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1、2011 年 8 月第 11 卷第 4 期廊坊师范学院学报 (自然科学版)Journal of Langfang Teachers College(Naturnal Science Edition)Aug. 2011Vol . 11 No . 4基于创新能力培养的数据结构课程教学改革蒋秀英(枣庄学院 ,山东 枣庄 277160)【摘 要】 就如何使学生更好地掌握最常用的数据结构与应用 ,以培养学生发现问题 、分析问题 、解决问题的创新 能力 ,通过课堂教学 、实验教学 、与学科竞赛结合 “、软考”认证 、精品课程网站建设 、教学队伍建设等方面进行了尝 试和讨论 。【关键词】 数据结构 ;创新能
2、力 ;教学改革Ba sed on Innovation Ability Tra ining Data Structure Teaching Ref ormJ IAN G Xiu2ying【Abstract】 How to make the student to grasp the most common data structure and application , To cultivate students find prob2 lems , analysis problem , problem2solving innovation ability , This paper in clas
3、s teaching , experiment teaching , and course contests combination ,“soft exam”certification , exquisite course website construction , teaching teams construction and so on has carriedon the beneficial attempt and the discussion.【 Key words】 data structure ;innovation ability ;teaching reform中图分类号G6
4、42文献标识码A文章编号1674 - 3229 (2011) 04 - 0103 - 03一 。数据结构主要研究数据对象之间的相互关系 ,包括数据对象的结构形式 、各种数据结构的性质及 其在计算机内的表示 、各种结构上定义的基本操作 和算法 、数据结构的应用等内容 。课程的总目标是 要求学生基本掌握数据结构和算法的设计分析技 术 ,提高程序设计的质量 ;根据所求解问题的性质选 择合理的数据结构并对时间空间复杂性进行必要的 控制 ,培养学生算法设计能力以及创造性思维 ,培养 举一反三 、触类旁通的能力 ,以提高学生应用知识解 决复杂问题的能力 。课程服务对象是计算机软件和 计算机应用专业的本科生
5、和未来从事计算机软件开 发及其他 IT 行业的在职从业人员 。“算法 + 数据结构 = 程序”是 Niklaus Wirth 提出 并因此获得 1984 年图灵奖 ,这一公式说明“程序就 是在数据的某些特定的表示和结构的基础上对抽象 算法的具体表示”,表明算法与数据结构是编程之道 中的“内功心法”。VB 之父艾兰库伯 (Alan Cooper) 将程序员对创新思维的追求 ,比喻成囚徒对于冲破创新能力与数据结构课程简析创新是指为人类社会的文明和进步创造出有价 值的 、前所未有的全新物质产品或精神产品 ,创新过 程就是 创 造 性 劳 动 的 过 程 , 没 有 创 造 就 谈 不 到 创1新1。
6、创新能力是运用知识和理论 ,在科学 、艺术 、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值 、社会价值 、生态价值的新思想 、新理论 、新方法和 新发明的能力 。创新能力是民族进步的灵魂 、经济 竞争的核心 。当今社会的竞争 ,与其说是人才的竞 争 ,不如说是人的创造力的竞争 。创新能力培养是 指对人的创造力的影响 、开发 、培养的活动 ,即教育 最终产品 创新人才的培养 。因此如何培养学生 的创造性思维是每一个教师实施创新教育的主要任 务 。数据结构课是理解计算机科学与程序开发技术 的关键课程 ,在美国 ACM 和 IEEECS 制定的计算机 学科课程体系规范中 ,数据结构被列为核心课程之
