基于項(xiàng)目導(dǎo)向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程教學(xué)研究與實(shí)踐

摘 要：為了把存在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教學(xué)中存在的問(wèn)題解決，以學(xué)生為中心，把培養(yǎng)創(chuàng)新人才作為教學(xué)目標(biāo)，對(duì)該課程在教學(xué)上實(shí)行以項(xiàng)目為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)和實(shí)踐。不僅在教學(xué)的過(guò)程中對(duì)“教、學(xué)、做”進(jìn)行強(qiáng)化，同時(shí)在實(shí)踐中對(duì)其進(jìn)行合一，讓學(xué)生對(duì)該學(xué)科的認(rèn)識(shí)更加感性，讓學(xué)生的邏輯思維能力進(jìn)一步得到鍛煉，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的積極性和主動(dòng)性，進(jìn)一步讓學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力以及自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力得到提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法；項(xiàng)目導(dǎo)向；教學(xué)；研究；實(shí)踐

學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的過(guò)程就是訓(xùn)練算法的設(shè)計(jì)技巧和能力的過(guò)程，在建設(shè)性思維能力培養(yǎng)的過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象、設(shè)計(jì)算法和開(kāi)發(fā)軟件的能力。在學(xué)習(xí)了這門(mén)課程之后，讓學(xué)生獲得正確的讀、寫(xiě)結(jié)構(gòu)以及使用軟件工程的理論、技能和能力，讓學(xué)生初步具備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，具備的設(shè)計(jì)風(fēng)格趨于良好，給學(xué)生外來(lái)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以便于學(xué)生在該領(lǐng)域可以繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究。要想培養(yǎng)更多的計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才，就需要讓他們具有找到問(wèn)題并具備從概念層、抽象層中剝離并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)的能力，為了讓這些問(wèn)題得到解決，把項(xiàng)目導(dǎo)向的方法引入課堂教學(xué)與實(shí)踐中就顯得尤為重要。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的問(wèn)題分析

1.課程難度大，學(xué)生難以適應(yīng)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課程不僅邏輯性較強(qiáng)，同時(shí)其實(shí)踐性也很強(qiáng)，在過(guò)去進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，由于該課程比較抽象，同時(shí)概念比較多而且算法也比較復(fù)雜，對(duì)教師來(lái)講該課程教學(xué)難度比較大，同時(shí)學(xué)生也對(duì)該課程產(chǎn)生了畏懼感，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中沒(méi)有學(xué)以致用的體驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)其的學(xué)習(xí)失去積極性，最終培養(yǎng)的學(xué)生在這方面實(shí)踐能力不高，動(dòng)手能力較差，教學(xué)質(zhì)量的提高也無(wú)從談起，這和推進(jìn)素質(zhì)教育的今天嚴(yán)重不符。

2.課程理論與實(shí)踐脫節(jié)

本課程注重學(xué)生的理論和抽象思維的理解，目前要想讓學(xué)生不經(jīng)過(guò)實(shí)踐就對(duì)課程理論很好地理解是很不現(xiàn)實(shí)的。以前的授課模式多多少少都存在輕視實(shí)踐、重視理論的講解，教師感覺(jué)課程授課難度大，學(xué)生覺(jué)得似乎理解了所學(xué)的知識(shí)，但是在解決實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候又不會(huì)聯(lián)想使用所學(xué)的知識(shí)，一個(gè)很重要的原因是在理論教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)抽象數(shù)據(jù)的概念沒(méi)有很好地了解，即使在課堂上聽(tīng)懂了也不會(huì)內(nèi)化為自身的能力，也就意味著不能遷移到實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中。隨著時(shí)間的推移，一些學(xué)生慢慢地失去了學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的提高是影響最大的因素。

