問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的應(yīng)用探討

摘要：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程，也是工作面試中的必要課程，因此它是一門(mén)十分重要的課程。但是由于該課程內(nèi)容抽象難懂，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生了難以理解、難以實(shí)踐的狀況。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主能動(dòng)性，達(dá)到更好的教學(xué)效果，探討了問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法；問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）23-0078-02

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活中的各行各業(yè)。當(dāng)人們用計(jì)算機(jī)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，就要考慮數(shù)據(jù)的表示和數(shù)據(jù)的處理，而“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的主要研究對(duì)象就是數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)的處理。目前，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”已經(jīng)成為高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要基礎(chǔ)性課程。一方面學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程擴(kuò)大和加深了從離散數(shù)學(xué)、編程語(yǔ)言獲得的方法與技術(shù)；另一方面扎實(shí)掌握“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容也為“操作系統(tǒng)”“高級(jí)編程”“算法設(shè)計(jì)”以及“軟件工程”等課程的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程具有較強(qiáng)的理論性，傳統(tǒng)的授課模式和方法不能達(dá)到教學(xué)目的。許多學(xué)生在學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程時(shí)會(huì)認(rèn)為乏味無(wú)趣，無(wú)法領(lǐng)會(huì)該課程的學(xué)習(xí)目的，最終導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不理想。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法來(lái)彌補(bǔ)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的弊端。

一、研究學(xué)生心理，強(qiáng)調(diào)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)

目前大部分高校都是使用C語(yǔ)言版的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材，這就要求學(xué)生應(yīng)具備良好的C語(yǔ)言基礎(chǔ)。很多高校的C語(yǔ)言教學(xué)還處于應(yīng)試教學(xué)模式，并不重視學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，僅僅通過(guò)課堂上教師的講解，沒(méi)有學(xué)生實(shí)際的練習(xí)操作，他們對(duì)諸如數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、指針等數(shù)據(jù)類型仍缺乏認(rèn)識(shí)，也無(wú)法理解函數(shù)、函數(shù)的參數(shù)、函數(shù)的返回值、函數(shù)調(diào)用等知識(shí)點(diǎn)，更無(wú)法明白遞歸及遞歸過(guò)程。但是這些知識(shí)點(diǎn)在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中的使用頻率很高，[2]是該課程的重要基礎(chǔ)。而在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中，盡管教師在課堂上不厭其煩的講解，但學(xué)生無(wú)法真正理解，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不高，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣也大大減弱。[3，4]

針對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中存在的上述問(wèn)題，本文提出問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法不同于其他教學(xué)方式，是一種基于建設(shè)性教學(xué)理論的教學(xué)模式。這種建設(shè)性教育理論如下：學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力來(lái)源于有待解決的問(wèn)題，教師的職責(zé)是幫助學(xué)生探索問(wèn)題，引導(dǎo)他們找到問(wèn)題的解決方法；然后學(xué)生通過(guò)教師的指導(dǎo)以及與同學(xué)間的討論解決問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，本文從程序設(shè)計(jì)師的視角對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論，以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，以應(yīng)用為目的，對(duì)于每一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)展邏輯、表示方式進(jìn)行解析，生動(dòng)具體地演繹其中的內(nèi)涵和道理。在具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)著重注意怎樣將想法轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為具體程序，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用在實(shí)際程序設(shè)計(jì)中，從而幫助學(xué)生化抽象為具體，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)興趣。以圖書(shū)館查閱系統(tǒng)為例，學(xué)生可以如何檢索所需書(shū)籍為引導(dǎo)，教師詢問(wèn)學(xué)生實(shí)際程序設(shè)計(jì)解決檢索問(wèn)題時(shí)用到哪些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，討論使用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更好。本著由簡(jiǎn)單到縝密的思路，可以先不用任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)法構(gòu)建檢索模塊；之后采用常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，會(huì)發(fā)現(xiàn)雖然可以構(gòu)建檢索模塊，但是效率非常低；最后可以引導(dǎo)構(gòu)建更為精巧的矢量結(jié)構(gòu)、樹(shù)結(jié)構(gòu)、索引表、哈希表結(jié)構(gòu)等。這樣，圍繞一個(gè)問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)，涉及到一系列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而讓學(xué)生感受到各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不是憑空出現(xiàn)的，而是由于問(wèn)題驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)邏輯上的逐步推理而得來(lái)的，從而幫助學(xué)生更加深入有趣地學(xué)習(xí)掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式不僅增加了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的理解、記憶和推理等思維活動(dòng)，還增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的指向性，學(xué)生通過(guò)查閱資料探索問(wèn)題。這種教學(xué)模式體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，意在激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，教師起著組織、引導(dǎo)、促進(jìn)的作用。同時(shí)，學(xué)生是整個(gè)知識(shí)構(gòu)建過(guò)程的組織者，通過(guò)主動(dòng)、有目的地獲取學(xué)習(xí)資料來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的目標(biāo)和任務(wù)。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法的關(guān)鍵是問(wèn)題的設(shè)計(jì)，明確的問(wèn)題有利于學(xué)生完成最終的學(xué)習(xí)任務(wù)，為此問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法在實(shí)施過(guò)程中，要求教師必須根據(jù)課程內(nèi)容、學(xué)生的認(rèn)知能力和實(shí)際情況提出問(wèn)題，以解決問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考；教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題既要包括課程的主要知識(shí)點(diǎn)，又要循序漸進(jìn)；同時(shí)教師要不斷鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試，激發(fā)他們的發(fā)散性思維。

二、建立起自主探索與協(xié)作的實(shí)踐環(huán)節(jié)

