文章編號(hào)：1672-5913（2015）07-0043-04

中圖分類號(hào)：G642

摘要：介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)輔助教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程，說(shuō)明其構(gòu)建思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，闡述該平臺(tái)集內(nèi)容提供、多媒體資料庫(kù)瀏覽、流媒體播放和交流互動(dòng)于一身，采用Adobe Flex、PHP、MySQL、Apache和Flash Media Server等技術(shù)，以純Flash方式展現(xiàn)，指出使用該平臺(tái)可以更好地發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，同時(shí)又能充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過(guò)程主體的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，有利于教師啟發(fā)教學(xué)和學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)體系。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)平臺(tái)

0 引 言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，根據(jù)教學(xué)大綱安排，各章節(jié)安排相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的驗(yàn)證性上機(jī)實(shí)驗(yàn)，還設(shè)置針對(duì)課程內(nèi)容的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，這是考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)，對(duì)鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力也很有裨益。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：需求分析——選擇并構(gòu)造合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——功能函數(shù)設(shè)計(jì)——具體編碼實(shí)現(xiàn)——運(yùn)行測(cè)試——完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。在傳統(tǒng)的教學(xué)安排中，實(shí)驗(yàn)過(guò)程由學(xué)生獨(dú)立完成，教師的作用主要是答疑、過(guò)程監(jiān)督和成果驗(yàn)收等方面，這種強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“學(xué)”而忽視教師主導(dǎo)作用的教學(xué)過(guò)程雖然會(huì)涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的作品，但也存在一些問(wèn)題：一是學(xué)生自由度過(guò)大，容易偏離課程設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)；二是部分學(xué)生由于缺乏專業(yè)訓(xùn)練，沒(méi)有形成正解的思維方法，拿到題目無(wú)從下手，只能生搬硬套基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；三是代碼編寫不夠規(guī)范，可讀性差，也不注重文檔的整理；四是存在照抄他人課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，不僅需要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)，還是對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、離散數(shù)學(xué)和軟件工程等課程的綜合運(yùn)用。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教師的主導(dǎo)學(xué)習(xí)相結(jié)合十分重要，為更好地發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，結(jié)合當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的主流技術(shù)，我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)輔助教學(xué)平臺(tái)，用于指導(dǎo)和幫助學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)。

1 設(shè)計(jì)過(guò)程

1.1 目的與思想

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)輔助教學(xué)平臺(tái)的主要目的包括：①通過(guò)優(yōu)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)境，完善學(xué)習(xí)策略，充分發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用；②為學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)體系創(chuàng)造條件，使學(xué)生系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容、鍛煉和提高編程能力，充分體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性并得到成就感。設(shè)計(jì)思想主要體現(xiàn)在：①充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)作用，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已成為學(xué)生課余生活的重要組成部分，教師應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)，利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和輔導(dǎo)；②要激發(fā)學(xué)生的興趣，興趣是最好的老師，教學(xué)平臺(tái)的界面要美觀大方和簡(jiǎn)潔明朗，注重多媒體組件的選擇和使用；③學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要貫穿整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程，覆蓋不同知識(shí)層面的學(xué)生；④注重新媒介和新技術(shù)的使用，緊跟時(shí)代發(fā)展步伐；⑤尊重互聯(lián)網(wǎng)規(guī)律，在知識(shí)大爆炸時(shí)代，微課堂、“短平快”是主流，注重化繁為簡(jiǎn)和突出重點(diǎn)。

1.2 內(nèi)容構(gòu)建力，規(guī)范編程風(fēng)格并實(shí)踐軟件工程。

（5）注重溝通交流，授人以漁。平臺(tái)中開(kāi)設(shè)釋疑解惑欄目和課程設(shè)計(jì)論壇，預(yù)留微信公眾賬號(hào)，學(xué)生可以提出問(wèn)題及求解，促進(jìn)和強(qiáng)化師生間、學(xué)生間的互動(dòng)交流，從點(diǎn)點(diǎn)滴滴中積累學(xué)習(xí)。

2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程

（1）教師可結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，挑選綜合性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣、適合學(xué)生自主創(chuàng)新的經(jīng)典案例，由教師制作成設(shè)計(jì)分析講解、代碼編寫講解和運(yùn)行測(cè)試講解等分段視頻，學(xué)生根據(jù)需要可自主點(diǎn)播。教師通過(guò)引導(dǎo)和啟發(fā)，開(kāi)拓學(xué)生思維，鼓勵(lì)學(xué)生自主構(gòu)造更合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更完善的功能。平臺(tái)選取的案例均可用多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，適用于不同層次的學(xué)生，同時(shí)也考查學(xué)生對(duì)于算法設(shè)計(jì)、內(nèi)外排序、文件存取和實(shí)現(xiàn)效率等各方面知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考驗(yàn)。