3.學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中處于被動(dòng)地位

教師對(duì)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)行的灌輸，對(duì)學(xué)生進(jìn)行“填鴨式”的教學(xué)是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在這個(gè)模式中，學(xué)生學(xué)習(xí)的比較被動(dòng)，對(duì)于現(xiàn)代大學(xué)生構(gòu)造知識(shí)體系來(lái)講是非常不利的。也就是說(shuō)，學(xué)生不能在解決問(wèn)題的時(shí)候?qū)W到知識(shí)，同時(shí)在遇到實(shí)際問(wèn)題需要去解決的時(shí)候，感覺(jué)自己無(wú)能為力，對(duì)于自己所學(xué)到的知識(shí)不會(huì)遷移和應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移，因?yàn)閷W(xué)生不能積極參與教學(xué)活動(dòng)和及時(shí)對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行建構(gòu)，對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了極大的影響。為了對(duì)這種教學(xué)模式進(jìn)行改變，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中真正地掌握到知識(shí)，讓自身的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)一步提高，在教學(xué)實(shí)踐中我們不難看出，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程使用項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)方式是比較好的。這不僅有利于學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建，還有利于提升學(xué)生的實(shí)踐能力，讓知識(shí)來(lái)源于生活和應(yīng)用于生活，突出知識(shí)的實(shí)用性和有效性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和積極性。

二、基于項(xiàng)目導(dǎo)向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程的教學(xué)改革

1.課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

（1）理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓課程的應(yīng)用性進(jìn)一步提升

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程內(nèi)容的時(shí)候，應(yīng)把知識(shí)的接受融入完成任務(wù)的過(guò)程中。比如，在“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)時(shí)，必須有搜索、排序和學(xué)生名字有關(guān)的統(tǒng)計(jì)等操作。把知識(shí)點(diǎn)等引入這些具體的操作之中，這樣可以讓具體的操作代替原本抽象的理論，這樣可以給學(xué)生一種比較真實(shí)的感覺(jué)，不僅有助于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，而且還把困難的知識(shí)變得通俗易懂。在主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作的同時(shí)，與此相關(guān)和有聯(lián)系的算法或應(yīng)用，讓學(xué)生嘗試著去學(xué)習(xí)和掌握，這樣漸漸地一個(gè)有效的知識(shí)體系就會(huì)被建立起來(lái)。

（2）教學(xué)內(nèi)容的組織以職業(yè)能力目標(biāo)為依據(jù)

課程剛開(kāi)始的時(shí)候，首先教師要對(duì)該課程進(jìn)行概述，在講解基本概念的時(shí)候要引入案例，如數(shù)據(jù)、記錄、邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)等，這樣學(xué)生就會(huì)了解到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程和專業(yè)的關(guān)系以及對(duì)該課程的研究?jī)?nèi)涵和輪廓有一個(gè)基本的了解，為項(xiàng)目教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。然后以實(shí)際的任務(wù)為教學(xué)的主線，按照行動(dòng)導(dǎo)向，“教學(xué)、學(xué)習(xí)和實(shí)踐”一體化教學(xué)模式，完成八個(gè)學(xué)習(xí)的情境，這樣專業(yè)的技能和方法學(xué)生就會(huì)掌握。與此同時(shí)，也要兼顧學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展，他們不僅學(xué)習(xí)崗位上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，也要讓他們能夠在全局上掌握工作。教師對(duì)課本的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)后傳授給學(xué)生，提高學(xué)生項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的能力。

2.教學(xué)模式和教學(xué)方法設(shè)計(jì)

（1）課程以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)、知識(shí)點(diǎn)為串行，開(kāi)展“教學(xué)、學(xué)習(xí)、實(shí)踐”一體化的教學(xué)模式

根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)，同時(shí)將其引入工作的過(guò)程中，在學(xué)習(xí)過(guò)程中解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固。

（2）以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、工作任務(wù)步驟為主線，組織實(shí)施教學(xué)

