象,督促學(xué)生認真完成任務(wù)。另外,還可以給學(xué)生播放一些成熟的優(yōu)秀的視頻教學(xué)軟件,可以啟發(fā)學(xué)生從不同老師的認識和解決問題的角度去加深理解所學(xué)內(nèi)容。
2、運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段
充分運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段,通過校園網(wǎng)站,可以把電子教案以及各種資料放在網(wǎng)上,讓學(xué)生進行課后學(xué)習(xí)、練習(xí)。
還可以進行課后追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)過程,網(wǎng)絡(luò)答疑、學(xué)習(xí)交流。例如在學(xué)習(xí)了某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C 語言的算法實現(xiàn)后,可以讓他們嘗試用其他的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言來實現(xiàn)。
當(dāng)然,也非常鼓勵學(xué)生自己去搜索網(wǎng)絡(luò)中有用的學(xué)習(xí)資料,并進行學(xué)習(xí)分析。
四、結(jié)束語
本文主要針對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學(xué)過程中存在的先導(dǎo)課程不足與課程理論性太強不好理解這兩個問題進行了研究探討,通過使用合適的教學(xué)方法及教學(xué)手段來盡量減少學(xué)生自身原因與課程原因?qū)τ诮虒W(xué)的影響,以期達到提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)質(zhì)量的結(jié)果。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:獨立學(xué)院;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);應(yīng)用型人才;教學(xué)方案
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)08-1757-02
1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的地位
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機科學(xué)課程體系中的核心課程,作為學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有承上啟下的重要作用。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生理解、掌握基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點,了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的關(guān)系,著重培養(yǎng)學(xué)生的算法設(shè)計與分析的基本理論知識和技能,提高學(xué)生設(shè)計算法、設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力。該課程具有較強的理論性和實踐性,最終達到提高學(xué)生算法設(shè)計能力和軟件開發(fā)能力的目的。
2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程中存在的問題
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身內(nèi)容較抽象,很多學(xué)生在學(xué)完了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程之后,不知道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程講的是什么?不知道為什么要學(xué)習(xí)這門課程?學(xué)生認為只要把某一門編程語言學(xué)好就行了,學(xué)不學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都行。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高,這在一定程度上加大了任課老師授課的難度。
對于獨立院校的學(xué)生來講,學(xué)生本身基礎(chǔ)不是太好。另外,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程一般是在剛學(xué)完C語言的下一學(xué)期就開始學(xué)習(xí),學(xué)生對于結(jié)構(gòu)體、指針等內(nèi)容不能很好地理解和消化,而這些知識正是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中經(jīng)常要用到的。
從實踐環(huán)節(jié)來看,驗證型的實驗往往難以激發(fā)學(xué)生的主動性,而設(shè)計型的實驗由于難度稍微偏高,學(xué)生的C語言基礎(chǔ)普遍不太好,導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生不知如何動手去做實驗。再加上時間有限,老師不可能大面積詳細輔導(dǎo)。
3 課程教學(xué)方案探討
在教學(xué)過程中,要注重基本概念、基本理論、基本方法的掌握。注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力。教學(xué)計劃適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟、社會全面發(fā)展和學(xué)科發(fā)展的要求。同時注意使用先進的教學(xué)方法和手段。在課程建設(shè)過程中,運用現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段改革傳統(tǒng)的教學(xué)思想觀念、教學(xué)方法和教學(xué)手段。
針對目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程存大的一些問題,可以從以下幾個方面入手去解決:
3.1 上好第一節(jié)課