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)旨在通過(guò)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的過(guò)程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及解決具體問(wèn)題時(shí)的協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。所謂的自主學(xué)習(xí)，就是以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，通過(guò)學(xué)生自己的努力，自覺(jué)、主動(dòng)、積極地獲取知識(shí)。它要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獨(dú)立地分析、探索、實(shí)踐，充分發(fā)揮自身主動(dòng)性，根據(jù)自身行動(dòng)的反饋信息來(lái)形成對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的方法。協(xié)作學(xué)習(xí)是在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)小組協(xié)商討論的形式，進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。學(xué)生通過(guò)協(xié)作學(xué)習(xí)，可以看到問(wèn)題的不同側(cè)面和解決方案，拓寬了學(xué)生解決問(wèn)題的思路，對(duì)知識(shí)點(diǎn)也會(huì)有新的認(rèn)識(shí)與理解。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)相結(jié)合的能力，具體實(shí)施時(shí)將實(shí)驗(yàn)題目設(shè)計(jì)為必做題目和選做題目。教師制定必做題目，可以有目的的幫助學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。教師在制定實(shí)驗(yàn)題目時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：一是選用難易適當(dāng)?shù)念}目，通過(guò)該題目，學(xué)生能夠較容易地理解和掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本理論與方法；二是題目要緊貼學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)他們的積極性；三是題目要充分應(yīng)用到理論知識(shí)點(diǎn)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，真正達(dá)到學(xué)以致用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)他們潛在的學(xué)習(xí)興趣。這種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方式，不僅激發(fā)了學(xué)生自主求知的欲望，而且讓學(xué)生也體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。選做題目注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力以及創(chuàng)新思維。在此階段教師以“導(dǎo)師”的身份出現(xiàn)，學(xué)生充分發(fā)揮主體作用，變過(guò)去“被動(dòng)”學(xué)習(xí)為“主動(dòng)”學(xué)習(xí)，在教師的指導(dǎo)和幫助下，主動(dòng)搜集和查閱一些參考書(shū)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，通過(guò)自主探索和協(xié)作學(xué)習(xí)找出解決問(wèn)題的方法，提高自主學(xué)習(xí)能力。當(dāng)學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)，可自由組合成組，2～3人適宜，明確分工，發(fā)揮各自長(zhǎng)處，協(xié)作完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教師對(duì)整個(gè)組的進(jìn)程進(jìn)行跟進(jìn)指導(dǎo)。小組可以定期開(kāi)小組會(huì)議，大家圍繞一個(gè)主題展開(kāi)討論，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮共同學(xué)習(xí)、協(xié)作的精神，共同完成任務(wù)。所有題目采取一組一題制，避免抄襲。由此一來(lái)，學(xué)生在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的環(huán)境下，將生硬的課程知識(shí)生動(dòng)具體的應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的重難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)一步完善和重構(gòu)，有效提升了自身的實(shí)踐操作能力。

三、建立起公平的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)

教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出正確的評(píng)價(jià)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上擴(kuò)展縱向或橫向思維，拓寬學(xué)生的思路，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。在課程中，以小組為單位來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，然后大家交流心得，相互點(diǎn)評(píng)。評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)如下：一是在實(shí)驗(yàn)中反映出學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)的掌握應(yīng)用情況；二是小組內(nèi)部成員的合作溝通能力；三是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；四是學(xué)生的創(chuàng)新能力等。當(dāng)要求學(xué)生在大家面前展示自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，他們往往會(huì)完成的更好，細(xì)枝末節(jié)的問(wèn)題也會(huì)考慮到。與此同時(shí)，同學(xué)間的相互交流能夠集思廣益，取長(zhǎng)補(bǔ)短。通過(guò)實(shí)踐證明，公平的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)是有效的、很有必要的，能鞏固知識(shí)、完善結(jié)構(gòu)、開(kāi)闊思路。

四、建立相配套的評(píng)分機(jī)制

隨著教學(xué)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的改變，考核體系也由傳統(tǒng)的卷面模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚摵蛯?shí)踐相結(jié)合的模式，這樣才能全面、客觀、公平的考核學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的水平。從兩方面對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程進(jìn)行考核：一是對(duì)該課程的理論知識(shí)點(diǎn)的考核。該考核主要針對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，采用卷面的方式。二是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的考察。該考核既注重學(xué)習(xí)的結(jié)果，也注重學(xué)習(xí)的過(guò)程和態(tài)度。因此對(duì)于實(shí)踐能力的考核，沿著設(shè)計(jì)思路、代碼的編寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的問(wèn)題以及如何解決等線路進(jìn)行，采取面對(duì)面交流的方式進(jìn)行考核。

理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，實(shí)踐檢驗(yàn)并補(bǔ)充理論。采取上述評(píng)分機(jī)制促使學(xué)生理論實(shí)踐兩手都要抓，激勵(lì)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。另外，該評(píng)分機(jī)制既可以考察出學(xué)生的真實(shí)水平和能力，又有效地杜絕了少數(shù)學(xué)生的抄襲行為，更有助于推進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

五、結(jié)語(yǔ)

將問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法應(yīng)用到“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，通過(guò)與算法的適度分離和與程序設(shè)計(jì)的更加靠近，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能、程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和具體應(yīng)用植入到學(xué)生的頭腦中，以使學(xué)生能夠使用各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)編寫(xiě)出真實(shí)有用的程序和軟件，從而提高學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]鹿旸.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程教學(xué)方法的思考[J].計(jì)算機(jī)教育，

2010，（5）：88-90.

[2]范莉麗，彭濤.基于C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)技巧[J].計(jì)算機(jī)教育，2011，（18）：61-64.

[3]游琪.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].軟件導(dǎo)刊，2010，（9）：187-188.

[4]案例驅(qū)動(dòng)法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，

2010，（6）：7322-7323.

（責(zé)任編輯：孫晴）