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關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);多維一體;實踐教學體系;教學改革
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專業(yè)、電子商務專業(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,是提高和評價學生專業(yè)素質(zhì)和技能的重要方面,一定程度地影響著學生的深造和發(fā)展。沒有學好數(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??傊?,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學在專業(yè)教學體系中有著舉足輕重的地位。
1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學的重要性
目前,高等院校教學主要分為理論教學和實踐教學兩大塊。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學主要有數(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)等教學活動,是提高學生程序設(shè)計實踐能力的保障,同時也為提高學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識奠定堅實的基礎(chǔ),是理論教學環(huán)節(jié)所不能替代的。學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環(huán)節(jié)是無法出現(xiàn)或無法發(fā)現(xiàn)的,因此,只要學生能在發(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)實踐教學的現(xiàn)狀
從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學過程的實際情況看,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)實踐教學的地位未能真正達到與理論教學平等的高度,缺乏統(tǒng)一的基本教學要求和大綱,許多學校沒有形成完整且科學的專業(yè)實踐教學體系。
(2)在實踐教學內(nèi)容上大多局限于驗證性實驗,沒有合適的實踐教學設(shè)計,沒有高質(zhì)量的實踐教材與實驗指導。
(3)從該門課程對學生的考查情況來看,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)課程的教學質(zhì)量和學生對該課程的滿意程度,為了規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學過程,對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學體系進行優(yōu)化設(shè)計研究是非常必要的。
2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學體系的設(shè)計原則
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學體系必須科學合理,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)實踐教學層次化,實踐活動應遵循從簡單到復雜,從驗證、設(shè)計到綜合,再到創(chuàng)新的認知規(guī)律。
(3)實踐教學體系符合湖南人文科技學院學生的基礎(chǔ)現(xiàn)狀。
3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學體系設(shè)計
湖南人文科技學院自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)有計算機科學與技術(shù)、信息與計算科學等6個專業(yè)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學改革一直在有計劃、有步驟地進行,其教學改革緊緊圍繞提高學生的程序設(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體系。
3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學與理論教學地位平等化
為了強化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學,避免師生在實踐教學環(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,而不再是理論教學的附屬。該課程周課時2學時,共36課時,有統(tǒng)一的教學大綱、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一樣有備課、上課、輔導答疑、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)和簡單應用;課程設(shè)計部分主要考查在給定特定問題的情況下學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)實踐教學分為5個階段,每個階段都進行總結(jié)和綜合應用訓練。最后每個學生都參與課程設(shè)計,將所學知識綜合應用到實際問題中,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生進一步理解知識的本質(zhì)與內(nèi)涵,為知識的應用打下基礎(chǔ)。驗證型實踐最好安排在課堂教學的當天或第二天,這樣符合人類記憶活動特點,也能提高課堂教學效果。
2)設(shè)計型實踐。
設(shè)計型實踐是指將所學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,學生可以初步掌握知識的應用場合,清晰地把握知識點之間的聯(lián)系和融合,為以后解決復雜問題奠定基礎(chǔ)。教師應該設(shè)計一些需要應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)綜合應用型實踐。
綜合應用型實踐是指將所學的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識、思想和方法用于解決較為復雜的問題。綜合應用型實踐不可避免地會涉及多個知識點,學生必須對每個知識點及其聯(lián)系都很熟悉。因此,通過綜合應用型實踐能有效提高學生的問題分析能力、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,最后都要以綜合應用型實踐收尾,并提交實踐報告。教師評閱后要求1~2個學生上臺講解其實踐過程、方法和技巧等,以提高學生的膽量、表達能力和綜合應用能力等。
3.2.3 課程設(shè)計
課程設(shè)計是在課程教學結(jié)束后進行的綜合實踐訓練,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)性地提高學生分析問題、解決問題的能力,能大幅提高學生的算法分析與設(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)實踐教學形式多樣化
