劉文英

(岳陽(yáng)廣播電視大學(xué),湖南岳陽(yáng) 414000)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程“五化”實(shí)踐教學(xué)模式研究

劉文英＊

(岳陽(yáng)廣播電視大學(xué),湖南岳陽(yáng) 414000)

本文針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題,總結(jié)出了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容“實(shí)例化”、實(shí)踐教學(xué)形式“多樣化”、實(shí)踐教學(xué)策略“層次化”、實(shí)踐教學(xué)過(guò)程“階段化”、實(shí)踐教學(xué)考核“公開(kāi)化”的“五化”實(shí)踐教學(xué)模式。該模式的應(yīng)用能有效提高學(xué)員的編程能力和學(xué)習(xí)積極性。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);實(shí)踐教學(xué)模式;實(shí)踐能力;編程能力

一、實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

(一)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)公認(rèn)的難上的課

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要內(nèi)容包括將現(xiàn)實(shí)世界轉(zhuǎn)化為在計(jì)算機(jī)世界中的抽象的數(shù)據(jù)描述,數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的組織以及不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的基本操作實(shí)現(xiàn)等。課程內(nèi)容廣、概念多、難度大、算法編寫(xiě)復(fù)雜,具有很強(qiáng)的邏輯性、抽象性、靈活性和技巧性,因此造成了課程的教學(xué)難度大,學(xué)員的學(xué)習(xí)難度也大。學(xué)員首先從心理上畏懼?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu),害怕實(shí)踐,上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)常常不知如何動(dòng)手。

(二)學(xué)員對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言掌握不好

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般是第二學(xué)期開(kāi)設(shè),計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的部分學(xué)員以前專(zhuān)科并不是學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的,更沒(méi)有程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在此之前就只學(xué)習(xí)了一門(mén)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 (如 C語(yǔ)言、C++等)。那些計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)專(zhuān)科學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生也有部分基礎(chǔ)較差,缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)較深入的理解,而且工學(xué)矛盾等原因,學(xué)過(guò)后也只是掌握這門(mén)語(yǔ)言的基本語(yǔ)法規(guī)則,對(duì) C語(yǔ)言中的函數(shù)調(diào)用、指針和結(jié)構(gòu)體等知識(shí)點(diǎn)根本就沒(méi)有學(xué)透,還不具備應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編制程序解決實(shí)際問(wèn)題的能力,加之不愛(ài)動(dòng)腦、動(dòng)手,導(dǎo)致時(shí)間花得多,效果不理想。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)大量運(yùn)用如 C語(yǔ)言中比較難的結(jié)構(gòu)體、指針、鏈表等知識(shí),這樣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)就更難了。

(三)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和內(nèi)容安排不當(dāng)

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)安排都是根據(jù)理論教學(xué)進(jìn)度采取分散式的方式安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,完成一次理論教學(xué),就安排一次實(shí)驗(yàn),分次進(jìn)行,一次 2-3課時(shí),一次完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。加上開(kāi)放教育學(xué)員工學(xué)矛盾、家庭原因等,課前沒(méi)有任何準(zhǔn)備,并且有的學(xué)員年齡偏大,操作也慢,實(shí)驗(yàn)時(shí)程序代碼都沒(méi)敲完,就下課了,回去也未繼續(xù)。所以有的學(xué)員一個(gè)學(xué)期下來(lái)做了多次實(shí)驗(yàn),卻一個(gè)程序也未能調(diào)試通過(guò),久而久之,對(duì)編程失去興趣,根本就不會(huì)編寫(xiě)程序、調(diào)試程序,程序設(shè)計(jì)的能力也就可想而知了。另外實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常由指導(dǎo)教師安排一些簡(jiǎn)單的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn),也達(dá)不到鞏固和促進(jìn)理論教學(xué)的目的。再加上學(xué)員編程能力本來(lái)就有限,造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果極差。

