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    項目驅動教學模式在《數據結構》中的探索

    時間:2015-7-9欄目:信息技術論文

      項目驅動教學模式在《數據結構》中的探索

      袁春蕾a,歐陽志友b,王堃b

      (南京郵電大學a.先進技術研究院;b.物聯網學院,江蘇南京210023)

      摘要:《數據結構》是計算機專業非常重要的一門專業基礎課,也是一門實踐性要求非常強、難度比較大的課程。本文針對《數據結構》在教學過程中出現的問題,提出了一種項目驅動的教學模式,結合《數據結構》課程的特點進行了探討,以幫助學生提高編程能力,切實提高學生的創新能力和學習積極性。

      關鍵詞:項目驅動;教學;數據結構

      基金項目:江蘇省研究生教育教學改革研究與實踐課題(JGLX13_034);南京郵電大學教學改革研究重點項目(JG01613JX10);南京郵電大學實驗室工作研究課題重點項目(2014XSG03)

      作者簡介:袁春蕾(1981-),女,山東青島人,助理研究員,主要研究方向為教學研究、計算機網絡。

      一、引言

      《數據結構》是計算機等專業的一門非常重要的專業基礎課程,在整個專業的知識體系中占有重要地位,同時也是設計和實現編譯程序、操作系統以及其他系統程序和大型應用程序的重要基礎,是計算機程序設計的重要理論和實踐基礎。該課程不僅具有一定的理論性,也具有很強的實踐性,因此需要任課教師精心設計、合理規劃該課程的整體安排,進而培養學生的程序設計能力、計算思維能力等。

      二、《數據結構》教學現狀分析

      《數據結構》是一門理論與實踐并重的課程,大部分高校所采用的教學方式依然延續傳統的教學模式,以任課教師講授為主、學生聽課為輔,以課堂教學為主、實驗為輔,教學過程頗為枯燥,內容較為抽象,導致了教師在授課過程中的教學效果不理想,部分學生學習的興趣和主動性不高,在運用已有知識解決實際問題的能力方面比較匱乏,自主探索知識的能力不夠。

      (一)先導課程掌握不扎實

      目前大部分高校將《C語言程序設計》作為《數據結構》的先導課程,即在《數據結構》學習中采用C語言描述。《C語言程序設計》的掌握和熟練程度,直接影響到《數據結構》課程的學習效果。若在學習《C語言程序設計》課程過程中,學生對結構體、指針等相關知識的理解程度不夠,特別是個別學生僅僅停留在對其基本概念認識的程度上,將會導致在《數據結構》學習中無法深刻理解算法的數據結構及算法流程。

      (二)講授方式有待改善

      《數據結構》課程的抽象程度相對比較高,理論知識比較多。學生僅僅通過任課教師在課堂上的知識講授,難以掌握和利用理論知識解決實際問題。此外,傳統授課方式過于注重任課教師的角色,在課堂上以任課教師為主角,講述教材內容,而由于《數據結構》相關概念比較抽象,講授的內容局限于抽象層次,缺乏典型的項目作支撐,學生難以理解,對《數據結構》課程的授課效果和學生的掌握情況都將產生一定的影響。

      (三)重理論、輕實驗

      在一些傳統的《數據結構》實驗教學體系中,實驗課程只是被用于理論教學的補充和原理驗證,并未得到足夠的重視。部分教師本身就缺乏項目的實際鍛煉,缺乏工程實踐經驗,難以真正做到聯系實際的工程問題展開實驗教學。加上實驗教學過程中需要用到一系列不同復雜程度的儀器設備,對教師的技能要求也更高,從而導致了一些教師在編寫課程大綱或建設實驗教學體系時,有意無意地縮減一些難度較大的實驗環節,使得學生在學習《數據結構》課程的過程中并未得到足夠的鍛煉。

      (四)重驗證、輕設計

      綜合性實驗和設計性實驗相比驗證性實驗來說,涉及的知識面廣,可能涉及的儀器設備更加復雜,較大地增加了實驗教學和指導過程的難度,因此一些傳統的實驗教學體系受師資力量、儀器設備等的限制,大都側重驗證性實驗的教學,缺乏足夠的綜合性實驗和設計性實驗,而綜合性實驗和設計性實驗是培養學生創新能力的重要環節。

      三、項目驅動教學模式

      項目驅動教學模式是以授課對象———學生為主體,(www.q9592.com)任課教師作為指導者的協作式學習模式,是根據學生自身情況建構知識的學習過程。項目驅動教學模式能夠遵循學生職業技術能力培養的基本規律,以職業能力培養為重點,根據行業企業發展需要和實際工作任務的要求,實現學生職業能力的自我構建和職業素養的全面提高。

