探讨《数据结构》课程教学改革总结
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第14卷第2期 吕梁学院学报2024年4月Vol.14No.2 Journal of Lyuliang University Apr.2024·应用型高校发展研究·收稿日期:2023⁃11⁃19基金项目:《软件工程》省级一流建设课程(K2021384);吕梁学院校级精品共享课程(XJKC202149)第一作者简介:张丽(1983-),女,山西离石人,讲师,研究方向为深度学习、图像处理.应用型地方院校数据结构课程改革实践与反思张 丽,王三虎,白凤凤,王翠娥(吕梁学院计算机科学与技术系,山西离石033001)摘 要:在教育改革数字化、网络化的推动下,结合我校应用型地方院校特点,为提高学生数据结构课程的学习效果,对线上线下混合式教学改革进行实践,提出“三维学习目标”+“三重教学过程”教学体系.首先,通过线上教育平台提出问题清单;其次,在课堂上进行以学生为主的主题讨论及教师的总结;最后,利用多样性的成绩评定方法,提高学生的学习兴趣及参与度,最终实现培养应用型人才的目标.关键词:数据结构;线上;线下;教学改革中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:2095-185X(2024)02-0089-03 在数字化浪潮的推动下,教育领域正经历着一场前所未有的变革.线上线下混合式教学改革,作为这一变革的重要组成部分,正逐渐改变着传统的教学方式和学生的学习体验[1].这种教学模式不仅充分利用了线上教学的灵活性和便捷性,还保留了线下教学的互动性和深度,使得学习变得更加个性化和高效.本文积极探索并实施了线上线下相结合的教学改革,对改革过程及结果进行反思,期望通过此次改革推动教育教学方式的创新,进一步提升教学质量,培养出更多具备创新思维和实践能力的新时代人才.1 数据结构课程特点数据结构是计算机专业的一门专业核心课.在CC2001计算机科学体系[2]和我国制订的CCC2002体系[3]中都强调了其核心地位.该课程不仅要求学生掌握数据结构的特性,还通过对算法设计和使用高级语言上机实践的训练,使其具备数据抽象能力和程序设计能力[4].传统的授课模式,理论课程占比较大,与实践联系不紧密,没有考虑学生特点以及专业特点进行有针对性的实践训练,不符合应用型人才培养目标.2 数据结构课程教学改革案例数据结构作为计算机科学与技术专业的核心课程,一直以来扮演着培养学生逻辑思维和算法设计能力的重要角色[5].然而,目前传统的线下教学模式往往受限于时间和空间,难以充分满足学生的个性化学习需求,应当积极探索并采纳线上教学模式作为重要的补充手段.线上学习平台可以根据学生特点自由选择,如智慧树、雨课堂、超星学习通等.其特点是学习资源充足、多样,学习时间更为自由.通过个性化的因材施教模式,培养了学生的自学能力,增强了学生的主体地位,实现以教师为中心向以学生为中心转变.线上教学使教师脱离繁重的授课工作,将教师从单纯的“讲授者”转换为教学过程中的“引导者”与“管理者”.尤其对于数据结构课程来说,有较强的实践性,结合线上教学后教师可增加实践训练以促进学生对理论知识的内化,提高学生实际操作能力,实现从知识传授向能力培养转变.本文积极探索并实施了线上线下混合式教学改革,通过教学设计、教学实施、教学评价三大模块进行课程教学,并提出“三维学习目标”+“三重教学过程”教学体系.具体教学模型如图1所示.98图1 教学模型图2.1 教学设计2.1.1 学情分析我校为地方性院校,学生基础比较薄弱.因而在选择网络教学平台的课程时,要优先考虑主讲教师的讲解是否细致,是否通俗易懂等因素.学生的自学能力偏弱,则部分学术性较强的知识模块除了看线上视频,仍然采用线下讲授的方式对相关知识进行补充.使用问题导向的方式,使学生多思考、多讨论,加深对知识的理解.在课堂上完成一部分实践环节,主要是针对相关算法的实现,可以先在课堂上进行启发、讨论,避免学生在上机实践时无从下手.2.1.2 教学目标设计根据不同知识模块以及混合式学习模式的具体实践,制定了“三维学习目标”+“三重教学过程”教学体系.