(四)“重理論,輕實(shí)踐”的問(wèn)題嚴(yán)重

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中無(wú)論是教師還是學(xué)員傳統(tǒng)的“重理論,輕實(shí)踐”的指導(dǎo)思想依然嚴(yán)重。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)多數(shù)偏重算法思想形成過(guò)程的分析,算法的描述用一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或用偽碼,重在算法思想的描述。在實(shí)驗(yàn)中,有些學(xué)員甚至有了現(xiàn)成的算法,也不知道如何將算法改換成計(jì)算機(jī)能接受的程序。學(xué)員一看到偽代碼就頭痛,學(xué)習(xí)興趣急劇下降,畏難情緒油然而生。

因此,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐環(huán)節(jié)往往流于形式,加上實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中缺乏合適的監(jiān)督管理和獎(jiǎng)懲制度,大多數(shù)學(xué)員因程序設(shè)計(jì)基本功不扎實(shí),當(dāng)任務(wù)無(wú)法按時(shí)完成時(shí)就“拷貝”交差,蒙混過(guò)關(guān)。

二、實(shí)踐教學(xué)模式的探究與實(shí)踐

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,培養(yǎng)學(xué)員求解問(wèn)題的實(shí)踐能力是教學(xué)的首要目的。上機(jī)實(shí)踐是學(xué)員學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)實(shí)踐能力最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。要求學(xué)員必須通過(guò)反復(fù)的實(shí)踐訓(xùn)練,強(qiáng)化學(xué)員“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) -算法 -程序”三者密切相關(guān)的意識(shí),理解、習(xí)慣、掌握算法構(gòu)造思維方法,從而獲得求解問(wèn)題的能力。針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求以及當(dāng)前存在的問(wèn)題,并結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐,總結(jié)出了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容“實(shí)例化”、實(shí)踐教學(xué)形式“多樣化”、實(shí)踐教學(xué)策略“層次化”、實(shí)踐教學(xué)過(guò)程“階段化”、實(shí)踐教學(xué)考核“公開(kāi)化”的“五化”實(shí)踐教學(xué)模式。

(一)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容“實(shí)例化”

實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)必須以實(shí)例求解為主線索,體現(xiàn)分析、設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。針對(duì)每個(gè)教學(xué)單元的重要知識(shí)點(diǎn),選擇有代表性、難度適中、綜合性的典型算法,合理設(shè)計(jì)“案例”作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,以點(diǎn)帶面,使學(xué)員在面對(duì)實(shí)際案例中學(xué)會(huì)分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案,讓學(xué)員編程、上機(jī)、調(diào)試,在實(shí)驗(yàn)中加深掌握某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)組織、加工、處理方法,進(jìn)一步理解算法的設(shè)計(jì),同時(shí)鍛煉編程和調(diào)試程序的能力。實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)要從“實(shí)例”引導(dǎo)入手,將枯燥的概念和公式融入到形象的比喻中,促進(jìn)學(xué)員的理解和記憶。比如要完成“隊(duì)列操作”實(shí)驗(yàn),就以“排隊(duì)買(mǎi)車(chē)票”著手,有關(guān)隊(duì)列操作的實(shí)現(xiàn)思路可以通過(guò)排隊(duì)買(mǎi)票的現(xiàn)象很好的理解。剛來(lái)到的人要買(mǎi)票的話,就要排在隊(duì)列的最后 (入隊(duì)列操作),買(mǎi)過(guò)票離開(kāi)隊(duì)列的一定是排在隊(duì)列最前面的人 (出隊(duì)列操作),正好印證了隊(duì)列是一種特殊的“先進(jìn)先出線性表”。也就是說(shuō)隊(duì)列的插入操作只能在隊(duì)尾進(jìn)行,隊(duì)列的刪除操作只能在隊(duì)首進(jìn)行,有了這樣的思路,結(jié)合線性表操作的知識(shí)編程也就不難了。按照引入實(shí)例、然后啟發(fā)學(xué)員分析問(wèn)題、讓學(xué)員自己去想如何解決問(wèn)題的過(guò)程來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容。

