基于WebQuest的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)改革

【摘要】本文分析了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的問題，闡述了采用We-bQuest教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革的可行性分析，并用案例詮釋了該教學(xué)模式的實(shí)施方案。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) WebQuest 教學(xué)改革

【文獻(xiàn)編碼】doi：10.3969／j.issn.0450-9889(C).2010.09.040

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課，它涉及的概念多、內(nèi)容廣，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，在整個(gè)教學(xué)課程體系中處于承上啟下的作用。一方面，它為數(shù)據(jù)庫原理、操作系統(tǒng)等專業(yè)課程奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，另一方面，它是掌握程序設(shè)計(jì)語言(目前以C、C++語言居多)等課程需要了解的基本技術(shù)和方法。因此，有必要探討數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在教學(xué)中存在的問題，并且結(jié)合高職學(xué)生的實(shí)際情況，總結(jié)設(shè)計(jì)出一套有效的實(shí)踐教學(xué)方法。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的問題

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程時(shí)，普遍對課本的理論內(nèi)容感到理解困難，對算法設(shè)計(jì)感到無從下手，上機(jī)調(diào)試程序時(shí)更加不知如何操作。對此筆者作了認(rèn)真分析，得出如下結(jié)論：

第一，因理論性較強(qiáng)。概念多，造成學(xué)生對學(xué)習(xí)本門課程的學(xué)習(xí)積極性不高。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是專業(yè)基礎(chǔ)課，它既不像網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、圖像設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)類課程那樣生動有趣，又不像Visual Foxpro等編程類課程可以將所學(xué)的應(yīng)用于實(shí)際工作中。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生感到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不過是一些理論和程序的堆砌，由于課程內(nèi)容理論性和邏輯性比較強(qiáng)，授課過程枯燥無味、概念抽象難懂，知識點(diǎn)較多，另外知識的連貫性不強(qiáng)，故學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。

第二，在制訂教學(xué)計(jì)劃時(shí)，C語言(或其他程序設(shè)計(jì)語言)課程開設(shè)不足或沒有開設(shè)相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)類課程，為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)埋下了隱患。C語言(或其他程序設(shè)計(jì)語言)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)課程之一，學(xué)生對它的熟悉及掌握程度直接關(guān)系到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果，尤其是對指針、函數(shù)及結(jié)構(gòu)體知識點(diǎn)的掌握。如果前導(dǎo)課程沒有“摸透”，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過程中，盡管授課教師詳細(xì)耐心，學(xué)生仍然會對相應(yīng)的概念一知半解，致使教學(xué)效果不理想，部分學(xué)生還會產(chǎn)生畏難和厭學(xué)的情緒，喪失對該門課程學(xué)習(xí)的興趣和信心。

第三，實(shí)踐的學(xué)時(shí)和實(shí)踐的內(nèi)容安排不當(dāng)，傳統(tǒng)的重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)指導(dǎo)思想在本門課程的學(xué)習(xí)中依然嚴(yán)重。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論與實(shí)踐并重的課程，有些教師往往只注重理論教學(xué)，把實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)全部變?yōu)榱死碚摻虒W(xué)，這樣的教學(xué)方法會使學(xué)生學(xué)起來更是枯燥乏味。另外，也有部分教師將實(shí)踐內(nèi)容轉(zhuǎn)變成一些簡單的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，這種教學(xué)方法也難以達(dá)到鞏固和促進(jìn)理論教學(xué)的目的。再加上學(xué)生編程能力本來就有限，造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果較差。

二、實(shí)施WebQuest教學(xué)模式的背景

(一)WebQuest簡介

WebQuest是一種在國外應(yīng)用得非常廣泛的探究性學(xué)習(xí)模式。也是目前我國將信息技術(shù)與課程整合的教學(xué)方法之一。它是1995年由美國圣地亞哥州立大學(xué)教育技術(shù)系伯尼·道格(BemieDodge)博士和湯姆·馬奇(TomMarch)博士等人一起創(chuàng)建的，它的教學(xué)方法是在一定的教學(xué)環(huán)境下，由教師以一定的任務(wù)驅(qū)動方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究式的學(xué)習(xí)。在WebQuest教學(xué)模式中，教師給學(xué)生一個(gè)可行的、有吸引力的學(xué)習(xí)任務(wù)，同時(shí)提供一些有用的教學(xué)資源，學(xué)生可以以此來定位，利用教師提供的教學(xué)資源或者其他網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行研究性、創(chuàng)造性和富有趣味性的學(xué)習(xí)。

