基于CDIO工程理念的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革與研究

劉志龍

新余學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，江西　新余　338000

基于CDIO工程理念的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革與研究

劉志龍

新余學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，江西新余338000

摘要：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程具有理論性強(qiáng)且算法抽象的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法取得良好的教學(xué)效果，因此，本文借鑒先進(jìn)的CDIO工程理念，將其有機(jī)的應(yīng)用于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中，改革原有的教學(xué)方法，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提升教師的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程理念；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)改革

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課，也是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的重要理論基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的過程中，要注重存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的問題，注意有效的將現(xiàn)實(shí)中的非數(shù)值問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)據(jù)，再設(shè)計(jì)出高效的事務(wù)處理算法。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程具有理論性強(qiáng)且算法抽象的特點(diǎn)，學(xué)生認(rèn)為該課程較為枯燥，難度非常大，喪失學(xué)習(xí)的興趣。因此，只有改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法，將理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，才能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

一、應(yīng)用型本科院?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀

當(dāng)今的教育工作中，學(xué)生逐漸意識到自身不僅要掌握專業(yè)的理論知識還需要擁有良好的團(tuán)隊(duì)合作意識及實(shí)踐動(dòng)手能力，只有掌握全面的技術(shù)能力才能適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的需求，在先進(jìn)的領(lǐng)域才能立足。傳統(tǒng)的教育理念注重個(gè)人專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)，缺乏對實(shí)踐能力及人際溝通能力的認(rèn)知。

當(dāng)前的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)“重理論，輕實(shí)踐“，理論知識課時(shí)是實(shí)踐教學(xué)課時(shí)的兩部。實(shí)際上，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》建立在學(xué)生掌握理論基礎(chǔ)知識上，更注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。我國傳統(tǒng)的教學(xué)模式都以教師講授，學(xué)生學(xué)習(xí)為主，課堂氣氛冷清，學(xué)生無法真實(shí)有效的參與問題的討論，缺乏自主學(xué)習(xí)能力，降低了學(xué)習(xí)質(zhì)量。傳統(tǒng)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)模式注重?cái)?shù)據(jù)理論結(jié)構(gòu)與驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，缺乏與實(shí)際情況的有效結(jié)合，對于算法的教學(xué)，過于淺顯，學(xué)生無法有效掌握，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生可以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，保證其對基礎(chǔ)知識點(diǎn)的理解，但該種教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的鍛煉，不利于學(xué)生能力的全面發(fā)展。

二、基于CDIO工程理念的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)改革的必要性

CDIO工程理念是在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下研究得出的，是一種國際化的工程教育理念，是指“構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)、運(yùn)行(Operate)”四方面。CDIO工程理念以培養(yǎng)職業(yè)道德觀念為基礎(chǔ)，樹立工程設(shè)計(jì)任務(wù)，旨在提升學(xué)生的終生學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力。該理念將團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力與系統(tǒng)的調(diào)控能力作為教育目標(biāo)，讓學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)工程類科目。CDIO工程理念不僅注重基礎(chǔ)教育內(nèi)容，也關(guān)注工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置，認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該兼具個(gè)人職業(yè)能力和人際關(guān)系溝通能力，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，以適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展。CDIO工程理念對教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法等部分有全面的指導(dǎo)作用，將其有機(jī)的應(yīng)用于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，制定教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行教學(xué)改革，必定能取得理想的教學(xué)效果。

三、基于CDIO工程理念的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)實(shí)踐

(一)趣味性課堂教學(xué)

理論教學(xué)作為《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中的重要組成部分，刻板的教學(xué)模式無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，采用以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方式，通過在課堂開始，提出一個(gè)大問題貫穿整個(gè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)過程，或者提出與實(shí)際生活有關(guān)的問題，讓學(xué)生帶著問題到課本中尋找答案，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，增強(qiáng)課程教學(xué)的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。為鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，采用分組討論的教學(xué)模式，在課堂上分出若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，小組成員通過理論學(xué)習(xí)進(jìn)行討論交流，還可以上臺(tái)發(fā)言發(fā)表個(gè)人觀點(diǎn)，通過自學(xué)討論為輔的方式引導(dǎo)學(xué)生積極參與到《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程學(xué)習(xí)中。教師提出的現(xiàn)實(shí)問題可以是銀行柜臺(tái)服務(wù)排隊(duì)問題，移動(dòng)電話客戶服務(wù)問題等與生活緊密相關(guān)的，指導(dǎo)學(xué)生通過計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)思維去解決生活中的實(shí)際問題，提升學(xué)生的課程參與感，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，提升教師的教學(xué)水平。

(二)實(shí)用性導(dǎo)向教學(xué)

在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)過程中，教師要以實(shí)用性教學(xué)為導(dǎo)向，改變部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)該門課程對今后的學(xué)習(xí)生活并無幫助的觀念，由于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程內(nèi)容的理論性較強(qiáng)，學(xué)生難以掌握，時(shí)常出現(xiàn)畏難情緒，從而降低學(xué)習(xí)積極性。因此，教師針對每個(gè)教學(xué)單元的知識點(diǎn)，選擇具有代表性的算法，合理的設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)際情況設(shè)計(jì)出分析和解決問題的方案，通過編程、上機(jī)等方式，在實(shí)驗(yàn)中掌握數(shù)據(jù)的組織、處理方法，從而提高創(chuàng)新意識。例如，利用“?！焙汀瓣?duì)列”解決停車場管理計(jì)費(fèi)問題，引導(dǎo)學(xué)生利用《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中所學(xué)的知識解決問題，使學(xué)生帶著明確的目的汲取知識，減少學(xué)習(xí)的盲目性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣。

(三)問題式驅(qū)動(dòng)教學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》科目中的算法過于抽象，學(xué)生容易產(chǎn)生枯燥乏味的感覺，因此，為提高學(xué)生分析及解決問題的能力，在課程教學(xué)過程中采用問題式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，在基礎(chǔ)知識的講解上采取“提出問題、分析問題、解決問題”的模式，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際案例中掌握《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》科目中的算法。例如，課程學(xué)習(xí)最短路徑時(shí)，可以向?qū)W生提出“如果你去華東五市旅游，怎樣安排行程，才能使花費(fèi)最少?”的問題，讓學(xué)生充分發(fā)表個(gè)人觀點(diǎn)，再教導(dǎo)學(xué)生使用Dijkstra算法來解決該問題。引導(dǎo)學(xué)生積極的參與到課堂討論中，主動(dòng)回答教師提出的問題，營造活躍的課堂氛圍。問題式驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》科目中的有效應(yīng)用，不僅能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，還開拓了學(xué)生的創(chuàng)新思維，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解，并提高了其將理論知識運(yùn)用于實(shí)踐的能力，也大大提升了教師的教學(xué)效果。

四、結(jié)語

基于CDIO工程理念的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)，不僅注重學(xué)生理論知識的掌握，還有效的培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，運(yùn)用CDIO工程理念進(jìn)行《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)的教學(xué)改革，取得了良好的教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，也促進(jìn)了教師的教學(xué)質(zhì)量，提升了教師的教學(xué)水平。

[參考文獻(xiàn)]

[1]曹海燕.基于CDIO模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學(xué)改革研究[J].江蘇教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(4)：21-23.

[2]高艷麗，劉勇，史文雷.基于CDIO的信管專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與研究[J].福建電腦，2014(11)：66-67.

中圖分類號：TP311.12-4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)11-0059-01