(二)實(shí)踐教學(xué)形式“多樣化”

根據(jù)實(shí)踐內(nèi)容涉及到的理論知識(shí)點(diǎn)情況采用形式多樣的實(shí)踐教學(xué):

1.驗(yàn)證式實(shí)踐。以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)為主,精心組織課程教學(xué)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證教材理論,達(dá)到鞏固理論知識(shí)的目的。通過(guò)單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,了解掌握基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,掌握從算法到程序的轉(zhuǎn)換,并學(xué)會(huì)調(diào)試、測(cè)試程序能力。如“排隊(duì)買(mǎi)車(chē)票”實(shí)驗(yàn),讓學(xué)員體會(huì)隊(duì)列基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)算如入隊(duì)、出隊(duì)等操作的合理應(yīng)用。如線性表、鏈表、查找、排序等內(nèi)容實(shí)踐操作后,根據(jù)程序運(yùn)行后的結(jié)果是否正確就能判斷程序的正確性。

2.課題式實(shí)踐。在綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決工程實(shí)際問(wèn)題時(shí),學(xué)員根據(jù)自己的興趣愛(ài)好確定一個(gè)課題進(jìn)行課程設(shè)計(jì),通過(guò)查找相關(guān)資料,提出研究課題,寫(xiě)出實(shí)施計(jì)劃,擴(kuò)展相關(guān)算法,限期完成。課程設(shè)計(jì)是學(xué)員結(jié)合工程設(shè)計(jì)而進(jìn)行的綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練,也是檢驗(yàn)學(xué)員對(duì)所學(xué)內(nèi)容的具體應(yīng)用的能力。培養(yǎng)學(xué)員在本課程范圍內(nèi),初步掌握解決工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)所應(yīng)具有的查閱資料,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以及繪圖和調(diào)試等能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)及從事專(zhuān)業(yè)工作打下基礎(chǔ)?？梢圆捎眉惺?(在學(xué)校)和分散式 (在家)兩種形式完成。如針對(duì)求圖的最小生成樹(shù)知識(shí)內(nèi)容,就可以設(shè)計(jì)一個(gè)“校園導(dǎo)游咨詢”課題來(lái)實(shí)踐。教師集中式講解如何查找相關(guān)資料,介紹編程環(huán)境,強(qiáng)調(diào)在驗(yàn)證算法過(guò)程中需要注意的問(wèn)題等;學(xué)員分散式完成課題任務(wù)。然后教師確定時(shí)間組織各學(xué)員進(jìn)行答辯,學(xué)員對(duì)研究課題的目的、背景資料、理論依據(jù)、技術(shù)方法、計(jì)劃和目標(biāo)等進(jìn)行解答,并回答教師提出的有關(guān)問(wèn)題。

3.考察式實(shí)踐。組織學(xué)員到校外實(shí)踐基地考察,聘請(qǐng)技術(shù)專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)講解程序設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的具體使用過(guò)程,使學(xué)員對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)直觀的感性認(rèn)識(shí)。

(三)實(shí)踐教學(xué)策略“層次化”

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身建立在抽象的數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上,理論性和邏輯性比較強(qiáng),內(nèi)容相對(duì)來(lái)說(shuō)枯燥無(wú)味、抽象難懂,知識(shí)點(diǎn)也比較多。學(xué)員基礎(chǔ)參差不齊,工學(xué)矛盾突出,學(xué)習(xí)精力、時(shí)間有限。我們必須改革實(shí)踐教學(xué)策略,按基礎(chǔ)性、綜合性、實(shí)用性和拓展性四個(gè)層次循序漸進(jìn)的完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),不但使學(xué)員加深對(duì)理論知識(shí)的理解,更能培養(yǎng)學(xué)員的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

