“卓越工程师”背景下《算法与数据结构》课程教学改革与实践-论文
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浅谈《数据结构》教学改革的探索与实践[摘要]数据结构是一门理论性偏重的算法语言课程,传统的教学模式枯燥、乏味,学生感觉索然无味。
本文在分析现有教学模式的前提下,结合本课程特点,在教学中加强了基础知识的学习,并将算法应用在实际项目中,使得学生深刻体会到“学有所用”,提高了学生的学习主观能动性,加强了学生的实践能力的培养,在实践教学中取得了良好的效果。
[关键词]数据结构教学方法教学模式《数据结构》是大多数理工科院校电子信息、计算机相关专业一门重要的专业课程,是其他专业课程学习的基础,也是软件开发设计的基础与核心,同时也是大多数高校研究生入学考试必考专业课。
然而,在多年的教学中,学生普遍反映很难理解和掌握课程中的一些抽象算法、概念等知识点。
该门课程存在一定的难度和深度,如何提高这门课程的教学效果,培养适应时代发展要求的新一代“卓越工程师”[1],是一个值得探讨的问题。
一、《数据结构》课程概况《数据结构》课程是我校电子信息科学与技术专业开设的一门专业核心课程,也是必考的一门考研专业课,授课时间安排在每年秋季学期,授课对象为大三年级的专业学生。
主要讲解抽象数据结构定义,包括数据对象、数据关系以及基本操作的定义[2]。
虽然学生已经学习过一定的专业基础课,有了程序设计语言的基础,但是在该门课程学习中,仍然感觉难以理解和掌握课程中讲解的各种数据基本结构、常用算法等内容,在课程设计中也很少有学生真正应用到《数据结构》课程中涉及到的内容去解决实际问题,学生感觉“学无所用”,逐渐失去了学习兴趣和积极性。
因此,急需对这门重要的专业核心课程进行教学的改革。
二、《数据结构》教学改革的探索与实践根据学生的前期学习情况,以及教学中出现的问题,对该门课程的教学进行了如下的改革探索与实践。
(一)加强基础知识学习大多数学生在前期课程的学习中,对《高等数学》、《c程序设计》等基础课程重视程度不够,掌握得一知半解,不能融会贯通。
在本门课程学习中,由于学生对一些基本的概念和数据基本结构理解不深入,不到位,随着本门课程的深入,导致学生对一些算法的学习逐渐失去信心和兴趣,丧失学习主动性和积极性,也耽误了后续其他课程的学习,因此,学生对基础知识的学习与掌握的好坏,直接影响着本门课程的学习效果。
《数据结构与算法》教学研究与探讨1. 引言1.1 背景介绍数据结构与算法作为计算机科学中基础且重要的理论课程,被广泛应用于计算机科学及工程领域。
随着信息技术的发展,对数据结构与算法的需求也日益增加。
数据结构是指数据对象以及它们之间的关系所组成的集合,而算法则是解决问题的方法和步骤。
在计算机程序设计中,合适的数据结构和算法可以提高程序的效率和性能,因此深入理解数据结构与算法对于学生来说至关重要。
教学研究与探讨数据结构与算法的目的在于帮助学生掌握数据结构与算法的基本概念,深入理解和应用常见的数据结构和算法技巧,掌握合适的教学方法和策略,并通过案例分析实际应用。
通过对教学效果的评估,可以进一步优化教学方法,为学生提供更好的学习体验和更高的学习效果。
未来,随着信息技术的发展和应用场景的不断扩展,数据结构与算法的重要性将更加凸显,因此对教学内容和方法进行持续的研究和探讨具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是通过对《数据结构与算法》教学的深入探讨和研究,探索更有效的教学方法和策略,提高学生对数据结构和算法的理解和应用能力。
借助案例分析和教学效果评估,评估不同教学方法对学生学习效果的影响,进一步完善教学模式和课程设置,为未来教学工作提供科学依据和推动力。
通过本研究的开展,旨在提高学生对数据结构与算法的学习兴趣和能力,培养学生的分析和解决实际问题的能力,促进学生的综合素质和专业技能的提升,为学生的未来发展和就业做好充分准备。
通过本研究对《数据结构与算法》教学进行系统研究和探讨,为提高教学质量和教学效果提供理论支持和实践指导,为教师和学生的教学与学习工作提供有益的借鉴和参考。