教學形式是教學活動中師生相互作用的結(jié)構(gòu)形式,是教學論中的一個重要問題。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學以班級授課為主要組織形式,個別教學和分組教學為輔助形式進行。個別教學主要體現(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。因為學生經(jīng)過學習之后,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。分組教學主要體現(xiàn)在任務分組、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,有著積極的導向作用,能促進學生全面發(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)實踐教學制度化
一個科學的體系必有一個完善的科學制度。“不以規(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)實踐教學也應如此,很多院系制定的實踐教學制度形同虛設(shè),沒有執(zhí)行,主要是沒有把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學當作一門課程來教學,而是當作理論教學的附屬物,所以應把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學開設(shè)成一門課,因此必然要配有相應的制度,也就能得到實施和監(jiān)督。教學制度應該包括教學過程制度、教學評價制度和教學監(jiān)督制度。
4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學體系的應用實施和改革成果
從課題開展到實施應用,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的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學體系,主要包括“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學大綱”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學考試大綱”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學評價機制”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐教學監(jiān)督機制”;第二,提高了學生的自主學習興趣、學習能力、程序設(shè)計能力和團隊合作能力,學生成績顯著提高,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,學生普遍反映該課程不易理解,學習難度大,課程教學效果不佳。結(jié)合筆者的教學經(jīng)驗,針對在教學中發(fā)現(xiàn)的問題,討論《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的一些教學方法,以提高教學質(zhì)量。
一、讓學生對《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,讓學生認為要學好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是個高難的過程,而產(chǎn)生了畏懼心理;這也容易導致一些程序設(shè)計語言基礎(chǔ)不好的學生隨著課程的深入、理論知識的枯燥,逐漸失去興趣,最后放棄學習。要讓學生在重視該課程的同時,也建立學好該課程的信心。
二、激發(fā)學生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程學習的長久興趣
興趣對人的認識活動有非常重要的作用,學生的學習興趣一經(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。所以興趣能吸引學生去從事活動,思考問題,從而學好他們感興趣的課程。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學過程中我發(fā)現(xiàn),學生剛接觸該課程時,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;當課程逐漸深入時,覺得理論性很強,枯燥乏味,一些學生慢慢失去了興趣;到課程結(jié)束時,都不清楚自己具體學到了什么,更不用說怎么去用所學的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識去解決實際問題了。所以,一定要努力讓學生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程學習的興趣長久保持下來,不能消失。這就要求教師在課堂教學中,始終堅持對學生進行興趣培養(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)學生在學習C語言時都沒很好掌握。所以,在學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前復習C語言等前導課程的內(nèi)容,鞏固了程序設(shè)計的基礎(chǔ),學生在學習數(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,在復習前驅(qū)課程時也不用講得很詳細,只需要復習和數(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,教師應根據(jù)教學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用舉例是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學中的重要環(huán)節(jié),選擇或設(shè)計適合學生、難易得當、繁簡相宜的案例,應包含學生已經(jīng)學過的和即將學到的知識,并以此案例作為驅(qū)動進行課程的教學和學習,可以提高學生的學習興趣和學習效果,達到較好的教學目的。
(四)強化培養(yǎng)學生動手能力,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),教學方法,教學手段
《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
但對于高職高專學生來說,學習這門課程比較困難,這主要是由他們自身條件和這門課程決定的。
首先,高職高專學生基礎(chǔ)較差,學生對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的先導課程掌握不足。特別是C語言程序設(shè)計這門課,本身教學難度比較大,學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。主要還是由于學生對于先導課程掌握不足以及課程的例子太難學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方法和教學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)教學提出有益的新思路。
二、教學方法
本門課程理論性較強、抽象,理解起來比較困難。因此我用的教學方法多是為引起學生興趣,激發(fā)學生積極性,使學生的思維從抽象到具體再由具體到抽象便于學生理解的方法。
1、以學生為主體,采用溫故而知新的教學方法
為了解決對先行課掌握不足這一具體問題,要求學生在課余時間認真復習C語言,課堂上結(jié)合課程實際適當補充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,逐步提高學生閱讀和理解算法的能力。
2、啟發(fā)式教學