對于第一個問題,我認為可以通過第一節(jié)課來解決。俗話說得好:“良好的開端是成功的一半”。在第一節(jié)課中讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的主動性,會達到事半功倍的效果。目前的大學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)的主動性,所謂的“學(xué)習(xí)無用論”經(jīng)常在學(xué)生間傳播。加上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身的抽象特點,使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來較吃力。因此,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性并非易事。要解決這個問題,我認為首先一定要把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念講清楚,因為這一問題直接牽涉到學(xué)生對這門課的認識,牽涉到學(xué)生是否會認真去學(xué)習(xí)這門課。也就是要反復(fù)強調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身所包含的兩個方面:數(shù)據(jù)對象以及該數(shù)據(jù)對象集合中的數(shù)據(jù)元素之間的相互關(guān)系(數(shù)據(jù)元素的組織形式)[1]。接下來,我們可以列舉一下數(shù)據(jù)元素的組織形式一般都有哪些。緊接著可以引出定義在數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)之上的運算的概念??此坪唵蔚膸讉€問題,教師在講解的過程中要盡量地詳細。其次,讓學(xué)生明白數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的主要內(nèi)容,這一部分的講解,老師可以用提問的方式提出一些問題,當(dāng)學(xué)生無法回答時,老師便自然地引出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要教學(xué)內(nèi)容,從而讓學(xué)生明白今后要學(xué)習(xí)的重點是什么。
最后,向?qū)W生提出具體要求。讓學(xué)生明白今后應(yīng)該如何學(xué)好這一科目,按照什么樣的步驟和方法去學(xué)習(xí),才能達到課程的目標。
3.2 多講算法,淡化算法的代碼實現(xiàn)
課堂時間有限,我認為老師要合理運用這有限的課堂時間,對于教學(xué)內(nèi)容必須有所取舍。由于獨立院校學(xué)生的基礎(chǔ)不是特別好,如果在課堂上講授過多的算法實現(xiàn),學(xué)生會感覺過于枯燥,而且很多學(xué)生會由于語言基礎(chǔ)的原因聽不懂,進而失去學(xué)習(xí)的興趣。針對這一問題,教師在講解的過程中,可以多講一下算法本身,讓學(xué)生明白其中的原理。這樣的話,學(xué)生接受起來難度要小很多。這一過程可以借助于多媒體教學(xué)等多種教學(xué)手段,比如動畫演示、板書、游戲等方式。稍微復(fù)雜的算法,可以充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢,算法演示時加入一些聲音,使得課堂更加生動。對于算法的代碼實現(xiàn)過程,可以重點強調(diào)核心代碼實現(xiàn)部分。通過這樣的方式,可以適度降低課程難度,達到讓學(xué)生更容易接受的目的。
3.3 豐富教學(xué)內(nèi)容,增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性
重視所講內(nèi)容的課前引入環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生對問題的好奇心和探索精神,同時也能夠活躍課堂氣氛。在講授具體課程內(nèi)容時,對某些方法(尤其是有一定歷史意義的算法),除講解其基本原理以外,還對當(dāng)時的問題的提出、分析過程、設(shè)計過程給與分析。比如,在講解哈夫曼樹時,將哈夫曼提出哈夫曼樹的歷史過程給以重現(xiàn),鼓勵學(xué)生提出問題,解決問題的能力培養(yǎng)。
3.4 采用多種教學(xué)方式和手段
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身理論性較強,內(nèi)容又比較繁瑣,學(xué)生上起課來很容易覺得疲倦。所以,教師在上課時要注意調(diào)動學(xué)生的積極性,活躍課堂氣氛,這就需要教師運用多種教學(xué)方式。
增加學(xué)生對課堂的參與度應(yīng)該是一種較好的辦法。比如,在講排序算法的時候,我們可以事先制做好一些待排序的數(shù)字卡片,找一些學(xué)生來分別把卡片放在胸前,之后按照具體的排序算法步驟讓學(xué)生來進行位置的交換。在講棧和隊列時,也可以制作相應(yīng)的卡片,讓學(xué)生參與進來。通過實踐的驗證,這種游戲的方式得到學(xué)生的歡迎,取得了較好的教學(xué)效果。另外,可以在課堂上加入練習(xí)的環(huán)節(jié),在練習(xí)環(huán)節(jié)中,可以挑幾個學(xué)生到黑板上去做,對于做得較好的學(xué)生,可以請他來講解。學(xué)生講解會更能吸引聽課學(xué)生的注意力。
借助于道具,以小游戲的方式來講解較為抽象的概念。在介紹棧時,可以“玻璃杯與兵乓球”的游戲作為案例,引入棧的概念,分析棧的特點。乒乓球的直徑和玻璃杯口的直徑一致,可以把玻璃杯看作棧,把乒乓球看作是棧中的元素,可以連續(xù)向空的玻璃杯中放入多個乒乓球,但如果要取出乒乓球,最先取出的是最上面的乒乓球,最后取出的是最下面(最先放入)的乒乓球,從而讓學(xué)生理解棧是一種操作受限的線性表、進棧和出棧操作,以及棧的后進先出的特點。不能小看小道具的力量,因為它往往可以為我們相對枯燥的課堂帶來一絲驚喜。
3.5 實踐環(huán)節(jié)方案
由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程作為計算機軟件系列課程中的一門核心課程,在本課程的教學(xué)過程中,要時刻注意加強對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實踐能力和操作能力的培養(yǎng),在教學(xué)中輔以大量的習(xí)題、上機實驗、綜合設(shè)計等。
由于學(xué)生來自不同省份,基礎(chǔ)相差較大。因此,在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,可以采用分層次教學(xué),實驗指導(dǎo)書緊扣理論教學(xué),主要起到深化課堂所學(xué)內(nèi)容的作用。在實驗指導(dǎo)書中的設(shè)計過程中,充分考慮到學(xué)生的接受過程和程度,逐步加大難度,分為必做題、進階題和拔高題。要求每位學(xué)生必須完成必做題部分,大部分學(xué)生完成進階題,對于拔高題則尊從學(xué)生自愿。必做題部分一般以少量填空和改錯的形式出現(xiàn),學(xué)生在進行填空及改錯之前,必須充分閱讀程序說明及相應(yīng)的代碼,才能完成相應(yīng)的題目。為了能夠讓學(xué)生讀懂代碼,可以添加適當(dāng)?shù)淖⑨?,學(xué)生在閱讀的過程中,可以對算法的實現(xiàn)過程有更進一步的理解和深化。對于某些難度較大的實驗,則直接設(shè)計成驗證型實驗。進階題則主要涉及相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的應(yīng)用,需要學(xué)生進行一定程序的設(shè)計,而拔高題一般是對進階題中某一功能的細化。在對實踐環(huán)節(jié)進行考核時,要充分考慮到學(xué)生基礎(chǔ)的差別,特別是對于基礎(chǔ)較差的同學(xué),要適度放寬要求,教師的打分可以在某種程度上對學(xué)生產(chǎn)生一定的鼓勵,從而激發(fā)學(xué)生的自信心,取得較大的進步。