三维学习目标,即专业知识目标、专业能力目标、职业素质目标.三重教学过程,即课前提出问题、课中翻转课堂、课后完成相关学习活动.具体教学设计如图2所示.图2 三维学习目标+三重教学过程设计模型2.2 教学实施2.2.1 课前问题清单这一阶段以学生自学为主.利用超星学习通平台提前发布教学资源,包括PPT、教学参考资料、教师自行录制的教学视频以及中国大学MOOC 中的视频,结合不同的知识模块,给学生列出问题清单.这个清单既是学生自学的提纲,也是教学实施过程的主要依据,课堂教学将围绕问题清单开展汇报、讨论、随堂测试等环节.2.2.2 课堂研学图3 学习通“主题讨论”示意图通过课前的自主学习,学生已经将知识型内容基本掌握.课堂中首先利用20分钟左右的时间进行分组汇报(根据内容难易程度,分为一人或多人一组).在汇报过程中教师可以了解学生对知识的掌握程度,然后对难点重点知识进行课堂讲解,加深学生理解.利用学习通平台的“主题讨论”发起讨论题目,利用“词云”功能展示讨论过程中的关键词.如图3所示.这个过程既能激发学生的学习兴趣,也能提高学生的参与度.2.2.3 成绩评定多样性数据结构考核方式仍然采用平时+期末的形式进行.但在此次课程改革中,将平时成绩提高至50%,并采用学习通平台进行学生平时成绩的考核.教师可以9在“成绩管理”中设置各项学习活动的权重,平台将自动生成学习统计数据,教师可以随时查看学生学习情况,以及时做出调整促进课堂研学活动高效开展,能提高学生学习的自主性以及成绩考核多样性,使学生通过多种学习手段获得分数,深化因材施教的差异化教学理念.本次改革考核权重如表1所示.表1 学习通权重设置项目具体内容占比作业按在线作业的平均分计分。
价值工程0引言《数据结构》是计算机程序设计的重要理论技术基础,是计算机科学与技术专业和软件工程专业的核心课程,在整个课程体系中处于承上启下的地位,它的理论性和实践性都很强,是从事计算机软件开发的基础,主要研究数据在计算机中的表示和组织,进而研究对数据的处理方式。
因此,这门课程要求学生要学会分析计算机中各种数据结构的特性,并且初步掌握算法的时间分析和空间分析技术,以便遇到实际应用问题时会选择适当的逻辑结构、存储结构及相应的算法。
本课程在教给学生数据结构设计和计算机求解问题(算法设计)的同时,注重培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力,提高分析问题和解决问题的能力。
《数据结构》课程相对于其他应用性课程来说,比较抽象、枯燥,学生学习有一定的难度,教师讲课也比较难讲。
如何降低理论性程度,增强直观性,提高学生的学习兴趣,对于教师来说,是一个十分重要的的问题。
传统的教学方法过分偏重讲授,学生通过学习,虽然能够掌握各种数据结构的一些基本知识,会做题,能通过卷面考试,但缺乏自己的思考,对数据结构课程的意义并不理解,在实践过程中便无法灵活应用。
本文根据目前教学中存在的问题,经过实践研究,对课程教学方法的改进做一探讨,提出一些改革思路。
1改革理论教学方法《数据结构》课程教学难点在于教学内容的抽象性和动态性,讲解时采用启发式、案例驱动式教学、互动式、体验式等多种形式相结合的教学手段,并结合图形化的算法演示系统,将算法的的执行过程动态的呈现在学生面前,这样不仅能激发学生的学习兴趣,而且能帮助学生理解知识,同时也能发挥学习的主动性,激发学生积极的思考,促进创新思维的形成。
1.1提高学生的学习兴趣俗话说:“良好的开端,是成功的一半。
”因此,数据结构课程的第一堂课,应从学生身边的一些有趣的实例入手,激发学生们的学习兴趣,引导学生从宏观上了解数据结构的知识在日常生活中的应用,并大致掌握各种数据结构的意义,理解课程的安排,找到教师的讲授和自己的学习线索。
・211・
・教学实践探索・
探讨《数据结构》课程教学改革总结
陕西服装工程学院 付向艳
摘 要:
《数据结构》课程是计算机专业的一门专业基础核心课,各大高校计算机专业都开设此课程,但是《数据结构》
课程的教学效果及质量却普遍不好。本文就当前《数据结构》课程教学中存在的问题,作者结合自身多年的教
授经验,进行了改革,并对改革做以总结。