      在項目驅動的實驗教學過程中,以項目為中心,以學生為主體,打破理論與實踐二元分離的局面:任課教師將整個的學習過程分解為一個個具體的項目,設計出一個個項目教學方案,把日常的教學內容滲入到每個項目中,使得知識點能合理地分配和貫穿到項目的各個環節。學生在循序漸進的學習過程中,層層推進項目,通過項目驗證和檢驗學生的掌握程度,更好地促進學生的學習。學生因此也會產生強烈的求知欲望,帶著問題學習理論知識,并將理論知識靈活運用到項目中去,這在一定程度上提高了學生學習的主動性,激發了學生的學習興趣。

      四、項目驅動教學模式的探索

      借鑒軟件工程中生命周期的思想,將項目驅動的教學模式運用到《數據結構》中,在此過程中,以項目的開發過程為主線,讓學生在項目開發過程中學習和掌握《數據結構》課程的相關內容。因此,需要任課教師針對《數據結構》的教學內容精心設置項目,以學生生活中經常接觸的案例作為項目,并分為若干個子項目,每一個子項目涵蓋具體的教學內容,使得學生在完成項目的過程中掌握理論知識,并能真正運用到實踐中,從而充分調動學生的學習興趣和求職欲望,增強學生的動手能力及創新能力。

      (一)在理論教學方面

      任課教師在理論知識的講授過程中,以項目任務為驅動,將《數據結構》中的線性表、棧、隊列、串、數組、樹、二叉樹、圖以及查找與排序等知識點和一些方法、技能有機結合,使得學生在解決問題的過程中開展學習,對《數據結構》中的基本概念有了一個直觀的認識。另外,任課教師可以根據項目所需的知識,將講授過程轉換成提出問題、分析問題、解決問題的過程,進而激發學生的學習興趣,加深對《數據結構》理論知識的理解,并為實驗教學做好準備。

      (二)在實驗教學方面

      在實驗教學中,將理論知識融入到項目中,引導學生利用所學的知識來解決項目中的問題。

      1.項目準備階段。項目的準備階段是整個實驗教學活動的關鍵,其設置的合理程度直接影響后續的教學效果。任課教師將圍繞《數據結構》的教學內容,以培養學生的各項能力為出發點,擬定切實可行的項目方案。在此過程中,需充分考慮授課對象對先導課程的掌握程度、學生對項目的感興趣程度、項目的整體難易程度等。項目的難易程度至關重要:難度過高,不僅無法達到預期的實驗教學效果,學生深入學習的積極性也會受到打擊;難度過低,則很難達到實驗教學的要求。這就需要任課教師加強對學生的了解,并根據學生的情況來調整所設置的實驗項目的難易程度。這無疑對項目的組織者、指導者、促進者———任課教師,提出了更高的要求。

      2.項目實施階段。項目實施階段是整個實驗教學活動的中心環節。學生作為主體,在任課教師的指導下,對項目的實現展開討論,通過任課教師的指導,確定實現項目的思路,并開展相關的實施工作。

      任課教師根據項目的難易程度和學生的掌握程度將學生進行分組,并通過闡述項目的意義和難點,激發學生獨立完成項目的信心。對于個別學生存在的難點問題,任課教師給予適當的指導和幫助,對于學生普遍存在的共性問題,任課教師可統一講解,以便及時掌握學生對于知識的掌握程度和存在的問題,并及時調控項目實施的進度。

      3.項目考核階段。盡管項目的考核結果在項目結束時給出,但此項工作貫穿于整個項目開發過程。總成績由項目實施過程和答辯兩部分構成,兩者所占分值的比重由項目自身特點決定。項目實施過程的成績包括出勤率、分析問題的能力、解決問題的能力、自學能力、動手能力、創新能力、團隊協作能力;答辯的成績包括學生對各自負責項目的陳述、對項目中所涉及到的知識點的匯報、項目運行情況和調試情況的講解等,這在一定程度上鍛煉了學生的表達和交流能力。

      五、結語

      將項目驅動教學模式運用到《數據結構》教學中,克服了該課程傳統教學的諸多弊端,避免了學生只學習理論知識的現狀。學生對該課程的學習興趣明顯提高,學習目標明確,將以往的被動學習轉變為主動學習,提高了學生自我學習的能力,激發了他們的學習興趣,在一定程度上,真正做到了理論知識與實踐性環節的高度融合。

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