（2）為了使學(xué)生能夠?qū)W以致用，教師可通過(guò)咨詢社會(huì)上相關(guān)領(lǐng)域的工程師、系統(tǒng)分析師和從業(yè)人員并對(duì)歷屆畢業(yè)、就業(yè)的學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，在資源選擇和案例講解中注重理論聯(lián)系實(shí)際，著力從項(xiàng)目管理、軟件工程、測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)等方面?zhèn)魇趶臉I(yè)經(jīng)驗(yàn)，為提高學(xué)生的就業(yè)能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）在教學(xué)資源的運(yùn)用上，教師可提供視頻、音像、文檔、幻燈片、表格、圖形圖像和電子書(shū)籍等多種媒體形式，涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)涉及的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、C++語(yǔ)言、算法設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)等資源內(nèi)容；尊重原創(chuàng)者的版權(quán)，培養(yǎng)學(xué)生的版權(quán)意識(shí)，對(duì)所有引用的資源均詳細(xì)標(biāo)明來(lái)源及版權(quán)信息。

（4）注重有教無(wú)類，使不同能力水平的學(xué)生都能從中汲取養(yǎng)分。對(duì)于初級(jí)水平的學(xué)生，通過(guò)學(xué)習(xí)視頻講解、參考優(yōu)秀作品和閱讀教師點(diǎn)評(píng)，找到完成課程設(shè)計(jì)的入口，自主完成課程設(shè)計(jì)；對(duì)于能力強(qiáng)、學(xué)有余力的學(xué)生，通過(guò)查看共享資源和在自主探索中挑戰(zhàn)自我，鍛煉?cǎi){馭問(wèn)題的能

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)輔助教學(xué)平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)輔助教學(xué)平臺(tái)Web服務(wù)器采用Apache服務(wù)器，以純Flex技術(shù)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL，由PHP從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)形成XML文件提供給Flex使用，用戶通過(guò)瀏覽器以HTTP協(xié)議訪問(wèn)該平臺(tái)。媒體播放采用兩種形式：一是普通的媒體文件，均以Flash形式提供，包括幻燈片、課件、文檔和書(shū)籍等；二是流媒體，通過(guò)FMS（ Adobe Flash Media Server）流媒體服務(wù)器以RTMP協(xié)議向客戶端推送。相對(duì)于下載后觀看的網(wǎng)絡(luò)播放形式而言，流媒體的典型特征是把連續(xù)的音頻和視頻信息壓縮后放到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，用戶可以邊下載邊觀看。采用流媒體方式和流媒體服務(wù)器還可以減輕服務(wù)器的訪問(wèn)壓力，使得平臺(tái)能夠同時(shí)處理更多的用戶視頻點(diǎn)播請(qǐng)求。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）平臺(tái)是一個(gè)典型的富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（richinternet application，RIA），RIA的好處在于比用HTML能實(shí)現(xiàn)的接口更加健壯，反應(yīng)更加靈敏，可視化特性更加出色。RIA的實(shí)現(xiàn)技術(shù)包括Ajax、Flex和Silverlight等，本平臺(tái)使用的是Flex技術(shù)。Flex結(jié)合了音頻、視頻和實(shí)時(shí)通訊，用戶體驗(yàn)極佳，具備桌面應(yīng)用程序的用戶交互感和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的部署便利性。

（2）平臺(tái)開(kāi)發(fā)堅(jiān)持跨平臺(tái)、跨瀏覽器的特性，使用技術(shù)及組件包括Adobe Flex、Apache、PHP、MySQL、Adobe Flash Media Server等，均具備良好跨平臺(tái)特性，后臺(tái)服務(wù)器支持Windows、Linux和Unix等不同操作系統(tǒng)。平臺(tái)以純粹的Flash形式展現(xiàn)，具備良好跨瀏覽器特性，只要裝有Flash Player的瀏覽器都能夠正常瀏覽，支持所有主流瀏覽器，如IE、火狐、UC、Chrome等，客戶端支持Windows、Linux等主流操作系統(tǒng)，同樣也支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及基于Android、iOS的平板電腦、手機(jī)等便攜設(shè)備。

（3）平臺(tái)中使用到的視頻、音像、文檔、幻燈片、表格、圖形圖像和書(shū)籍等統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為flv格式文件，用戶只需要通過(guò)瀏覽器就可以在線查看上述各種形式的媒體資源，不需安裝任何其他插件或應(yīng)用軟件（如Word、Excel、Powerpoint等），充分考慮了客戶端的跨平臺(tái)和多樣性。

（4）視頻點(diǎn)播和視頻直播中采用了FMS（Adobe Flash Media Server）流媒體服務(wù)器，該技術(shù)是主流的視頻傳播實(shí)現(xiàn)技術(shù)。通過(guò)FMS，流媒體文件將通過(guò)RTMP協(xié)議向客戶端推送，圖像壓縮率更高，播放流暢清晰。與下載視頻文件到本地后觀看的網(wǎng)絡(luò)播放形式相比，流媒體的典型特征是用戶可以邊下載邊觀看，瀏覽速度快，播放中支持拖拽和定位。此外，F(xiàn)MS還具備良好的可擴(kuò)展能力，可根據(jù)用戶群規(guī)模增加邊緣服務(wù)器（edge server）迅速提高訪問(wèn)能力。