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習學生往往會覺得空洞而枯燥,為了使教學更有針對性,我們常常結(jié)合一些具體例題。利用示例的方式,把教學內(nèi)容與這些內(nèi)容有機地結(jié)合起來。使學生在學習本課程的過程中,對理論知識的應用、科學研究方法與手段、本學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,學生往往是被動地接受知識,枯燥乏味,往往難以激發(fā)學習興趣。因此,在課堂教學中,讓學生參與教學過程,調(diào)動學生的主動性,引導學生發(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生們展開討論。首先,在進行課堂討論之前,應該確定討論題目并提出具體要求指導學生搜集有關(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),從而指導學生進一步思考。實踐證明,課堂討論可以加深學生對理論知識的理解和記憶,有助于學生養(yǎng)成獨立思考問題、相互交流意見的習慣,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),實施教學方法多樣化
由于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中稍微復雜一些的算法設(shè)計常常涉及到多種技術(shù)和方法。要使學生真正學好、學懂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),還應加強實踐環(huán)節(jié)。
可以通過三種實踐方式:一是做習題;二是上機實踐;三是課程設(shè)計。習題主要限于章節(jié)的內(nèi)容,使學生加深對各章節(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。通過課程設(shè)計讓學生撰寫自己的小論文或總結(jié)報告,使學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生靈活運用《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的能力,而且使學生在編程、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練。
三、教學手段
1、傳統(tǒng)教學手段與多媒體技術(shù)相結(jié)合
利用多媒體技術(shù)教學,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,還可以將課前預習內(nèi)容,課后復習內(nèi)容用簡短的語句以課件的形式表現(xiàn)出來,加深學生印象,督促學生認真完成任務。另外,還可以給學生播放一些成熟的優(yōu)秀的視頻教學軟件,可以啟發(fā)學生從不同老師的認識和解決問題的角度去加深理解所學內(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,讓學生進行課后學習、練習。
還可以進行課后追蹤學生學習過程,網(wǎng)絡(luò)答疑、學習交流。例如在學習了某種數(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)。
當然,也非常鼓勵學生自己去搜索網(wǎng)絡(luò)中有用的學習資料,并進行學習分析。
四、結(jié)束語
本文主要針對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學過程中存在的先導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方法及教學手段來盡量減少學生自身原因與課程原因?qū)τ诮虒W的影響,以期達到提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學質(zhì)量的結(jié)果。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:獨立學院;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);應用型人才;教學方案
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)》是計算機科學課程體系中的核心課程,作為學科的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有承上啟下的重要作用。通過本課程的學習,使學生理解、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)學生的算法設(shè)計與分析的基本理論知識和技能,提高學生設(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,很多學生在學完了數(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?不知道為什么要學習這門課程?學生認為只要把某一門編程語言學好就行了,學不學數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都行。學生學習的積極性不高,這在一定程度上加大了任課老師授課的難度。
對于獨立院校的學生來講,學生本身基礎(chǔ)不是太好。另外,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程一般是在剛學完C語言的下一學期就開始學習,學生對于結(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)學生的主動性,而設(shè)計型的實驗由于難度稍微偏高,學生的C語言基礎(chǔ)普遍不太好,導致大多數(shù)學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。
3 課程教學方案探討
在教學過程中,要注重基本概念、基本理論、基本方法的掌握。注重培養(yǎng)學生分析問題與解決問題的能力。教學計劃適應社會主義市場經(jīng)濟、社會全面發(fā)展和學科發(fā)展的要求。同時注意使用先進的教學方法和手段。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)的教學思想觀念、教學方法和教學手段。
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)課中讓學生產(chǎn)生學習的主動性,會達到事半功倍的效果。目前的大學生普遍缺乏學習的主動性,所謂的“學習無用論”經(jīng)常在學生間傳播。加上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身的抽象特點,使得學生學習起來較吃力。因此,調(diào)動學生學習的主動性并非易事。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生對這門課的認識,牽涉到學生是否會認真去學習這門課。也就是要反復強調(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,當學生無法回答時,老師便自然地引出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要教學內(nèi)容,從而讓學生明白今后要學習的重點是什么。
