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项目驱动教学模式在《数据结构》中的探索

时间:2022-08-04 16:48:03 信息技术论文 我要投稿
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项目驱动教学模式在《数据结构》中的探索

  项目驱动教学模式在《数据结构》中的探索

项目驱动教学模式在《数据结构》中的探索

  袁春蕾a,欧阳志友b,王堃b

  (南京邮电大学a.先进技术研究院;b.物联网学院,江苏南京210023)

  摘要:《数据结构》是计算机专业非常重要的一门专业基础课,也是一门实践性要求非常强、难度比较大的课程。本文针对《数据结构》在教学过程中出现的问题,提出了一种项目驱动的教学模式,结合《数据结构》课程的特点进行了探讨,以帮助学生提高编程能力,切实提高学生的创新能力和学习积极性。

  关键词:项目驱动;教学;数据结构

  基金项目:江苏省研究生教育教学改革研究与实践课题(JGLX13_034);南京邮电大学教学改革研究重点项目(JG01613JX10);南京邮电大学实验室工作研究课题重点项目(2014XSG03)

  作者简介:袁春蕾(1981-),女,山东青岛人,助理研究员,主要研究方向为教学研究、计算机网络。

  一、引言

  《数据结构》是计算机等专业的一门非常重要的专业基础课程,在整个专业的知识体系中占有重要地位,同时也是设计和实现编译程序、操作系统以及其他系统程序和大型应用程序的重要基础,是计算机程序设计的重要理论和实践基础。该课程不仅具有一定的理论性,也具有很强的实践性,因此需要任课教师精心设计、合理规划该课程的整体安排,进而培养学生的程序设计能力、计算思维能力等。

  二、《数据结构》教学现状分析

  《数据结构》是一门理论与实践并重的课程,大部分高校所采用的教学方式依然延续传统的教学模式,以任课教师讲授为主、学生听课为辅,以课堂教学为主、实验为辅,教学过程颇为枯燥,内容较为抽象,导致了教师在授课过程中的教学效果不理想,部分学生学习的兴趣和主动性不高,在运用已有知识解决实际问题的能力方面比较匮乏,自主探索知识的能力不够。

  (一)先导课程掌握不扎实

  目前大部分高校将《C语言程序设计》作为《数据结构》的先导课程,即在《数据结构》学习中采用C语言描述。《C语言程序设计》的掌握和熟练程度,直接影响到《数据结构》课程的学习效果。若在学习《C语言程序设计》课程过程中,学生对结构体、指针等相关知识的理解程度不够,特别是个别学生仅仅停留在对其基本概念认识的程度上,将会导致在《数据结构》学习中无法深刻理解算法的数据结构及算法流程。

  (二)讲授方式有待改善

  《数据结构》课程的抽象程度相对比较高,理论知识比较多。学生仅仅通过任课教师在课堂上的知识讲授,难以掌握和利用理论知识解决实际问题。此外,传统授课方式过于注重任课教师的角色,在课堂上以任课教师为主角,讲述教材内容,而由于《数据结构》相关概念比较抽象,讲授的内容局限于抽象层次,缺乏典型的项目作支撑,学生难以理解,对《数据结构》课程的授课效果和学生的掌握情况都将产生一定的影响。

  (三)重理论、轻实验

  在一些传统的《数据结构》实验教学体系中,实验课程只是被用于理论教学的补充和原理验证,并未得到足够的重视。部分教师本身就缺乏项目的实际锻炼,缺乏工程实践经验,难以真正做到联系实际的工程问题展开实验教学。加上实验教学过程中需要用到一系列不同复杂程度的仪器设备,对教师的技能要求也更高,从而导致了一些教师在编写课程大纲或建设实验教学体系时,有意无意地缩减一些难度较大的实验环节,使得学生在学习《数据结构》课程的过程中并未得到足够的锻炼。

  (四)重验证、轻设计

  综合性实验和设计性实验相比验证性实验来说,涉及的知识面广,可能涉及的仪器设备更加复杂,较大地增加了实验教学和指导过程的难度,因此一些传统的实验教学体系受师资力量、仪器设备等的限制,大都侧重验证性实验的教学,缺乏足够的综合性实验和设计性实验,而综合性实验和设计性实验是培养学生创新能力的重要环节。

  三、项目驱动教学模式

  项目驱动教学模式是以授课对象———学生为主体,(fanwen.weiyujianbao.cn)任课教师作为指导者的协作式学习模式,是根据学生自身情况建构知识的学习过程。项目驱动教学模式能够遵循学生职业技术能力培养的基本规律,以职业能力培养为重点,根据行业企业发展需要和实际工作任务的要求,实现学生职业能力的自我构建和职业素养的全面提高。

