王海艷+駱健

摘要：教材建設(shè)是高等院校教學(xué)工作中的重要組成部分。在教育信息化快速發(fā)展的趨勢(shì)下，高等院?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材建設(shè)相對(duì)滯后，存在問題。微課的興起對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了不小的沖擊，但同時(shí)也為教材建設(shè)帶來了的革新機(jī)會(huì)。本文討論了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材建設(shè)的現(xiàn)狀，闡述了微課的內(nèi)涵和特征，介紹了多元化教材的主要特色，給出了建設(shè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》多元化教材的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：微課；《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》；教材建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）25-0205-02

一、引言

教材是教學(xué)體系里的一個(gè)重要組成部分，是教學(xué)過程中的主要工具之一，教材的質(zhì)量直接關(guān)系到教學(xué)水平。目前，國(guó)內(nèi)已出版了眾多《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材，這些教材能夠滿足基本的教學(xué)需要，但同時(shí)也存在一定顯著的問題：（1）教材出版形式單一，缺乏豐富的配套資源；（2）部分教材過分注重教材中知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性而忽視了學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)；（3）教材過分關(guān)注如何方便教師教學(xué)而未考慮如何方便學(xué)習(xí)者進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)。為解決以上問題，提高《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，建設(shè)和開發(fā)滿足時(shí)代發(fā)展需要的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》多元化教材刻不容緩。

二、微課的內(nèi)涵與特征

在教育信息化快速發(fā)展的今天，微課已成為國(guó)內(nèi)外教育技術(shù)研究應(yīng)用的熱點(diǎn)。微課是以單一知識(shí)點(diǎn)為教學(xué)目標(biāo)，以教學(xué)時(shí)長(zhǎng)短小的在線視頻為表現(xiàn)形式的微小課程。學(xué)術(shù)界對(duì)微課展開了討論和研究。胡鐵生[1]分析了高校微課建設(shè)的現(xiàn)狀并針對(duì)高校微課建設(shè)中存在的主要問題提出了解決方案。張靜然[2]對(duì)國(guó)內(nèi)外微課的發(fā)展現(xiàn)狀和成效進(jìn)行了系統(tǒng)地梳理。范福蘭[3]對(duì)微課視頻在教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行了探索研究。梁樂明[4]對(duì)國(guó)內(nèi)外微課進(jìn)行了對(duì)比分析，研究微課的設(shè)計(jì)模式。微課具有以下幾個(gè)主要特征：（1）教學(xué)用時(shí)較短。微課的時(shí)長(zhǎng)一般為5—10分鐘，最長(zhǎng)不超過15分鐘。這符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律，若用時(shí)過長(zhǎng)，學(xué)習(xí)者的注意力容易分散。（2）教學(xué)內(nèi)容較少。微課通常只突出某一知識(shí)點(diǎn)，方便學(xué)習(xí)者利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。（3）教學(xué)活動(dòng)完整。微課內(nèi)容雖少，但必須是一個(gè)完整的教學(xué)活動(dòng)。（4）資源容量較小。微課視頻的容量一般在幾十兆，方便學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)。

三、基于微課的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》多元化教材建設(shè)的特色

傳統(tǒng)教材主要由教科書、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、習(xí)題集等紙質(zhì)材料組成，所提供的信息量相對(duì)較小，表現(xiàn)形式也較為單一?；谖⒄n的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》多元化教材將現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)緊密融合，突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，將紙質(zhì)版教科書、習(xí)題集、微課視頻、CAI課件、程序源代碼、演示軟件等豐富的教學(xué)資源包含在內(nèi)，形成新的知識(shí)傳授模式?；谖⒄n的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材建設(shè)將促進(jìn)教學(xué)理念更新，推動(dòng)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教授和學(xué)習(xí)方式朝著教學(xué)資源多元化、學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)性化的方向轉(zhuǎn)變。多元化教材的主要特色有以下幾點(diǎn)。

1.方便學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)教材的使用主要局限于課堂教學(xué)和課后練習(xí)。多元化教材的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)的教授和學(xué)習(xí)模式，為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)更加開放、自主的學(xué)習(xí)模式。多元化教材通過微課的形式全面闡述《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，涵蓋線性表、樹、圖等所有章節(jié)，形成了一套完整的微課教材資源。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，利用時(shí)間碎片，隨時(shí)隨地、自由、靈活地學(xué)習(xí)，從而有效地提高了學(xué)習(xí)效率，使多元化教材真正創(chuàng)造出以學(xué)生為中心的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式。

2.提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。多元化教材將文字、音頻、微課、圖文、動(dòng)畫完美融合，使教學(xué)內(nèi)容以更加形象、生動(dòng)的形式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，提高了學(xué)習(xí)者的興趣。學(xué)習(xí)者可根據(jù)自身水平和學(xué)習(xí)狀態(tài)有選擇性、自主地學(xué)習(xí)，對(duì)于已經(jīng)學(xué)會(huì)的內(nèi)容可以快進(jìn)跳過，對(duì)于需要思考的程序可以暫停，遇到暫時(shí)聽不懂的算法可以多次重放，有助于學(xué)習(xí)者對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的理解和消化，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

3.理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。多元化教材采用理論知識(shí)結(jié)合案例的編排形式，充分利用我校教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)勢(shì)，真正突出南京郵電大學(xué)重實(shí)踐的辦學(xué)特色。教科書中大多章節(jié)均增加了實(shí)踐案例，例如線性表、樹、圖等章節(jié)，通過對(duì)實(shí)際案例地分析，強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用，將幫助學(xué)生在充分理解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)應(yīng)用，以體現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐價(jià)值和應(yīng)用意義。