不管是選擇課程內(nèi)容，還是組織教學(xué)能容，都要以實(shí)際項(xiàng)目工作的內(nèi)容為中心，把實(shí)際工作的流程為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)順序，把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法進(jìn)行重組后，融化在實(shí)際工作中。這樣不僅可以讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用，也讓他們更清晰地了解項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作的整體框架。實(shí)訓(xùn)的課程來(lái)自于學(xué)生的日常生活，學(xué)生要完成的項(xiàng)目任務(wù)，需用戶的需求、數(shù)據(jù)流分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的表示到算法、功能的實(shí)現(xiàn)和提交各階段實(shí)用的計(jì)算機(jī)專業(yè)組產(chǎn)品的實(shí)際情況和公共職位的實(shí)際情況完全相同。因此，在對(duì)任務(wù)完成的過(guò)程中，學(xué)生就可以對(duì)相關(guān)的知識(shí)、方法、技巧進(jìn)行掌握，讓計(jì)算機(jī)類專業(yè)群公共工作崗位能力的需求清楚地顯示。

（3）參與企業(yè)生產(chǎn)，企業(yè)專家在生產(chǎn)中參與指導(dǎo)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程對(duì)軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)來(lái)講是一門(mén)基礎(chǔ)課，也是必修課。在開(kāi)發(fā)軟件的過(guò)程中，如果沒(méi)有把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所謂知識(shí)進(jìn)行貫穿，那么這個(gè)項(xiàng)目就缺少指引，也就意味著它是一個(gè)失敗的項(xiàng)目。所以，學(xué)生參與到實(shí)習(xí)基地中的生產(chǎn)中的時(shí)候，其必要條件就是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法進(jìn)行學(xué)習(xí)和使用，在教學(xué)的過(guò)程中要具有雙向的選擇。進(jìn)入企業(yè)的都是優(yōu)秀的學(xué)生，在企業(yè)中從事具體的工作，實(shí)現(xiàn)“課堂與企業(yè)”的完美結(jié)合，同時(shí)還要把工作過(guò)程與學(xué)習(xí)過(guò)程緊密地聯(lián)系在一起，這樣教學(xué)效果就會(huì)大幅度提升。

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程，要求在教學(xué)的過(guò)程中，圍繞學(xué)生這個(gè)中心，對(duì)學(xué)生的技術(shù)和個(gè)人專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行全方位的培養(yǎng)，同時(shí)兼顧人際等多個(gè)方面的培養(yǎng)，我們的目標(biāo)就在本科層次培養(yǎng)出終身學(xué)習(xí)型的高質(zhì)量計(jì)算機(jī)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)人才，并最終讓每一個(gè)學(xué)生能夠勝任他們未來(lái)的工作。同時(shí)，作為授課教師，我們要了解學(xué)生的實(shí)際需求，新一代的大學(xué)生在性格、認(rèn)識(shí)等上都發(fā)生了很大的變化，我們要對(duì)其進(jìn)行深入的研究和探索，按照他們的認(rèn)知方式進(jìn)行課程的教學(xué)，同時(shí)也要兼顧他們的認(rèn)知水平，相信經(jīng)過(guò)這樣循序漸進(jìn)的課程學(xué)習(xí)，一定會(huì)給社會(huì)培養(yǎng)更多的、需要的人才，讓社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)方面的人才需求得到滿足。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉靜，王曉英，薛媛媛，等.讓趣味教學(xué)進(jìn)駐數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課堂[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，29（05）：95-97.

[2]熊岳山，錢(qián)程?hào)|，徐凱.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的數(shù)據(jù)抽象能力培養(yǎng)體會(huì)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014，36（04）：27-30.

[3]李和平，龔波林，劉萬(wàn)毅.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，強(qiáng)化技能型人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（02）：159-161.

[4]王曉英，靳力，王曉青，等.基于序列匹配的作業(yè)相似度檢測(cè)系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程，2012，38（24）：53-61.

作者簡(jiǎn)介：何風(fēng)琴，1983年出生，女，蒙古族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

于濤，1983年出生，女，蒙古族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

編輯 韓 曉