1.基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。針對(duì)某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)算如插入、刪除、查找等算法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其目的是讓學(xué)員掌握基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作,通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)如何從算法轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦?。如線性表的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)可以是編程實(shí)現(xiàn)線性表的插入或刪除運(yùn)算。

2.綜合性實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中整合某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一些基本運(yùn)算算法,提高學(xué)員分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。如線性結(jié)構(gòu)的綜合實(shí)驗(yàn)包括線性表的存取、插入、刪除、查詢、求表長(zhǎng)等算法,如何在表頭或表尾進(jìn)行插入或刪除操作,對(duì)于一個(gè)有序表如何完成插入、刪除、查詢算法,當(dāng)線性表采用順序存儲(chǔ)或鏈接存儲(chǔ)時(shí)的插入、刪除、查詢等算法。

3.實(shí)用性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是解決一些實(shí)際有意義的問(wèn)題,進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練,提升學(xué)員的興趣和自信心,提高實(shí)踐能力。如在“線性表”基本實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后,給出“一元多項(xiàng)式計(jì)算器”問(wèn)題,通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn),讓學(xué)員體會(huì)線性結(jié)構(gòu)如何從現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中抽象出來(lái),又如何用來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。一元多項(xiàng)式可以用線性表來(lái)表示,線性表可以用數(shù)組或鏈表兩種方式存儲(chǔ),因而一元多項(xiàng)式的運(yùn)算可以轉(zhuǎn)化為對(duì)其相應(yīng)的線性表的運(yùn)算。因此可以用帶表頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表存儲(chǔ)多項(xiàng)式,多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)存放在頭結(jié)點(diǎn)中。用 C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式計(jì)算器。

4.拓展性實(shí)驗(yàn)。給學(xué)員自主設(shè)計(jì)自主選擇的空間,引導(dǎo)學(xué)員深化問(wèn)題。如在“一元多項(xiàng)式計(jì)算器”問(wèn)題的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)員思考“兩個(gè)一元多項(xiàng)式的加、減運(yùn)算”、“兩個(gè)一元多項(xiàng)式的乘法運(yùn)算”等問(wèn)題,“如何存放學(xué)員的信息表”、“如何對(duì)學(xué)員信息表進(jìn)行如查找、分類(lèi)等操作”。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)員提出新的問(wèn)題,分析新問(wèn)題,解決新問(wèn)題,通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決自己想解決的問(wèn)題。

(四)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程“階段化”

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)受總學(xué)時(shí)數(shù)的約束,不可能很多,只有利用課內(nèi)課外相結(jié)合的方式。我們根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想和教學(xué)原則,考慮到培養(yǎng)計(jì)劃的要求,對(duì)每一次實(shí)驗(yàn)課都進(jìn)行精心地策劃,從課前預(yù)習(xí)階段、實(shí)踐體驗(yàn)階段和成果交流階段等三個(gè)階段來(lái)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際、提高實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。

1.課前預(yù)習(xí)階段。要求學(xué)員課前預(yù)習(xí),初步了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?、?shí)驗(yàn)環(huán)境的使用、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟等。實(shí)驗(yàn)前組織討論,共同探討實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)難點(diǎn),包括編程環(huán)境、算法驗(yàn)證過(guò)程中需注意的問(wèn)題、算法在相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的地位和作用等。通過(guò)課前預(yù)習(xí),保證了學(xué)員在實(shí)驗(yàn)前有了足夠的理論儲(chǔ)備,使學(xué)員在實(shí)驗(yàn)中思路清晰,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力也得到增強(qiáng),也就更易于取得實(shí)驗(yàn)的成功。