四、基于微課的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材的設(shè)計(jì)

多元化教材主要包含紙質(zhì)版教科書、微課、CAI課件等豐富的教學(xué)資源，其中紙質(zhì)版教科書、微課是多元化教材建設(shè)的重中之重。因此，本文主要針對(duì)教科和微課的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

1.紙質(zhì)教科書的設(shè)計(jì)。紙質(zhì)教科書的設(shè)計(jì)原則是以學(xué)生為中心、案例驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向。紙質(zhì)教科書的編寫必須始終站在學(xué)生的角度，思考如何組織編排教授內(nèi)容才能讓學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系，真正獲得能夠解決實(shí)際問題的編程能力。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中有許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法都來源于生活，如：隊(duì)列、樹、圖等。以現(xiàn)實(shí)生活中關(guān)于隊(duì)列、圖等的例子作為案例引入，將讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到現(xiàn)實(shí)生活與算法之間的關(guān)聯(lián)。案例通常主要由問題描述、問題分析、知識(shí)關(guān)聯(lián)、問題實(shí)現(xiàn)、問題總結(jié)等多個(gè)模塊組成。

下面以拓?fù)渑判蛩惴╗5，6]應(yīng)用案例為例，簡(jiǎn)要闡述案例的編排。問題描述：編寫一個(gè)對(duì)某專業(yè)各學(xué)期課程進(jìn)行安排的算法，其中每門課需設(shè)定課時(shí)，各學(xué)期的總課時(shí)不能超過一定的上限。問題分析：各門課程之間有的是相互獨(dú)立的，而有些課程之間則是存在先修關(guān)系的限定。知識(shí)關(guān)聯(lián)：拓?fù)渑判蚴桥袛喙こ添?xiàng)目安排是否合理的重要算法。問題實(shí)現(xiàn)：以課程為頂點(diǎn)，以課程之間的先修關(guān)系為邊，建立有向圖，對(duì)圖中頂點(diǎn)進(jìn)行拓?fù)渑判?，并同時(shí)考慮每學(xué)期選修的課程數(shù)和課時(shí)數(shù)的限制。問題總結(jié)：這是一個(gè)主要針對(duì)拓?fù)渑判蛩惴ㄟM(jìn)行應(yīng)用的案例，它同時(shí)也涵蓋了堆棧、排序等相關(guān)知識(shí)，具有較強(qiáng)的綜合性。

2.微課的設(shè)計(jì)。微課的設(shè)計(jì)原則是認(rèn)真篩選、梯度遞進(jìn)、逐步啟發(fā)。首先根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)篩選出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，確認(rèn)微課教學(xué)內(nèi)容。在教授過程中，教師可按“發(fā)現(xiàn)問題→解決問題→分析→拓展思路→引導(dǎo)創(chuàng)新”的“梯度遞進(jìn)”方式，在短時(shí)間內(nèi)迅速抓住學(xué)生的注意力，通過這種逐步啟發(fā)的模式，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者厘清思路、探究問題，提高學(xué)習(xí)者思考問題和解決問題的能力。

下面以散列表中的刪除元素問題為例，闡述微課設(shè)計(jì)中使用“梯度遞進(jìn)”式的教學(xué)步驟。（1）發(fā)現(xiàn)問題：在散列表中刪除元素時(shí)，若僅是直接刪除元素將可能導(dǎo)致表中后繼的一些元素?zé)o法被查找到。（2）解決方法：引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決這一問題，學(xué)生思考后可能的解決方法是：將后繼元素全部前移一個(gè)位置。（3）分析：這種辦法不可行，后繼元素全部前移一個(gè)位置將使部分元素偏離基位置。（4）拓展思路：在散列表中增加標(biāo)記數(shù)組記錄元素狀態(tài)可解決上述問題。（5）引導(dǎo)創(chuàng)新：再次引導(dǎo)學(xué)習(xí)者思考，散列表的結(jié)構(gòu)改變之后，對(duì)之前的查找算法和插入算法有何影響？該如何解決呢？

教材是教學(xué)過程中的重要工具，在教育信息化的大背景下，突破傳統(tǒng)教材模式，將現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)理念相結(jié)合，構(gòu)建基于微課的多元化教材，這有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)效果，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鐵生，周曉清.高校微課建設(shè)的現(xiàn)狀分析與發(fā)展對(duì)策研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，24（2）：5-13.

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[4]梁樂明，曹俏俏，張寶輝.微課程設(shè)計(jì)模式研究——基于國(guó)內(nèi)外微課程的對(duì)比分析[J].開放教育研究，2013，（2）：65-73.

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[6]嚴(yán)蔚敏，李冬梅，吳偉民.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版）》[M].第2版.北京：人民郵電出版社，2016.

Construction of Diversity Textbooks for "Data Structures" Based on Micro-Courses

WANG Hai-yan， LUO Jian

（School of Computer Science， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing， Jiangsu 210023， China）

Abstract：Construction of textbooks is one of the important parts for the teaching in colleges and universities. Under the trend of rapid development of educational information， lay problems of construction of textbooks for "Data Structures" are becoming more and more serious. The rise of micro-courses has not only brought forward a big impact on traditional teaching models but also provided with an opportunity for the construction of textbooks. This paper discusses the state of art for the construction of textbooks for "Data Structures"，elaborates on the contents and characteristics of micro-courses， introduces the features of diversity textbooks， and presents the methods for the construction of diversity textbooks for "Data Structures".

Key words：micro-course；"Data Structures"；construction of textbooks