談《數據結構》課程精品課堂建設

李宗璞

摘要：該文從教學目標、課堂組織、考核方式等三個方面展開論述《數據結構》課程的教學建設，在教學過程中取得良好的效果。

關鍵詞：教學目標;課堂組織;考核方式

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0098-02

1教學目標

按照Bloom模型從簡單到復雜：知識、理解、應用、分析、綜合和評估的理念，可以描述教學目標如下：用計算機解決任何問題都需要進行數據表示和數據處理，而數據表示和數據處理正是數據結構課程要研究的內容。通過本課程的學習，使學生深刻地理解數據結構的邏輯結構和物理結構的基本概念以及有關算法，培養學生的數據抽象能力和算法設計能力。不僅為后繼課程提供必要的知識準備，而且為提高軟件設計和編程水平打下堅實的基礎。

從OBE理念出發，按照工程認證的標準，描述課程教學目標如下：

目標1.掌握線性表、棧和隊列、樹和二叉樹、圖四種數據結構的邏輯結構、物理結構及其操作實現，掌握常見的查找算法和排序算法，針對實際應用問題能夠選擇某種數據結構進行描述和定義。

目標2.了解算法評價的標準，能夠運用空間復雜度的計算方法選擇合適的存儲結構，能夠運用算法時間復雜度計算方法對算法時間性能進行評價和比較。熟練掌握四種數據結構相關算法的實現和應用，針對實際應用問題，在選擇合適的數據結構描述和定義的基礎上，能夠運用其基本操作實現及常見算法進行實現，并能夠對實現的算法進行分析和評價。

目標3.理解程序設計的基本思路和方法，能夠進行編碼完成設計并解決設計和編碼實現中出現的各種錯誤和問題。

2教學組織形式

教學組織形式，從二維來俯視全局教學過程，簡稱為“一橫一縱”。

“一橫”：按照一堂課的課堂教學環節來組織教學;

“一縱”：按照章節順序來組織教學。

2.1根據課堂內容特點，每一堂課的課堂教學教學環節如圖1

（1）課前：利用時間碎片化，把下周要講的內容，使用錄屏軟件把基本知識進行錄屏，放到B站;同時下發任務書，發布到QQ或雨課堂，任務書格式如圖2所示。

學生進行預習，除了讀閱課本外，利用茶余飯后的時間，隨時隨地，登錄B站，搜索對應的錄屏小節，進行觀看錄屏。如下界面：

通過觀看，學生能培養自主學習的能力，同時帶著問題進入課堂。

（2）課中：分成三個時間片段。

第一時間片段是教師根據任務書中的任務，采用反轉課堂方式，先由學生分組討論本次課的基本內容以及通過觀看錄屏，發表自己的學習體會，回答教師設定的問題，培養學生自主學習的能力和溝通能力，以及團隊意識;

第二個時段是教師進行解惑，啟發式教學模式，知識進行拓展、把重點難點知識點串起來，讓節知識系統化，培養學生分析問題和解決問題的能力;

第三個時段是課堂消化、鞏固、測試、總結，培養學生運用知識的創新能力和創新意識。

（3）課后：分成章節，在PTA平臺上有適量的章節練習題，題目分成兩類：一類是“基礎性”題目集，這樣的題目要求全部學生都要完成;一類是“提高類”題目集，這樣的題目作為拔高題，可以選做，這些題目意在培養學生獨立思考問題的能力和創新能力，為ACM大賽輸送力量，真正達到以賽促教。PTA平臺部分題目集如下：

綜上，可以用時間軸來描述線上、線下使用情況，如下：

2.2下面是按照章順序組織

（1）緒論

主要內容是數據結構的基本術語、算法概念和算法分析，難點是算法分析。對于概念性知識通過學生課前學習錄屏講課，主要是使用翻轉課堂形式;算法分析方法使用講授法，分析各種情況的算法復雜度的求法。

（2）線性表

主要是線性表概念，線性表的兩種存儲結構，以及線性表的應用。概念和兩種存儲結構通過錄屏學習，使用翻轉課堂，同時兩種存儲結構使用驗證法、小組討論、任務驅動等形式完成教學。

（3）棧和隊列

介紹了兩種特殊的線性表一棧和隊列。主要是它們的概念、特點、基本操作，重點是應用，前面內容以翻轉課堂為主，后面內容主要是講授和演示法。

（4）樹和二叉樹

主要是基本概念術語，這些以看智慧樹平臺為主;二叉樹的性質、遍歷主要是翻轉課堂、分組討論;二叉樹的相關算法，主要是驗證、實驗、演示為主;哈夫曼樹主要是討論、講授。

（5）圖

概念、術語主要是網絡資源的錄屏;存儲結構主要是討論、實驗等;圖的應用主要是講授，發揮學生想象、啟發、討論、翻轉課堂形式。

（6查找和排序

靜態查找和動態查找，主要內容是折半查找、二叉排序樹和哈希表;排序主要是希爾排序、堆排序和快速排序，以及其他的簡單排序。在提前觀看錄屏的基礎上，使用方法是翻轉課堂、討論、講授、實驗法。

以上每章在PTA平臺上設計了相應的“基礎”題目集和“提高”題目集，同學們課下完成。每堂課，在課上有課堂測試題，教師使用雨課堂推送試題給學生，學生在課堂上完成。

考核內容和方式：

主要歸納為6個一級知識點，其下包含了23個二級知識點，如下表所示：

使用PTA考試平臺（https：//pintia.cn）閉卷上機考試的形式進行。

采用過程性評價體系，包括平時成績和期末考試成績兩部分成績，采用線上和線下兩種模式產生。其中線上成績有在PTA完成的成績，包括實驗成績、單元測試成績、期末考試成績，還有再MOOC平臺上的學習成績;線下成績使用雨課堂完成，包括課前測試、隨堂測試和課后測試。

計算公式：學業成績=期末考試成績*50%+平時成績*50%

平時成績=PTA單元測試成績*50%+雨課堂成績*25%+（PTA實驗成績+MOOC成績）*25%+平時表現加分 期末考試成績（占50%）：考核線性表、棧和隊列、串、數組和廣義表，樹和二叉樹、圖、查找、排序等概念，理論知識和算法編寫。重點考核理論知識的應用能力以及編程能力。期末考試采用上機考試形式，主要題型有選擇題、函數題、主觀題。全體教師集體命題完成題庫，采用隨機組卷形式，多題多卷，每個知識點設置一個隨機池，學生試卷內容隨機、題目順序隨機、選擇題選項隨機。

平時成績（占50%）：平時成績由雨課堂測試成績，PTA平臺實驗成績以及單元測試成績組成。其中，雨課堂成績占平時成績的25%，成績由雨課堂即時評測或教師評價、學生互評產生。雨課堂課前測試重點考查學生對知識點的預習情況，雨課堂課上測試重點考查學生對課堂授課重點內容的掌握情況，雨課堂課后測試重點考查學生對知識點的綜合運用情況。PTA平臺實驗成績占平時成績的25%，主要考查學生平時訓練情況，成績采用系統即時評測。單元測試成績占平時成績的50%，主要考核數據結構的各個知識點和學生編程能力，成績采用系統即時評測。

3總結

通過教學實施，教學效果良好，能達到OBE教學目標要求。