7、收稿日期 基金项目 作者简介 2011 - 05 - 222009 年山东省高等学校教学改革研究项目“基于创新能力培养的数据结构课程建设研究与实践”(2009436)蒋秀英 (1969 - ) ,女 ,枣庄学院计算机科学系副教授 ,从事数据挖掘 、电子商务 、算法分析等的研究工作 。牢笼的渴望 ,他的代表作The inmates are running thea2sylum直译为冲出牢笼的囚徒,中文版译为软 件开发的创新思维。因此 “, 数据结构”课程的一个 重要特点就是要突出对学生数据抽象能力 、算法设计能力 、创造思维能力的培养 。与科研相结合 ,在教学中引进新的理论与技内容 ,介绍新思想
8、 、新算法和新结构 ,比如在教学 程中引入面向对象的数据结构 ,使学生了解前沿 技 ,在更高的水平和更深的层次上学习与应用数 结构 。探 索 实 验 教 学 创 新 模 式 , 形 成 多 层 次 实数据结构有较强的应用性 ,但与实际编程还 不少差距 。鉴于学生程序设计能力欠缺的实际 ,2 . 2课程创新能力培养探索22 . 1 探索课堂教学创新模式 , 形成完整的课堂教学如何调动学生的积极性和培养学生独立思考和 创新思维 ? 使学生在学习的整个过程中保持主动性 ,培养学生的应用能力和创新能力 ,需要教师在教学方法 、教学手段 、教学内容方面不断进行研讨和实 施 。在课堂教学中 ,树立“以学生
9、为中心”的教学理念 ,重视教学方式的探索 “, 授人以鱼”的同时“授人 以渔”。以建构主义理论为基础 ,启发式教学 、引导式读书 ,适当的章节安排学生自学或自主授课 ,充分 调动学生的思维 ,培养学生的创造性和主动学习精 神 。教学内容实行教学计划任务书制 ,学习任务明确 ,目标驱动 。开学初便把整个教材培养的目标 ,应 知应会的基础理论知识 、实验个数及内容 、课程设计 要求和教学进度安排等清晰地传达给同学们 ,让学 生学有所依 ,探索一种以多媒体课件的演示教学为 主 ,多种教学方式为辅的教学模式 。在掌握基本数 据结构及其经典算法的基础上 ,联系实际 ,给学生制 造一些富有创新的问题 ,打
10、开学生的思维 ,鼓励学生 做“不一样”的思考 ,培养学生的分析问题 、解决问题 的能力 ,为创新能力的培养打下基础 。根据教学目标 ,对数据结构的教学大纲进一步 细化 ,确立以基础数据结构为基础 ,以算法为核心的 教学方案 ;教材选用和教学内容重组相结合 ,融合前 导 、后继课程 ,增加前沿知识 ,融会各种教材精华 ,精 心制作教学大纲 、教案 。保证教学内容设计的科学 性 、合理性 , 积极编写出版培养创新应用能力的教 材 。与“前 导 课 ”的 整 合 , 数 据 结 构 的 前 导 课 是 C ( C + + ) 语 言 , 是 实 践 环 节 的 基 础 工 具 。为 了 避 免 教
11、学 的 不 足 , 采 取“一 师 制 ”, 即 授 C 语 言 及 数 据 结 构 为 一 班 一 师 , 做 到 了 前 导 课 、后 继 课 的 有 机 衔 接 , 较 好 地 解 决 了 数 据 结 构 教 学 中 学 生 上 机实验教学中探索一种提高算法的设计与验证水平并提高编程能力的实验模式 ,形成基础实验 、设计验 、综合课程设计的实践教学体系 。 本课程精心设计了六项实验内容和多个课程计题目 ,课程设计题目如旅游规划线路 、景点导游教务计划编制 、工程关键路径 、迷宫求解等 ,明确学生每次上机要求完成的任务 ,要求学生学以致用加强算法阅读训练 ,模拟执行过程 。通过大的阅读分析
12、和模仿 , 吸取算法精华 , 提高了编程 力 。对教 材 中 的 类 C 语 言 算 法 改 写 程 序 , 上 机 过 ,掌握了基本技能 ,巩固了课堂教学的内容 ,加 了对算法的理解 。2 . 3 常规教学与学科竞赛相结合 , 提高学生的始终坚持“理论服务实践 ,实践促进理论提高的教学原则 。在教学过程中注重实验教学 ,问题动 ,运用领先 ,结合实际 ,加大数据结构课程应用 域的介绍 ,提高学生学习兴趣 。引 导 、组 织 学 生 参 加 编 程 竞 赛 , 结 合 ACM数 学 建 模 大 赛 的 练 习 要 求 , 着 力 加 强 综 合 性 、新 性 实 验 , 把 学 到 的 好 的
13、 思 想 应 用 到 实 际 程 序计 中 去 , 灵 活 运 用 课 程 所 学 的 知 识 。为 以 后 学 竞 赛 的 展 开 做 好 知 识 储 备 , 提 高 学 生 的 应 用 能 和 创 新 水 平 。2 . 4 将“软考”认证引入课堂 ,满足学生就业需求数据结构是“全国计算机技术与软件专业 术资格 (水平) 考试”(俗称“软考”) 的重要内容 ,考中的大量算法都来自数据结构这门课程 。在据结构教学过程中 ,根据“软考”的大纲要求 ,切学生实际 ,在相关的章节讲解中增加软考题目分析补充软考试题 ,让学生提前与“软考”亲密接触 ,为证打下基础 。例如在讲到链表时 ,补充 2007