2. 正文2.1 数据结构基础概念讲解数据结构是计算机科学中的重要基础概念,它是指在计算机中进行数据操作的方式和技术。
数据结构的基础概念包括数据类型、数据对象、数据集合、数据关系和操作集合。
数据类型是数据的表示形式,包括基本数据类型和用户自定义数据类型。
“数据结构与算法”的教学改革和实验创新传统教学模式中的教学方法可以简单概括为“先说(课堂理论教学)后做(验证性实验)”和“光说不做”。
但是,在大众化高等教育的背景下,课堂教学效果普遍出现滑坡,客观上淡化了“验证性”实验的基础,因而严重影响了课程的教学质量。
近年来,我们在多门计算机课程的教学实践中,摸索出一套“把实验实践环节与理论教学相融合,抓实验实践教学促进学科理论知识学习”的教学方法,有效地提高了学生的学习兴趣,以此来提高大众化高等教育背景下计算机专业课程的教学效果和教学质量。
这个教学方法可以简单地概括为“先做后说”。
这里的“先做”,就是教师依据相关课程的知识体系和教学要求精心设计前导实验,学生在实验设计的指导下,通过实验方法来了解和实践课程知识;这里的“后说”,就是在学生具备了一定的感性认识的基础上,在课堂教学环节中答疑解惑,系统地提高学科知识的理论水平。
本文中,我们结合“数据结构与算法”(以下简称“数据结构”) 课程来探讨新的教育形势下计算机课程教学方法的改革。
1“数据结构”的教学现状任何实际问题只有建立了数学模型才可以被计算机计算,而数据结构就是实际问题中元素的数学抽象,算法则是建立和解决数学模型的方法。
“数据结构”这个术语在整个计算机科学与技术领域得到广泛使用,它被用来反映一个数据的内部构成,即一个数据由哪些成分数据构成,以什么方式构成,呈什么样的结构等。
数据结构是数据存在的形式,也是信息的一种组织方式,其目的是为了提高算法的效率,它通常与一组算法的集合相对应,通过这组算法集合可以对数据结构中的数据进行某种操作。
“数据结构”是计算机以及相关专业的一门核心课程,具有承上启下的地位和作用,“程序设计语言”(例如C或C++) 和”离散数学”是它的先导课程,“操作系统”、“数据库原理”、“软件工程”等则是它的后续课程。
“数据结构”课程既有相当的理论抽象性,又有鲜明的应用特色,是专业基础课程中的一门有一定教与学难度的课程。
135324 学科教育论文《数据结构与算法》课程教学改进与探索《数据结构与算法》是计算机科学与技术专业的核心基础课程之一,也是信息类专业如通信工程和电子信息工程专业必修的专业基础课,对学生来说,毕业后凡是从事信息、电子、计算机等相关领域工作的,数据结构的编程思想都必不可少。
但该课程的学习却有一定难度,因为它理论性强,内容抽象,要求学习者具有较好的高级语言功底与一定的编程经验,还要有较好的数学功底。
部分同学的先行课程《C语言》都学得磕磕绊绊,还未完全消化,再到《数据结构与算法》中需要结合算法来解决实际问题的时候,就更显力不从心了,一旦老师再经验不足,过度依赖教材和课件,不能很好的把编程思路和思想传递给学生,“教”与“学”的双重困难就凸显出来了。
因此,本文从理论课和实验课两方面,着眼于明确教学目标、合理应用教学方法、实例化教学设计等几个方面对《数据结构与算法》课程的教学加以改进,提高学生的学习兴趣,增强学生对算法思想的理解和运用。
1 理论教学1.1 明确教学目标《数据结构与算法》这门课程的所有算法思想最后都会落脚到程序上,都需要用高级语言表现出来,老师把握不好目标,很容易把数据结构当成C语言的“延伸”和“升华”,课堂上带领学生一个一个读算法程序,而没有做到让学生去领会算法的思想。
所以老师一定要明确这门课的教学目标是编程思想而不是程序本身,先有好的构思和想法,辅助语言加以实现,每节课都要以“思想第一,实现第二”为教学纲领,教学生怎么从实际问题中抽象出模型,提炼出思路,然后用程序来实现这个思路,最后真正的解决问题,就像古人讲的“胸有成竹”,在画竹之前,对于竹子的高度,树干、树枝和叶子的结构,心里要有个规划,做到心中有数,这样画出来的竹子才能形象。
编程也一样,先从实际问题重剥离出系统架构,构造出合适的模型,选择高效率的算法,再使用高级语言把它实现,最后再进一步处理趋向完善,使之具备客户所需要的功能。
