趙錦元 熊兵 唐志航

摘要：針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程抽象難懂的特點(diǎn)，總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)方式教師處于絕對(duì)主導(dǎo)地位的弊端，提出將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過(guò)程中，以“任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)方式，將教學(xué)分為任務(wù)設(shè)置、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)評(píng)價(jià)3個(gè)階段，并對(duì)3個(gè)階段的主要活動(dòng)和實(shí)施要點(diǎn)分別闡述。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)；教學(xué)法；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

引 言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的一門(mén)號(hào)業(yè)基礎(chǔ)課和核心課程，它在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的課程體系中處于承上啟下、聯(lián)系前后的中心地位 。大量實(shí)踐表明，學(xué)好該門(mén)課程，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和研究都有深遠(yuǎn)的影響。但由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程包含的算法知識(shí)抽象、繁多，難以直觀表達(dá)，這給參與“教”與“學(xué)”的師生雙方都帶來(lái)一定的難度 。教師采用傳統(tǒng)的講授式方式，將知識(shí)灌入學(xué)生腦海，容易忽視學(xué)生自己的理解和思考過(guò)程，學(xué)生的想象能力和創(chuàng)造能力很難得到提升 。與此同時(shí)，學(xué)生一味被動(dòng)地跟著教師的教學(xué)思路走，缺乏互動(dòng)性，學(xué)生跟不上調(diào)，反應(yīng)慢半拍，教師感覺(jué)難“教”；而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身抽象繁雜的特征，學(xué)生感覺(jué)難“學(xué)”。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，本課題引入“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法，將其應(yīng)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)中，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性，同時(shí)以學(xué)生的反饋信息激勵(lì)教師不斷地改進(jìn)教學(xué)方式，將“教”與“學(xué)”統(tǒng)一起來(lái)，做到教學(xué)相長(zhǎng)，以此達(dá)到良好的教學(xué)效果。

1 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)方法存在的弊端

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)模式主要是以教師講授為中心，對(duì)教學(xué)信息進(jìn)行加工處理后，通過(guò)語(yǔ)言、教學(xué)工具呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生則通過(guò)感官被動(dòng)接受教師傳達(dá)的教學(xué)信息 。因此，教師處于絕對(duì)的主導(dǎo)地位。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)組織過(guò)程 如圖1所示。

教師首先闡述數(shù)據(jù)的某種邏輯結(jié)構(gòu)（線性結(jié)構(gòu)、樹(shù)形結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)），接著分析其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。對(duì)于線性結(jié)構(gòu)和樹(shù)形結(jié)構(gòu)，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別以順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)加以闡述，對(duì)于圖形結(jié)構(gòu)，其存儲(chǔ)方式分為鄰接矩陣和鄰接表兩種存儲(chǔ)方式 。接著講述這兩種存儲(chǔ)方式的基本操作算法，最后舉實(shí)例加以說(shuō)明。

在這種以教師講授為絕對(duì)主導(dǎo)的教學(xué)模式中，首先讓學(xué)生接觸到的是抽象的理論模型，因此學(xué)生理解比較困難 。接著介紹數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及基本的操作算法，由于脫離了實(shí)際的應(yīng)用，學(xué)生被動(dòng)地接受灌輸?shù)睦碚撃Ｐ偷牟僮魉惴?，往往一頭霧水，難以真正理解。在最后的應(yīng)用舉例中，由于學(xué)生對(duì)前面的知識(shí)沒(méi)有真正消化，因此閱讀復(fù)雜的算法更覺(jué)得吃力難懂。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生一直處于被動(dòng)接受的地位，學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性都比較低，因此比較難跟上教師的節(jié)奏，而沒(méi)有真正地主動(dòng)思考和探索，對(duì)知識(shí)也是一知半解，難以應(yīng)用到解決實(shí)際的問(wèn)題當(dāng)中。因此，這種教學(xué)方式的教學(xué)效果不佳。

2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法具體應(yīng)用過(guò)程

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以“任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)方式，主要體現(xiàn)在以下3點(diǎn) ：①教學(xué)內(nèi)容被巧妙地設(shè)置在具體的任務(wù)當(dāng)中，學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)去學(xué)習(xí)；②學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，在教師啟發(fā)式的教學(xué)方式下自主思考、分析、解決實(shí)際問(wèn)題；③教師不斷地引導(dǎo)、激勵(lì)學(xué)生，幫助學(xué)生完成教學(xué)內(nèi)容。