WebQuest教學(xué)設(shè)計(jì)從時(shí)間上劃分可以分短期和長期兩種形式。短期的WebQuest是為某個(gè)1～3課時(shí)的課堂單元的內(nèi)容而設(shè)計(jì)，可以以教學(xué)活動中的某一知識難點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)任務(wù)，通過各類教學(xué)資源引導(dǎo)學(xué)生獲取知識、理解知識并能運(yùn)用相關(guān)知識解決現(xiàn)實(shí)的問題，通過這種學(xué)習(xí)方式也可以同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生信息搜集的素養(yǎng)、團(tuán)結(jié)合作的精神和創(chuàng)造性的思維能力。長期的WebQuest可以持續(xù)一周或一個(gè)月，甚至更長的時(shí)間，主要體現(xiàn)在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)或要求學(xué)生完成大型項(xiàng)目的時(shí)候，其目的在于對學(xué)生所掌握的知識進(jìn)行鞏固和擴(kuò)展，從而激發(fā)學(xué)生高水平的思考活動，進(jìn)而產(chǎn)生獨(dú)創(chuàng)性的思維觀點(diǎn)。在教學(xué)中WebQuest一般由四大模塊組成：情境與問題、目標(biāo)與任務(wù)、資源與過程、評價(jià)和結(jié)論。

(二)實(shí)施WebQuest教學(xué)模式的可行性分析

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身的教學(xué)特點(diǎn)與WebQuest的教學(xué)理念不謀而合，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容多、概念多、算法編寫難，因此造成了教師授課難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)難度更大。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)方法通常注重以“知識點(diǎn)”去構(gòu)建知識體系，重視循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，即復(fù)習(xí)舊課一導(dǎo)人新課一講解新知一聯(lián)系鞏固一布置作業(yè)，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的被動接受者，在授課過程中學(xué)生缺少自主學(xué)習(xí)的機(jī)會，創(chuàng)造思維能力欠缺，學(xué)生投人智力的活動和實(shí)踐活動少，就算學(xué)生在課堂上能明白課程的內(nèi)容，但是一到編寫算法就會感到無從下手。而WebQuest教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)的舊模式，設(shè)置問題情境一學(xué)生探究學(xué)習(xí)一提出項(xiàng)目解決方法一結(jié)論與評價(jià)，使學(xué)生從單一被動的學(xué)習(xí)方式走向廣闊、具體、豐富、自主的學(xué)習(xí)空間，成為學(xué)習(xí)的主人，通過這個(gè)過程學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力得有力的培養(yǎng)。

現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展至今各高校校園網(wǎng)技術(shù)日趨成熟，設(shè)備不斷更新，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源為WebQuest實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式提供了物理環(huán)境。該課程的前期教學(xué)改革成果積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)資源，網(wǎng)絡(luò)課件的制作、“案例驅(qū)動”教學(xué)法的引入等，使教師獲得了現(xiàn)代教育技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，積累了現(xiàn)代化教學(xué)的資源。因此在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中實(shí)施WebQuest教學(xué)模式是可行的。

三、WebQuest教學(xué)模式在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的運(yùn)用

上文已較為詳細(xì)的敘述了We-bQuest教學(xué)模式的理論和概要，以及分析了在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中實(shí)施WebOuest教學(xué)模式的可行性，下面將以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中棧與隊(duì)列的教學(xué)內(nèi)容為例介紹該教學(xué)模式的運(yùn)用。

WebQuest教學(xué)模式一般由四大模塊組成，如圖1所示，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)設(shè)計(jì)主要依據(jù)這四大模塊為主線進(jìn)行。

(一)情境與問題模塊的設(shè)計(jì)