對于課程設(shè)計環(huán)節(jié),可以給學(xué)生提供多個題目供其選擇,讓學(xué)生選出自己感興趣的題目,為了使課程設(shè)計取得較好的效果,教師可以在課程設(shè)計開始時,對于每個題目的要點進行講解,并作相應(yīng)的提示。以避免出現(xiàn)學(xué)生在設(shè)計過程中不知如何下手的問題。
4 總結(jié)
針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及獨立院校學(xué)生的特點,該文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和實踐教學(xué)等方面探討了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)方案,運用多種教學(xué)模式,讓學(xué)生在較為輕松的氛圍中學(xué)到知識。上述教學(xué)方案在教學(xué)實踐過程中取得了較好的效果,大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
【關(guān)鍵詞】《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》 問題 教學(xué)改革
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的必修課程,它具有一定的復(fù)雜性和抽象性,對于信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生來說,學(xué)習(xí)難度比較大。在目前的教學(xué)過程中,教師仍在使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,使得學(xué)生在理解和掌握相關(guān)知識點上存在很大的困難,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃,學(xué)習(xí)效果低下。
一、存在的主要問題
本門課程在教學(xué)過程中主要存在三個方面的問題:第一,需要記憶的知識點和需要動手完成的知識點較多,導(dǎo)致學(xué)生不清楚課程的重點和難點是哪些;第二,部分學(xué)生對本課程的用途不明,對其重要性了解不夠,認識不深;第三,先行編程課程學(xué)習(xí)不夠深入,尤其是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生平時對動手能力的培養(yǎng)認識不足,導(dǎo)致很多實驗無法有效進行,最終的結(jié)果是,上機實驗課程變成了上網(wǎng)課,嚴重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
二、教學(xué)改革中的側(cè)重點
針對上述問題,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計中應(yīng)改進原有的教學(xué)模式和教學(xué)方法,具體從以下幾方面入手。
(一)減少實驗課時
本門課程知識點較多,可以適當(dāng)減少實驗課時,同時改進實驗內(nèi)容,使實驗內(nèi)容與當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容和目標相適應(yīng)。靈活分配上機學(xué)時,努力培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新精神。在上機實驗課布置任務(wù)之前,對于關(guān)鍵的程序代碼,先給學(xué)生一些偽代碼,以減輕學(xué)生的編程壓力,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。
(二)教學(xué)方法的改革
在課堂教學(xué)方法上,不再是直接講授新課內(nèi)容,而是首先強調(diào)課程的重要性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。可以考慮用一周的時間幫學(xué)生復(fù)習(xí)一下C語言的指針、結(jié)構(gòu)體和共同體等與《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程相關(guān)的知識點,同時上機簡單教一下學(xué)生如何調(diào)試程序和分析錯誤。在后續(xù)課程教學(xué)過程中,對原有課堂內(nèi)容進行改變,減少純理論的課堂教學(xué)內(nèi)容,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果。
(三)教學(xué)手段的改革
《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》理論性很強,可充分利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體手段(如視頻、動畫、Authorware等)進行計算機輔助教學(xué),將原有的靜態(tài)課堂生動化,活躍課堂氣氛和教學(xué)環(huán)境,更好地吸引學(xué)生的注意力,提高學(xué)生的課堂參與度。因此,可將相關(guān)知識點和程序的運行情況向?qū)W生演示,利用一些動態(tài)演示軟件對數(shù)據(jù)存儲與操作進行演示,幫助學(xué)生理解知識點,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣,樹立學(xué)習(xí)信心。
三、總結(jié)
通過近三年的不斷實踐和在教學(xué)上的改進,信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生目前對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的學(xué)習(xí)興趣得到了很大的強化,學(xué)習(xí)效果得到了很大的提高。培養(yǎng)出具有較扎實的理論知識、較強的動手能力和創(chuàng)新思維的學(xué)生始終是教學(xué)改革關(guān)注的目標。教學(xué)的改革創(chuàng)新之路還有許多方面需要我們關(guān)注、研究和實踐。
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