（5）流媒體視頻講解中充分利用了電子黑板軟件，結(jié)合數(shù)位板硬件，在多媒體教學(xué)結(jié)合“板書(shū)”講解，既“現(xiàn)代”又“傳統(tǒng)”，讓教師能夠把握教學(xué)的主線，學(xué)生有充分的消化時(shí)間，彌補(bǔ)了多媒體教學(xué)中的不足。

（6）設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上注重界面設(shè)計(jì)，功能分區(qū)清晰、導(dǎo)航明確、操作簡(jiǎn)便、提示信息豐富；而Flash的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)可以增強(qiáng)平臺(tái)的動(dòng)感效果，使得顏色搭配賞心悅目、色調(diào)把握得當(dāng)并以CSS樣式表統(tǒng)一平臺(tái)的風(fēng)格，提高學(xué)生的使用興趣。

2.3 功能模塊

平臺(tái)目前具備7個(gè)模塊，分別是首頁(yè)、影音中心、堂件集萃、資源共享、自主探索、優(yōu)秀作品和釋疑解惑，如圖2所示。

1）首頁(yè)模塊。

首頁(yè)模塊（如圖3所示）是平臺(tái)的門面，介紹平臺(tái)的目的和特色，展示最新的信息和媒體介紹。首頁(yè)分為4個(gè)功能區(qū)域：1是新聞區(qū)，用來(lái)發(fā)布最新的通知、相關(guān)信息、教師布置的作業(yè)等；2是最新媒體資源展示區(qū)；3是平臺(tái)的菜單導(dǎo)航區(qū)；4是網(wǎng)絡(luò)資源鏈接區(qū)。

2）影音中心模塊。

影音中心模塊（如圖4所示）集中展現(xiàn)平臺(tái)中所有的媒體資源，包括flv形式的流媒體視頻，F(xiàn)lash形式的教學(xué)堂件、幻燈片，F(xiàn)lash形式的文檔、表格、書(shū)籍、代碼和資料，分為3個(gè)功能區(qū)域：1是資源類目區(qū)，以樹(shù)型結(jié)構(gòu)展示；2是媒體放映區(qū)，支持各種格式的文檔（如圖5所示），也能進(jìn)行視頻點(diǎn)播和在線視頻直播；3是資源區(qū)，顯示當(dāng)前類目對(duì)應(yīng)的視頻、幻燈和文檔資源。

3）堂件集萃模塊。

堂件集萃模塊（如圖6所示）以圖像列表方式展現(xiàn)理論課堂教學(xué)和案例視頻教學(xué)中的堂件，每個(gè)堂件均配有標(biāo)題、所屬類目、內(nèi)容介紹等文字信息。所有堂件都是以Flash的形式展現(xiàn)，支持聲音、動(dòng)畫、切換等功能（如圖7所示）。

4）資源共享模塊。

資源共享模塊匯集教師和學(xué)生提供的電子書(shū)、國(guó)內(nèi)外經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材等信息資源和學(xué)習(xí)輔助材料，每個(gè)文檔均注明資源名稱、來(lái)源、所屬類目、內(nèi)容介紹、版權(quán)信息等情況。該模塊以文字列表形式展現(xiàn)，通過(guò)點(diǎn)擊單條記錄可在線閱覽相應(yīng)文檔。所有文檔資料均采用FlashPaper形式提供在線閱讀，不需安裝其他插件或軟件。

5）自主探索模塊。

自主探索模塊提供一些課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)要求之外的、富有挑戰(zhàn)性的課題，方便學(xué)生開(kāi)拓思維、勇攀高峰、鍛煉挑戰(zhàn)自我能力，促進(jìn)學(xué)生自學(xué)。

6）優(yōu)秀作品模塊。

優(yōu)秀作品模塊提供歷屆學(xué)生的優(yōu)秀作品，這些作品均完成得較為出色且富有創(chuàng)新性，具有參考價(jià)值，可供廣大學(xué)生下載和學(xué)習(xí)。每個(gè)作品都包含作者信息，詳細(xì)注明題目要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容，有些還附有教師點(diǎn)評(píng)。

7）釋疑解惑模塊。

釋疑解惑模塊（如圖8所示）是師生之間、學(xué)生與學(xué)生間互助學(xué)習(xí)的園地，分為3個(gè)功能區(qū)域：1區(qū)顯示既往學(xué)生提出的問(wèn)題及教師的答復(fù)；2區(qū)是學(xué)生向教師提出問(wèn)題的區(qū)域；3區(qū)提供“中北大學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)論壇”的鏈接。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)輔助教學(xué)平臺(tái)已在3屆計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程專業(yè)學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中使用。通過(guò)指導(dǎo)教師和每個(gè)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一答辯的結(jié)果來(lái)看，學(xué)生的課程設(shè)計(jì)水平有了明顯提高，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用更加靈活，思路也更加開(kāi)闊，達(dá)到了建設(shè)該輔助教學(xué)平臺(tái)的初衷。下一步，我們將設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與該平臺(tái)對(duì)應(yīng)的微信公眾賬號(hào)，使平臺(tái)成為師生課余交流的重要途徑。