該模塊是為學(xué)生提供以學(xué)習(xí)目標(biāo)為依據(jù)，與學(xué)生原有的知識相關(guān)的，且與現(xiàn)實(shí)生活相符的課題背景，在此情境中提出并描述與本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)相關(guān)的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本案例的教學(xué)目標(biāo)是理解棧、隊(duì)列的含義、特征，掌握兩種存儲結(jié)構(gòu)上基本運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。

情境的設(shè)計(jì)主要是對要設(shè)計(jì)的課程營造一個(gè)氛圍，可以是真實(shí)情境的介入，也可以是虛擬的情境設(shè)置。除了情境之外，WebQuest的問題提出是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)至關(guān)重要的一個(gè)部分，甚至在一定程度上關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)的成敗。因此在設(shè)計(jì)問題時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：一是目的性。問題的提出要以課程的目標(biāo)和學(xué)習(xí)的目標(biāo)為根本出發(fā)點(diǎn)，使學(xué)生后續(xù)的自主學(xué)習(xí)活動更加具有針對性，有助于任務(wù)的完成、目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；二是可行性，問題的設(shè)計(jì)要切合實(shí)際，與學(xué)生原有的知識和經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，讓學(xué)生感覺經(jīng)過自學(xué)的努力能使問題得以解決；三是具有挑戰(zhàn)性。問題的設(shè)計(jì)也不能過于簡單，要有一定的難度和復(fù)雜度，能啟發(fā)學(xué)生的思維。

在本次授課中，教師采用真實(shí)情境的介入方式，展示幾段和棧與隊(duì)列知識相關(guān)的錄像，比如盤子疊放、手槍子彈的裝入、在公共汽車站排隊(duì)上車等視頻、通過錄像，向?qū)W生提出問題：第一，幾段錄像中所描述的事件有哪些地方是相通?(目的是區(qū)別哪段錄像是棧哪段錄像是隊(duì)列)。第二，相通的理由是什么?(導(dǎo)出棧與隊(duì)列的運(yùn)算原則)。第三，你還能說出在現(xiàn)實(shí)生活中除此之外還有什么棧與隊(duì)列的案例?(目的是更深入的理解棧與隊(duì)列的定義)。

(二)目標(biāo)與任務(wù)模塊的設(shè)計(jì)

目標(biāo)與任務(wù)模塊主要是針對情境與問題模塊中提出的問題進(jìn)行分析，讓學(xué)生明確本章課程要求達(dá)到什么教學(xué)目標(biāo)，需要完成什么教學(xué)任務(wù)。一般來說，在該模塊中提高培養(yǎng)教育學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

在本次授課中，教師可以先簡單地講解棧、隊(duì)列的定義和特點(diǎn)，棧、隊(duì)列的存儲方式，以及存儲方式上插入和刪除算法的實(shí)現(xiàn)。為了避免學(xué)生毫無頭緒地去搜索資料，教師還必須花大量的業(yè)余時(shí)間去搜索網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)的學(xué)習(xí)信息，同時(shí)將常用的程序代碼提供給學(xué)生。學(xué)生課后也可以通過到圖書館查閱相關(guān)的教學(xué)資料尋求解題的方法。

(三)評價(jià)與結(jié)論模塊的設(shè)計(jì)

該模塊主要是給學(xué)生提供一個(gè)交流學(xué)習(xí)的平臺，通過學(xué)生回答問題、小組評論、教師點(diǎn)評三種方式，對情境與問題模塊提出的問題、對目標(biāo)與任務(wù)模塊提出的工作任務(wù)給出合理的解答。教師在這個(gè)環(huán)節(jié)起著非常大的作用，教師要以學(xué)生的回答、小組的評論為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)性評價(jià)，查漏補(bǔ)缺，看學(xué)生是否達(dá)到預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)的最終效果如何，使學(xué)生真正的理解知識點(diǎn)、掌握知識點(diǎn)。通過評價(jià)互動，可以使學(xué)生之間、師生之間良好交互，學(xué)習(xí)已經(jīng)不再成為被動式。而是通過教師引導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而構(gòu)建一個(gè)個(gè)體化的知識體系。

綜上所述，基于WebQuest的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)效果表明，該教學(xué)模式適合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，有效地克服了原有的教學(xué)弊端，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

(責(zé)編 黎原)