最后,向?qū)W生提出具體要求。讓學生明白今后應該如何學好這一科目,按照什么樣的步驟和方法去學習,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,對于教學內(nèi)容必須有所取舍。由于獨立院校學生的基礎(chǔ)不是特別好,如果在課堂上講授過多的算法實現(xiàn),學生會感覺過于枯燥,而且很多學生會由于語言基礎(chǔ)的原因聽不懂,進而失去學習的興趣。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,讓學生明白其中的原理。這樣的話,學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等多種教學手段,比如動畫演示、板書、游戲等方式。稍微復雜的算法,可以充分利用多媒體教學的優(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,達到讓學生更容易接受的目的。
3.3 豐富教學內(nèi)容,增加教學內(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),鼓勵學生提出問題,解決問題的能力培養(yǎng)。
3.4 采用多種教學方式和手段
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)動學生的積極性,活躍課堂氣氛,這就需要教師運用多種教學方式。
增加學生對課堂的參與度應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生來進行位置的交換。在講棧和隊列時,也可以制作相應的卡片,讓學生參與進來。通過實踐的驗證,這種游戲的方式得到學生的歡迎,取得了較好的教學效果。另外,可以在課堂上加入練習的環(huán)節(jié),在練習環(huán)節(jié)中,可以挑幾個學生到黑板上去做,對于做得較好的學生,可以請他來講解。學生講解會更能吸引聽課學生的注意力。
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),在教學中輔以大量的習題、上機實驗、綜合設(shè)計等。
由于學生來自不同省份,基礎(chǔ)相差較大。因此,在實踐教學環(huán)節(jié)中,可以采用分層次教學,實驗指導書緊扣理論教學,主要起到深化課堂所學內(nèi)容的作用。在實驗指導書中的設(shè)計過程中,充分考慮到學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。要求每位學生必須完成必做題部分,大部分學生完成進階題,對于拔高題則尊從學生自愿。必做題部分一般以少量填空和改錯的形式出現(xiàn),學生在進行填空及改錯之前,必須充分閱讀程序說明及相應的代碼,才能完成相應的題目。為了能夠讓學生讀懂代碼,可以添加適當?shù)淖⑨專瑢W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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的應用,需要學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,要充分考慮到學生基礎(chǔ)的差別,特別是對于基礎(chǔ)較差的同學,要適度放寬要求,教師的打分可以在某種程度上對學生產(chǎn)生一定的鼓勵,從而激發(fā)學生的自信心,取得較大的進步。
對于課程設(shè)計環(huán)節(jié),可以給學生提供多個題目供其選擇,讓學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,并作相應的提示。以避免出現(xiàn)學生在設(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)以及獨立院校學生的特點,該文從教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和實踐教學等方面探討了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學方案,運用多種教學模式,讓學生在較為輕松的氛圍中學到知識。上述教學方案在教學實踐過程中取得了較好的效果,大大激發(fā)了學生學習的積極性和主動性。
【關(guān)鍵詞】《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》 問題 教學改革
《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,它具有一定的復雜性和抽象性,對于信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學生來說,學習難度比較大。在目前的教學過程中,教師仍在使用傳統(tǒng)的教學方法,使得學生在理解和掌握相關(guān)知識點上存在很大的困難,導致學生學習興趣不濃,學習效果低下。
一、存在的主要問題
本門課程在教學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,導致學生不清楚課程的重點和難點是哪些;第二,部分學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,先行編程課程學習不夠深入,尤其是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的學生平時對動手能力的培養(yǎng)認識不足,導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,嚴重影響了學生的學習效果。
二、教學改革中的側(cè)重點
針對上述問題,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計中應改進原有的教學模式和教學方法,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,可以適當減少實驗課時,同時改進實驗內(nèi)容,使實驗內(nèi)容與當前的教學內(nèi)容和目標相適應。靈活分配上機學時,努力培養(yǎng)學生的設(shè)計能力和創(chuàng)新精神。在上機實驗課布置任務之前,對于關(guān)鍵的程序代碼,先給學生一些偽代碼,以減輕學生的編程壓力,培養(yǎng)學生的學習興趣和動手能力。
(二)教學方法的改革
在課堂教學方法上,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)學生的學習熱情??梢钥紤]用一周的時間幫學生復習一下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生如何調(diào)試程序和分析錯誤。在后續(xù)課程教學過程中,對原有課堂內(nèi)容進行改變,減少純理論的課堂教學內(nèi)容,增強學生的學習興趣,提高學習效果。
(三)教學手段的改革
《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,將原有的靜態(tài)課堂生動化,活躍課堂氣氛和教學環(huán)境,更好地吸引學生的注意力,提高學生的課堂參與度。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,幫助學生理解知識點,激發(fā)其學習興趣,樹立學習信心。
三、總結(jié)
通過近三年的不斷實踐和在教學上的改進,信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)學生目前對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的學習興趣得到了很大的強化,學習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)新思維的學生始終是教學改革關(guān)注的目標。教學的改革創(chuàng)新之路還有許多方面需要我們關(guān)注、研究和實踐。
【參考文獻】
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