关键词:
数据结构 教学效果 存在问题 改革总结
文章编号:
ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0211
一、课程的重要性
《数据结构》课程是计算机专业中一门重要的专业基础必
修课,它为操作系统、数据库原理、编译原理、单片机原理等
后续专业课程的学习奠定了基础。其次,数据结构课程是计算
机相关专业的考研专业课之一。该课程的重要性显而易见。
二、教学中存在的问题
《数据结构》课程的教学目标是全面系统地介绍数据的逻
辑结构、存储结构和算法实现,并介绍常用的非数值计算方法,
如数据插入、删除、排序、查找检索等,使学生掌握各种数据
结构的特点和算法思想,并能结合具体应用,运用各种数据结
构和算法解决实际问题。但大部分高校《数据结构》课程的教
学效果都不尽如人意,影响课程学习大致有如下原因:
1.程序设计课程掌握较差,基础薄弱。
2.实践机会少,动手能力差。
3.缺乏课外辅导,学生自学时障碍重重。
三、解决方法
鉴于以上几点,可以从这几方面进行教学改革:
1.加大对先行课程的重视程度。首先加大C程序设计课程
的课时。C程序设计课程是数据结构课程的直接先行课,因此,
学好C语言,为后续若干课程的学习打好坚实的基础。另外,
增加数学及线性代数课程的课时。学习算法离不开数学的思想,
学习数组的存储结构也离不开线性代数的应用。最后,增加了
32课时的C程序设计课程设计。
2.实际操作方面,计算机专业要求有很高的实际操作技能,
而我们的学生在长期被动的学习过程中却养成了勤于动脑,懒
于动手的学习特点,这样教出的学生却是不能满足实际工作要
求的。因此,数据结构的实验教学要紧密配合理论教学,通过
相关实验与课程设计,帮助和加深对数据结构的整体理解,所
以在本课程结束前安排两周实践进行课程设计,不要求实现过
多的项目,但每个学生都要动手去做,亲身经历从需求分析到
算法分析,最后的代码编写与调试这样的过程,从而更深刻的
理解数据结构的逻辑结构、存储结构以及在某种具体的存储结
构下的运算及其实现方法。
3.构建《数据结构》网络视频课程,加强师生互动环节。
为了弥补课外辅导的缺陷,制作与《数据结构》课程内容相适
应的视频,尤其是该课程中典型的算法及其实现过程,学生在
课外学习时遇到问题可随时登录校园网观看视频,进行查漏补
缺,达到巩固知识的效果。另外,在网站上可以设置在线答疑
或留言功能,从而实现师生互动。
四、改革成果
根据以上改革方法,经过实施,数据结构课程教学效果颇
见成效,简单做以总结:
1.加大C语言程序设计课程的课时,教师能够在足够的课
堂时间将课程内容系统化的进行讲解,尤其是数组、指针、结
构体等重要知识。从而给数据结构课程的学习打下了夯实的基
础。
2.网络视频的构建,给学生提供了更为丰富的学习参考资
料。学生在课外复习时遇到不理解的算法,随时登录校园网观
看视频,好像再一次回到了课堂,从而解决了疑难问题。另外,
校园网上开通了该课程的在线答疑功能,学生可以通过在线答
疑功能随时和任课教师进行沟通。
3.加强数据结构课内实践与课程设计的实施,学生可以将
课堂上的理论知识应用于实践中。尤其是课程设计的开设,如:
简单文本编辑器的设计与实现、科学计算器的设计与实现等,
通过案例让学生真正体会到数据结构课程的实用性,并从本质
上理解该课程的内容。
五、结束语
《数据结构》不仅是计算机科学与技术专业的专业基础课,
也是大多数院校研究生入学考试的专业必考课,因此,《数据
结构》课程教学的讨论将会持续下去,最终能找到一条行之有
效的教学方法。以上是作者结合自己多年教学经验和体会,提
出的若干改革方法,不足之处会继续探讨研究。
参考文献:
[1]李春葆.数据结构(C语言)[M].北京:清华大学出版社,
2013
[2]严蔚敏.数据结构(C语言)[M].北京:清华大学出版社,2011
[3]武建华.基于ACM模式的数据结构实践教学改革与探讨[J].计
算机教育,2007
(本文系基金项目:陕西服装工程学院教学改革研究项目,项
目编号:2014J017)
DOI:10.16534/j.cnki.cn13-9000/g.2016.0166