  在项目驱动的实验教学过程中,以项目为中心,以学生为主体,打破理论与实践二元分离的局面:任课教师将整个的学习过程分解为一个个具体的项目,设计出一个个项目教学方案,把日常的教学内容渗入到每个项目中,使得知识点能合理地分配和贯穿到项目的各个环节。学生在循序渐进的学习过程中,层层推进项目,通过项目验证和检验学生的掌握程度,更好地促进学生的学习。学生因此也会产生强烈的求知欲望,带着问题学习理论知识,并将理论知识灵活运用到项目中去,这在一定程度上提高了学生学习的主动性,激发了学生的学习兴趣。

  四、项目驱动教学模式的探索

  借鉴软件工程中生命周期的思想,将项目驱动的教学模式运用到《数据结构》中,在此过程中,以项目的开发过程为主线,让学生在项目开发过程中学习和掌握《数据结构》课程的相关内容。因此,需要任课教师针对《数据结构》的教学内容精心设置项目,以学生生活中经常接触的案例作为项目,并分为若干个子项目,每一个子项目涵盖具体的教学内容,使得学生在完成项目的过程中掌握理论知识,并能真正运用到实践中,从而充分调动学生的学习兴趣和求职欲望,增强学生的动手能力及创新能力。

  (一)在理论教学方面

  任课教师在理论知识的讲授过程中,以项目任务为驱动,将《数据结构》中的线性表、栈、队列、串、数组、树、二叉树、图以及查找与排序等知识点和一些方法、技能有机结合,使得学生在解决问题的过程中开展学习,对《数据结构》中的基本概念有了一个直观的认识。另外,任课教师可以根据项目所需的知识,将讲授过程转换成提出问题、分析问题、解决问题的过程,进而激发学生的学习兴趣,加深对《数据结构》理论知识的理解,并为实验教学做好准备。

  (二)在实验教学方面

  在实验教学中,将理论知识融入到项目中,引导学生利用所学的知识来解决项目中的问题。

  1.项目准备阶段。项目的准备阶段是整个实验教学活动的关键,其设置的合理程度直接影响后续的教学效果。任课教师将围绕《数据结构》的教学内容,以培养学生的各项能力为出发点,拟定切实可行的项目方案。在此过程中,需充分考虑授课对象对先导课程的掌握程度、学生对项目的感兴趣程度、项目的整体难易程度等。项目的难易程度至关重要:难度过高,不仅无法达到预期的实验教学效果,学生深入学习的积极性也会受到打击;难度过低,则很难达到实验教学的要求。这就需要任课教师加强对学生的了解,并根据学生的情况来调整所设置的实验项目的难易程度。这无疑对项目的组织者、指导者、促进者———任课教师,提出了更高的要求。

  2.项目实施阶段。项目实施阶段是整个实验教学活动的中心环节。学生作为主体,在任课教师的指导下,对项目的实现展开讨论,通过任课教师的指导,确定实现项目的思路,并开展相关的实施工作。

  任课教师根据项目的难易程度和学生的掌握程度将学生进行分组,并通过阐述项目的意义和难点,激发学生独立完成项目的信心。对于个别学生存在的难点问题,任课教师给予适当的指导和帮助,对于学生普遍存在的共性问题,任课教师可统一讲解,以便及时掌握学生对于知识的掌握程度和存在的问题,并及时调控项目实施的进度。

  3.项目考核阶段。尽管项目的考核结果在项目结束时给出,但此项工作贯穿于整个项目开发过程。总成绩由项目实施过程和答辩两部分构成,两者所占分值的比重由项目自身特点决定。项目实施过程的成绩包括出勤率、分析问题的能力、解决问题的能力、自学能力、动手能力、创新能力、团队协作能力;答辩的成绩包括学生对各自负责项目的陈述、对项目中所涉及到的知识点的汇报、项目运行情况和调试情况的讲解等,这在一定程度上锻炼了学生的表达和交流能力。

  五、结语

  将项目驱动教学模式运用到《数据结构》教学中,克服了该课程传统教学的诸多弊端,避免了学生只学习理论知识的现状。学生对该课程的学习兴趣明显提高,学习目标明确,将以往的被动学习转变为主动学习,提高了学生自我学习的能力,激发了他们的学习兴趣,在一定程度上,真正做到了理论知识与实践性环节的高度融合。

  参考文献:

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  [2]秦钢年,黄大明,卢福宁,等。构建适应创新型人才培养的实验教学体系[J].实验室研究与探索,2012,31(1):101-104.

  [3]蔡苗,蔡红娟,黄松,等。信息类专业平台课程实验教学体系改革的探索与实践[J]. 实验室研究与探索,2012,31(9):154-156.

  [4]宁彬,龚雄兴,袁磊。开放式计算机实验教学体系探索[J].电脑知识与技术,2012,8(19):4661-4662.

  [5]刘晓静,王晓英。基于项目导向的数据结构与算法课程教学研究与实践[J].微型电脑应用,2014,30(9):48-50.

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