2.實(shí)踐體驗(yàn)階段。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,我們不再充當(dāng)“保姆”的角色,而是放開(kāi)學(xué)員的手腳,使他們能發(fā)揮出最大的主觀能動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,教師充分運(yùn)用多媒體教學(xué)設(shè)備,生動(dòng)、詳實(shí)地向?qū)W員闡述算法的基本原理及該算法應(yīng)用前景等,激發(fā)學(xué)員探究算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的興趣。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中,教師融入到學(xué)員當(dāng)中,與他們進(jìn)行雙向的交流,針對(duì)學(xué)員在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,采用提示和設(shè)疑的方法讓他們自己動(dòng)腦調(diào)試程序并糾正程序錯(cuò)誤,并要求學(xué)員在實(shí)驗(yàn)中邊操作、邊記錄、邊思考。記錄實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中每一個(gè)步驟的調(diào)試分析、調(diào)試數(shù)據(jù)設(shè)定、程序運(yùn)行中間結(jié)果及其算法的結(jié)果描述。實(shí)驗(yàn)記錄是描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程并為實(shí)驗(yàn)后提供相關(guān)感性認(rèn)識(shí)的原始資料,也是寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告的前提。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)員積極思考,有效保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)記錄中要體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)者的思維過(guò)程,即實(shí)驗(yàn)者是如何理解每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,其目的和原理是什么,關(guān)鍵在哪里,可否有更好的改進(jìn)方法等等。當(dāng)?shù)玫降膶?shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí),要求學(xué)員深入思考,分析其產(chǎn)生問(wèn)題的根源,是程序設(shè)計(jì)不當(dāng),還是上機(jī)環(huán)境的改變等,從而培養(yǎng)學(xué)員具有從事科學(xué)研究所必須的嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

例如,在做循環(huán)隊(duì)列的基本運(yùn)算上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)員通過(guò)課前預(yù)習(xí)和教師講解,得知循環(huán)隊(duì)列用順序結(jié)構(gòu)存儲(chǔ),并且采用留空閑單元的方法處理邊界條件問(wèn)題。但這種算法在實(shí)現(xiàn)時(shí)受到初始化空間大小的限制,而且會(huì)導(dǎo)致操作預(yù)留空間而使隊(duì)列越界的情況,因而,我們引導(dǎo)學(xué)員是否可以從改變隊(duì)列的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和邊界條件處理方法著手解決問(wèn)題。很多學(xué)員通過(guò)認(rèn)真思考,查閱相關(guān)資料,提出了很多不同的解決方法,分析了改進(jìn)循環(huán)隊(duì)列算法的可行性。通過(guò)這種啟發(fā)式、研討式的教學(xué)方法,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了學(xué)員的思維。

3.成果交流階段。作為學(xué)員實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的主要依據(jù)是實(shí)驗(yàn)報(bào)告,但是實(shí)驗(yàn)報(bào)告不是大段地摘抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟,再附上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或結(jié)果便完成了。這種機(jī)械式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)于培養(yǎng)學(xué)員的能力幾乎沒(méi)有絲毫的幫助,也不利于教師對(duì)學(xué)員學(xué)習(xí)情況的掌握,無(wú)法公平地評(píng)定學(xué)員的成績(jī),往往是文字抄得多,字跡整潔就可得高分。因此實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的總結(jié),要求學(xué)員能從實(shí)驗(yàn)的方法、原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)果等方面進(jìn)行分析,掌握其中的基本實(shí)驗(yàn)方法,具體應(yīng)包括三個(gè)方面的內(nèi)容:第一,經(jīng)課程輔導(dǎo)教師簽字的原始實(shí)驗(yàn)記錄;第二,實(shí)驗(yàn)中的異常情況分析、實(shí)驗(yàn)方法的重新設(shè)計(jì)或改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)等;第三,完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的思考題,完成課外閱讀任務(wù)。這樣做,強(qiáng)調(diào)了對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果的討論,有利于培養(yǎng)學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)使學(xué)員不再盲目追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,轉(zhuǎn)為追求解決問(wèn)題的方法和過(guò)程,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)鍵步驟的原理及操作技術(shù)成了大家探討的中心話題。

(五)實(shí)踐教學(xué)考核“公開(kāi)化”