学生要从《数据结构与算法》这门课程中掌握的就是如何从实际问题中抽象出模型、建造起架构的过程,老师只有时刻带领学生从这个角度来着手解决问题,才能真正为该课程的教学把握好方向。
2024年应用转型下“算法与数据结构”课程教学改革与探索随着信息技术的迅猛发展,应用转型已成为高等教育的重要趋势。
在这一背景下,“算法与数据结构”课程作为计算机科学的核心课程,其教学改革与探索显得尤为重要。
本文将从教学目标、教学内容、教学方法和教学评价四个方面,探讨应用转型下“算法与数据结构”课程的教学改革与探索。
一、教学目标的调整与优化传统的“算法与数据结构”课程往往侧重于理论知识的传授,而忽视了学生的实践能力和创新思维的培养。
在应用转型的背景下,我们应当对教学目标进行调整与优化,更加注重学生的实践能力和创新思维的培养。
具体来说,教学目标应涵盖以下几个方面:掌握算法与数据结构的基本概念、原理和方法;能够运用所学算法与数据结构解决实际问题;具备创新思维能力,能够自主设计算法与数据结构;培养团队合作精神,提高沟通能力。
二、教学内容的更新与拓展在教学内容方面,我们应当紧密结合应用转型的需求,对传统的算法与数据结构内容进行更新与拓展。
具体来说,可以从以下几个方面进行改进:引入新兴算法与数据结构:随着计算机科学的不断发展,涌现出了许多新兴的算法与数据结构。
我们应当将这些新兴算法与数据结构引入课堂,让学生了解最新的研究成果和技术趋势。
强化实践应用:通过引入实际案例和项目,让学生在实践中学习和运用算法与数据结构。
这样不仅可以提高学生的实践能力,还能培养学生的创新思维和解决问题的能力。
跨学科融合:将算法与数据结构与其他学科领域进行融合,如人工智能、大数据分析等。
通过跨学科的学习,让学生更好地理解算法与数据结构在其他领域的应用,拓宽学生的视野。
三、教学方法的创新与多样化在应用转型的背景下,传统的教学方法已难以满足学生的需求。
因此,我们应当对教学方法进行创新与多样化,激发学生的学习兴趣和积极性。
具体来说,可以从以下几个方面进行改进:案例教学:通过引入实际案例,让学生在分析和解决问题的过程中学习算法与数据结构。
这种方法不仅可以提高学生的实践能力,还能帮助学生更好地理解理论知识。
算法设计与分析课程论文五篇范文第一篇:算法设计与分析课程论文“卓越工程师教育培养计划”(简称卓越计划)旨在培养一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。
在南通大学计算机科学与技术学院制定的软件工程专业卓越工程师的培养计划中,算法设计与分析被设置为一门核心必修课程。
通过该门课程的系统授课,重点培养学生的计算机问题求解能力,该能力是软件工程专业学生成长为卓越工程师必备的一项核心竞争力。
一个典型的计算机问题的求解一般需要经历5个阶段:①问题的分析和建模;②算法设计方法和相应数据结构的选择;③算法的实现;④算法的正确性证明和复杂度分析;⑤算法实现的优化等。
经过多轮的教学实践发现,学生之间水平参差不齐是教学过程中面临的最大问题。
随着高校招生规模的不断增大,不同学生之间在基础知识、智力水平、兴趣爱好、学习动机和学习方法上存在较大的差异性。
相同的教学内容,对于一些基础较好的学生来说理解难度不大,但对于一些基础较弱的学生来说,则难以理解。
因此,如何尊重学生个性差异、发展学生个性特长,在考虑学生整体发展的同时兼顾学生的个性特长发展,从而最终提高各个层次学生的综合素质是算法设计与分析课程的教学改革实践中需要重点关注的问题。
通过多次与学生的深入交流发现,学生在这门课程的学习过程中面临如下问题:1)课程教学内容难度高。
课程需要学生掌握常见的算法设计策略,如分治法、动态规划法和贪婪法等,对设计出的算法能进行正确性证明和复杂度分析。
很多知识点抽象层次高,需要学生具备一定的数学分析能力,同时,通常算法内部逻辑比较复杂,因此需要学生具备较强的编程功底。
笔者在讲授这些知识点时,均假设学生具备一定的数学分析能力和编程基础,但实际情况却不容乐观,很多学生在大一和大二的时候并未重视相关课程的学习,很多知识点都已经还给授课老师,在课堂上需要花费一定时间帮助学生回忆这些知识点。
同时,部分学生因编程经验较为匾乏,难以顺利地将伪代码转化成可运行的程序代码。