14、年下 年软考程序员上午第 40 题“与单向链表相比 ,双第 11 卷第 4 期蒋秀英 :基于创新能力培养的数据结构课程教学改革2011 年 8 月2 . 5丰富校级精品课程网站本课程于 2007 年评为枣庄学院精品课程 ,教学 团队建立了课程网站 ,课程材料全部上网 ,实现了在 线答疑 、网上测试 、作业提交系统 、BBS 求助等 。对 于网上作业提交和课程设计提交系统 ,我们为每一 个教师分配了一个账户 ,教师用户登录后添加自己 的任课班级 ,然后给各班布置作业和课程设计 ,学生 登录后即可看到教师布置的作业和课程设计 ,在规 定的时间内完成后即可在线提交 。充分运用多媒体 教学辅助 , 精
15、心制作了多媒体课件 , 补充了大量实 例 ,内容丰富 ,涵盖知识点 、考点 ,难点用动画演示 。 开辟了知识拓展和网络导航栏目 ,介绍了相关的竞 赛和前沿的学术研讨内容 ,鼓励有能力的同学拓展 课程知识 ,提高实战应用能力 。统”的试用工作 ,积极反馈其中的问题 。目前 ,课程组成员在研 2009 年山东省高等学校 教学改革研究项目“基于创新能力培养的数据结 构课程建设研究与实践”,已结项枣庄学院“数据 结构与程序设计知识的融合教学模式研究”、“基于 学科竞赛的实践教学模式研究”、“基于任务驱动的 计算机课程教学模式的研究及应用”、“计算机应用课程教学式的研究及应用”等多个教学改革项目 。在计
16、算机教育等刊物发表教改论文 12 篇 。负责学生数学建模 、软件设计大赛 、考研课程等的辅导 、培 训任务 。课程组教师为校优秀教学团队负责人和成员 , 其中有山东省教学名师一名 、获教学优秀奖一人 、十 大优秀教师两人 、青年教师优秀教学奖一人 、多媒体 课件奖 3 人次等 ,形成了一个奋发向上 、团结合作的 团体 。结束语经过课题组的共同努力 ,担任后续课程如 :操作 系统 、数据库 、编译原理的任课教师对数据结构的教 学很满意 ,认为数据结构为这些课程的教学提供了 较强的支持 。与数据结构密切相关的学生学习竞赛 成绩也充分证明本课程的教学效果良好 。近三年 , 学生参加软件设计 、数学建
17、模大赛获奖 30 余项 ,表 明学生的算法应用能力不断提高 。积极参加国家级课程讨论会议 ,不断探索课程 教学方法 ,提高学生的创新思维能力 ,是下一步需要 努力的方向 。 参考文献 3丰富的课程网站满足了不同学生的个性化学习需求 。从而增强了课程的生动性 ,拓宽了学生的学 习渠道 ,延伸了课堂 ,培养了学生学习的主动性和创 新性 ,提高了教学效果 。2 . 6 形成多元化考核方法改革了一次性 、重笔试的考试方式 , 按 实 验 占10 % 、课 程 设 计 占 10 % 、平 时 作 业 占 10 % 、纪 律 占10 % 、期末考试占 60 %的比例计算期末成绩 。其中 课程设计的成绩有以
18、下几个方面组成 : 学生编写的 实际软件和运行结果占 50 % ,设计报告占 40 % ,教 师提问占 10 % 。调动了学生日常学习的积极性 ,提 高了学生分析解决问题的能力 。2 . 7 建设高水平的教学队伍本课程组教师通过各种途径提高自己的业务水 平 ,除定期进行教学研讨与改革外 ,还多方参加全国高水平的数据结构课程研讨会 。参加过北京大学张铭教授 、广州大学的吴伟民教授 、哈尔滨工业大学廖 明宏教授 、合肥工业大学胡学刚教授等数据结构课 程讲授专家的经验交流会 ,通过向高水平教师学习 , 开阔了思路 ,提高了授课经验 。并且参加了吴伟民 教授的研究课题“数据结构算法设计可视化作业系1侯
19、冬梅 ,刘乃瑞. 注重课堂教学培养创新能力 J . 计算机教育 ,2008 , (6) .吴京慧 . 培养学生创新能力的初中教学方式的研究 J .计算机教育 ,2007 , (22) .赵利 敏. 浅 谈 高 校 计 算 机 教 学 中 学 生 创 新 能 力 的 培 养J . 教育与职业 ,2007 , (3) :47.廖明宏 ,张岩 ,李秀坤 ,李治军. 哈尔滨工业大学“数据结 构与 算 法 ”精 品 课 程 介 绍 , http :www. jpkcnet . comnewxueshu.蒋秀英. 数据结构与程序设计的融合教学模式研究J . 山东师范大学学报 (自然科学版) ,2008 , (3) .蒋秀英. 数据结构课程实践驱动教学的研究 J . 电脑 知识与技术 (学术交流) ,2007 , (21) .严蔚敏 ,吴伟民 . 数据结构 ( C 语言版) M . 北京 : 清华大 学出版社 ,2009.234567