當(dāng)學(xué)員完成一個(gè)項(xiàng)目后,讓學(xué)員自己展示成果,推銷(xiāo)自己的作品,在提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的同時(shí),確定專(zhuān)門(mén)的時(shí)間要求學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行答辯,打破傳統(tǒng)的學(xué)員做完實(shí)驗(yàn)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告就算完成的做法。依據(jù)答辯情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)分,讓實(shí)踐教學(xué)考核“公開(kāi)化”。這不僅是老師檢查學(xué)員學(xué)習(xí)效果的手段,而且可以讓學(xué)員相互學(xué)習(xí),取長(zhǎng)補(bǔ)短,并從中充分體會(huì)到成功的喜悅。對(duì)待學(xué)員所展示的成果,應(yīng)該抱著欣賞的態(tài)度,從肯定的角度給予評(píng)價(jià)。成果展示時(shí),有的學(xué)員可能設(shè)計(jì)得不太理想,但介紹自己的設(shè)計(jì)時(shí)語(yǔ)言非常簡(jiǎn)練而且幽默,會(huì)博得同學(xué)們的陣陣掌聲;有的學(xué)員可能設(shè)計(jì)得很好,但表達(dá)能力欠佳,或者語(yǔ)速太快,同學(xué)們沒(méi)能聽(tīng)清,或者結(jié)結(jié)巴巴不能成句;有的同學(xué)可能設(shè)計(jì)得比較好,但不敢上臺(tái)介紹,或者理論上不能自圓其說(shuō)。不管是什么情況,作為教師都應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)員,鼓勵(lì)學(xué)員,讓學(xué)員慢慢的進(jìn)入角色,能夠完整的介紹自己的作品。這樣的成果展示不僅檢查了學(xué)員對(duì)本項(xiàng)目的知識(shí)掌握情況,而且還鍛煉了學(xué)員的編程能力、寫(xiě)作能力、語(yǔ)言組織能力和語(yǔ)言表達(dá)能力,同時(shí)體現(xiàn)考核結(jié)果的公平、公正、公開(kāi)。

三、實(shí)踐教學(xué)的保障條件

計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的課程實(shí)踐性比較強(qiáng),不通過(guò)上機(jī)實(shí)踐,是很難達(dá)到對(duì)知識(shí)的理解和掌握的。通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)學(xué)員的學(xué)習(xí)目的很明確,他們希望增強(qiáng)在實(shí)際工作中使用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的技能,他們渴望學(xué)習(xí)的內(nèi)容能與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展同步,或者至少能夠及時(shí)掌握技術(shù)領(lǐng)域流行的實(shí)用技術(shù)。因此對(duì)學(xué)員進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)指導(dǎo)也是必不可少的一項(xiàng)重要任務(wù)。一是輔導(dǎo)學(xué)員閱讀經(jīng)典算例和綜合性程序,要求學(xué)員掌握設(shè)計(jì)思路、關(guān)鍵步驟、程序設(shè)計(jì)技巧;二是指導(dǎo)學(xué)員改寫(xiě)或模仿編寫(xiě)程序;三是引導(dǎo)學(xué)員在編寫(xiě)程序時(shí)要融入初步的軟件工程思想:需求分析、建立模型、整體設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)步驟、編程技術(shù)、用例測(cè)試等。

(一)實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容要與課程教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合

課程輔導(dǎo)教師要整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)容與課程教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),以理論教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,以實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容鞏固和促進(jìn)理論教學(xué)內(nèi)容的推進(jìn),培養(yǎng)和鍛煉學(xué)員理論與實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)態(tài)度,提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣、分析和解決問(wèn)題能力、程序調(diào)試能力、程序編程能力及創(chuàng)新素質(zhì)。

(二)合理進(jìn)行“課程實(shí)踐教學(xué)一體化設(shè)計(jì)”