將任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，該教學(xué)模式分為任務(wù)設(shè)置、任務(wù)實(shí)施和任務(wù)評(píng)價(jià)3個(gè)階段 ，如圖2所示。

“任務(wù)設(shè)置階段”分為“任務(wù)分析”和“任務(wù)設(shè)計(jì)”兩個(gè)方面，首先分析課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)大綱，羅列出各章節(jié)的教學(xué)主題，根據(jù)教學(xué)主題提出符合整個(gè)課程知識(shí)體系的教學(xué)計(jì)劃，并設(shè)計(jì)出任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方案。在此過(guò)程當(dāng)中，特別注意以下幾點(diǎn)：①任務(wù)設(shè)計(jì)的難度要適中。太容易的任務(wù)沒(méi)有挑戰(zhàn)性，使學(xué)生喪失興趣和動(dòng)力；太難的任務(wù)讓學(xué)生容易產(chǎn)生挫敗感，以致半途而廢。②設(shè)計(jì)的任務(wù)要循序漸進(jìn)，先易后難，盡量有內(nèi)在聯(lián)系，并且難度是層層遞進(jìn)的關(guān)系。這樣學(xué)生一步一步深入學(xué)習(xí)，直至掌握難度較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)。③設(shè)計(jì)的任務(wù)存在一定的缺陷。實(shí)踐證明，有缺陷的任務(wù)，有助于提高學(xué)生的興趣，學(xué)生在修正缺陷后，更有成就感。同時(shí)，缺陷設(shè)計(jì)能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，達(dá)到良好的教學(xué)效果，

“任務(wù)實(shí)施階段”的活動(dòng)包括課堂內(nèi)任務(wù)實(shí)施和課堂外任務(wù)實(shí)施。課堂內(nèi)，教師按照任務(wù)設(shè)置階段設(shè)計(jì)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)方案進(jìn)行施教。該階段以學(xué)生的操作為主，教師要留給學(xué)生充裕的操作時(shí)間和空間，讓他們?cè)趯?shí)踐中去體會(huì)、感受、消化和吸收知識(shí)。在完成任務(wù)的過(guò)程中，由于學(xué)生有足夠的時(shí)間思考、探索，因此會(huì)不斷涌現(xiàn)出新的問(wèn)題，提出新的任務(wù)，這時(shí)候教師要適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生，在正確的范圍內(nèi)自由發(fā)揮，教師在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候加以點(diǎn)撥提示，并在最后做總結(jié)回顧。課堂外，由教師分配任務(wù)后，學(xué)生采取分組的方式完成。學(xué)生之間在進(jìn)行相互交流和學(xué)習(xí)的過(guò)程中，很可能產(chǎn)生新的難解問(wèn)題，反饋給教師后，在教師的引導(dǎo)下，產(chǎn)生新的任務(wù)，組內(nèi)成員繼續(xù)討論完成任務(wù)。因此，課堂外的任務(wù)實(shí)施過(guò)程是一個(gè)循環(huán)反饋的過(guò)程。教師要多鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料和請(qǐng)教其他同學(xué)，多鼓勵(lì)成績(jī)優(yōu)秀又學(xué)有余力的學(xué)生幫助其他同學(xué)共同進(jìn)步。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生與人協(xié)作、和睦相處、樂(lè)于助人的品質(zhì)，又能很好地提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)造力。

“任務(wù)評(píng)價(jià)階段”的主要活動(dòng)是對(duì)“學(xué)”和“教”共同的考核、評(píng)價(jià)。教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生的課堂內(nèi)表現(xiàn)以及課堂外各組任務(wù)完成情況，結(jié)合小組各成員的貢獻(xiàn)大小，對(duì)每個(gè)學(xué)生給予合理評(píng)分。教師根據(jù)教學(xué)效果以及學(xué)生的反饋意見(jiàn)，對(duì)自己的教學(xué)方法進(jìn)行反思、改進(jìn)。