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)一體化設(shè)計(jì)把課程作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、課程大作業(yè)等內(nèi)容進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),對(duì)課程特點(diǎn)、教學(xué)資源情況和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)安排整體思考和說(shuō)明,對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)形式等具體安排。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中要緊密?chē)@“一體化設(shè)計(jì)”組織實(shí)踐活動(dòng),扎實(shí)做好每一環(huán)節(jié),做完每一環(huán)節(jié)要找出存在的問(wèn)題和不足及解決辦法,不斷總結(jié)提高。

(三)更新教學(xué)理念,建立和諧的師生關(guān)系

良好的學(xué)習(xí)環(huán)境不僅能提高學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情,更能提高教師的教學(xué)水平。教師要主動(dòng)充當(dāng)引導(dǎo)者、指導(dǎo)者、輔導(dǎo)者的角色,以服務(wù)者的心態(tài)平等的與學(xué)員對(duì)話、交流。

(四)以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為載體,豐富網(wǎng)絡(luò)資源,加大網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)力度

將學(xué)員學(xué)習(xí)觀念從以面授為主轉(zhuǎn)到基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)平臺(tái)、小組協(xié)作學(xué)習(xí)為主,以學(xué)員為中心。教師利用電大平臺(tái)上傳有關(guān)實(shí)踐教案、實(shí)驗(yàn)資料,學(xué)員利用電大平臺(tái)上傳作業(yè)、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)程序。網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能不僅節(jié)約了資源,也有利于教師及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告,針對(duì)報(bào)告中出現(xiàn)的問(wèn)題,學(xué)員和教師可以及時(shí)互動(dòng)交流,使得學(xué)習(xí)中的疑惑得到盡快解決。

(五)加大投入,改善實(shí)踐教學(xué)環(huán)境

一是學(xué)校加大校內(nèi)設(shè)備設(shè)施改善力度,提升學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)水平。建立高標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)室,提供各種計(jì)算機(jī)軟件工具,極大地滿足開(kāi)放教育實(shí)踐性教學(xué)的需要。二是增加實(shí)踐組織管理力度,提高指導(dǎo)教師水平,為實(shí)踐性教學(xué)工作提供師資保障。三是投入一定的資金,建立穩(wěn)定的校外實(shí)踐基地,花重金聘請(qǐng)專(zhuān)家學(xué)者來(lái)校講學(xué),通過(guò)這些活動(dòng)極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)員參與實(shí)踐教學(xué)的積極性。

(六)全程監(jiān)控,確保實(shí)踐教學(xué)實(shí)效

為加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),我們出臺(tái)了《開(kāi)放教育實(shí)踐教學(xué)管理規(guī)范》等文件,對(duì)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施、成績(jī)?cè)u(píng)定、成績(jī)管理等進(jìn)行規(guī)范。以學(xué)校督查監(jiān)控為主,健全實(shí)踐性教學(xué)的考核機(jī)制和評(píng)估機(jī)制。做到定性考核與定量考核相結(jié)合,學(xué)員自我評(píng)價(jià)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合。要求每個(gè)學(xué)員在每次實(shí)踐實(shí)驗(yàn)活動(dòng)后寫(xiě)出總結(jié)報(bào)告或心得體會(huì),既全面總結(jié)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)心得體會(huì),又客觀評(píng)價(jià)自己在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的得失表現(xiàn)。教師在收集整理這些總結(jié)報(bào)告時(shí),再將具體意見(jiàn)反饋給學(xué)員,增強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)的針對(duì)性。