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式體現(xiàn)了以“任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)過(guò)程。任務(wù)、教師、學(xué)生三者的互動(dòng)，體現(xiàn)了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式的基本特征。應(yīng)用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”法教學(xué)，教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用相得益彰、密不可分。教師提出任務(wù)，并為任務(wù)的展開(kāi)創(chuàng)設(shè)合理的情境，在環(huán)環(huán)相扣的教學(xué)過(guò)程中，以“引而不發(fā)”的方式推動(dòng)學(xué)生發(fā)揮主體作用，直至完成任務(wù)。在任務(wù)完成過(guò)程中，學(xué)生有足夠的思考和自由發(fā)揮的空間，可以集思廣益、開(kāi)拓思維，義會(huì)提出與任務(wù)有關(guān)的新問(wèn)題，促使教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，點(diǎn)撥學(xué)生合理完成任務(wù)。在學(xué)生和教師共同推動(dòng)下，任務(wù)本身可能有更深層次的拓展，也可能會(huì)出現(xiàn)一些不可預(yù)知的變化，甚至產(chǎn)生新的任務(wù)，從而促使學(xué)生深入、全面地掌握知識(shí)。

3 教學(xué)實(shí)例分析

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程重點(diǎn)圍繞線性結(jié)構(gòu)、樹(shù)形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)這3種邏輯結(jié)構(gòu)層層深入講解，對(duì)于每種邏輯結(jié)構(gòu)，又根據(jù)不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分別闡述。我們以線性結(jié)構(gòu)中的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)為例，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，闡述教學(xué)組織過(guò)程。

首先教師講解鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的基本結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)，并將鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)圖畫(huà)出來(lái)，標(biāo)注每個(gè)結(jié)點(diǎn)的起始地址。讓學(xué)生思考前一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域部分和后一個(gè)結(jié)點(diǎn)是什么關(guān)系，并寫(xiě)出結(jié)點(diǎn)指針域部分的值。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)階段，讓學(xué)生自己用按步驟調(diào)試方法實(shí)時(shí)查看每建立一個(gè)新結(jié)點(diǎn)，并插入到鏈表中，該結(jié)點(diǎn)與前后結(jié)點(diǎn)的關(guān)系（特別要學(xué)生注意查看指針域部分值的變化），以此驗(yàn)證課堂上的理論知識(shí)，讓學(xué)生自己動(dòng)手，理解更透徹。

接下來(lái)講解鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)的基本操作。以插入操作為例，教師先畫(huà)出一個(gè)單鏈表和一個(gè)待插入的新結(jié)點(diǎn)（指針域?yàn)镹ULL），并在單鏈表巾標(biāo)注要插入的位置，讓學(xué)生自己先嘗試著畫(huà)出指針的箭頭如何指向，然后再引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出該操作的關(guān)鍵語(yǔ)句，教師在此過(guò)程中適當(dāng)加以引導(dǎo)、點(diǎn)撥。最后教師作總結(jié)，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生出錯(cuò)的地方和不易理解的知識(shí)點(diǎn)。

在線性表的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)講解完畢后，布置學(xué)生在課外完成綜合性的題目，該題目要求用線性表鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)去完成（例如生死者游戲，用循環(huán)單鏈表實(shí)現(xiàn)）。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)自主思考、查閱參考資料，以及與同學(xué)探討切磋，絕大部分的學(xué)習(xí)小組能夠完成任務(wù)。在自主學(xué)習(xí)和交流學(xué)習(xí)并行的過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，積極主動(dòng)地去思考問(wèn)題，探索問(wèn)題的解。通過(guò)綜合性的實(shí)戰(zhàn)練習(xí)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式，學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的理解更透徹，教學(xué)效果明顯提高。

4 結(jié)語(yǔ)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，將抽象難懂的知識(shí)化為具體的任務(wù)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自由地發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，思考探索問(wèn)題的解。在此過(guò)程中，遇到難以完成的任務(wù)，同學(xué)之間共同探討，相互協(xié)作，在教師的引導(dǎo)下共同完成任務(wù)。教學(xué)實(shí)踐表明，這種教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，創(chuàng)新能力以及溝通協(xié)作的能力。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中時(shí)，要在實(shí)際教學(xué)中多思考多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更好地提高教學(xué)質(zhì)量。例如教師如何做到“引而不發(fā)”，引導(dǎo)學(xué)生到什么程度，在什么時(shí)候給予學(xué)生適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，課堂的氣氛如何調(diào)動(dòng)起來(lái)，如何把握一個(gè)“度”，既讓學(xué)生大膽地發(fā)散性地去思考，又要引導(dǎo)學(xué)生不偏離教學(xué)主題。諸如此類問(wèn)題，都需要教師在教學(xué)實(shí)踐中去感受、總結(jié)。