四、實(shí)踐教學(xué)模式應(yīng)用效果

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程采用的“實(shí)例化、多樣化、層次化、階段化、公開(kāi)化”實(shí)踐教學(xué)模式,在實(shí)際教學(xué)中取得了較好的效果。實(shí)踐內(nèi)容“實(shí)例化”增加了學(xué)員的感性認(rèn)識(shí),增強(qiáng)了學(xué)員面對(duì)問(wèn)題求解的信心,以便加深對(duì)知識(shí)的理解;實(shí)踐教學(xué)形式“多樣化”為學(xué)員實(shí)踐能力的提高、創(chuàng)新思維的拓展提供空間;實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略“層次化”幫助學(xué)員不斷加深對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法的認(rèn)識(shí)和理解,循序漸進(jìn)提高編程能力;實(shí)踐教學(xué)過(guò)程的“階段化”體現(xiàn)了從理論 -實(shí)踐 -總結(jié)的過(guò)程;實(shí)踐教學(xué)考核“公開(kāi)化”提升了學(xué)員的編程能力、寫(xiě)作能力、語(yǔ)言組織能力和語(yǔ)言表達(dá)能力,同時(shí)體現(xiàn)考核結(jié)果的公平、公正、公開(kāi)。

四年來(lái),按照這個(gè)模式來(lái)組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),運(yùn)行效果好,學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性明顯提高,教學(xué)效果明顯好轉(zhuǎn)。通過(guò)對(duì)學(xué)員問(wèn)卷調(diào)查表明:一是學(xué)員自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性得到了提高。有 82%以上的學(xué)員能參加并完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。二是培養(yǎng)了學(xué)員動(dòng)手動(dòng)腦、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。有 78%以上的學(xué)員認(rèn)為在完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù)后,更進(jìn)一步加深了對(duì)理論知識(shí)的理解。實(shí)踐教學(xué)中要求學(xué)員動(dòng)手動(dòng)腦,手腦并用,既應(yīng)用了已掌握的知識(shí),又促進(jìn)了思維力、理解力和創(chuàng)造力的發(fā)展。所以,我們認(rèn)為知識(shí)與智力上的綜合訓(xùn)練是發(fā)展智力的重要條件。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)員們不僅動(dòng)手編制了相關(guān)的應(yīng)用程序,而且還掌握了使用相關(guān)編程工具的方法,并通過(guò)實(shí)踐和反復(fù)總結(jié)后,理解了對(duì)同一算法可以從多種不同的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的深刻內(nèi)涵。最后,當(dāng)順利完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并通過(guò)教師驗(yàn)收時(shí),他們感到有一種來(lái)之不易的成就感。所有這些,使他們更加堅(jiān)定了自信心,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了能力。

[1]黃現(xiàn)代.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2007,(16):38-39,53.

[2]周玉林,賴鑫生.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教改中的問(wèn)題研究與探討 [J].上饒師范學(xué)院學(xué)報(bào),2008,(03).

[3]黃桂敏,周婭.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)模式的探討[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007,(03).

[4]龔紅仿,楊宏杰,程思蔚.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2007,(12).

On the“Five-steps”P(pán)ractice Teach ingMode i n Data Structure Course

L IU Wen-ying

Aiming at the problems existing in the data structure course,Tthis article explores a“five-step”practice teaching mode,that is on data structures in the practice teaching process request and the current problems and combine years of teaching practice,the instantiation of practice teaching content,the diversification of practice teaching for m,the layering of practice teaching tactics,the phase of practice teaching process and the opennessof practice teaching assessmentfrom data structure course practice teaching Concluded“Wuhua”practice teachingmode,contentof practice teaching“examples”,form of practice teaching“diversity”,strategy of practice teaching“Level”,process of practice teaching“stage”,assessment of practice teaching“open”.The mode of application of effective programming and improve the students the ability to solve practicalproblems and learning.The application of thismodewill improve students’programming capability and learning initiative.

data structure;practice teachingmode;practical ability;programming ability

G728

A

1009-5152(2011)02-0073-05

2011-03-06

湖南廣播電視大學(xué)課題“現(xiàn)代遠(yuǎn)程開(kāi)放教育課程教學(xué)模式改革的研究與實(shí)踐”(XDK2010F-C-15)

劉文英 (1967- ),女,岳陽(yáng)廣播電視大學(xué)副教授,高級(jí)工程師。