基于CDIO工程理念的“数据结构”课程教学改革初探

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　　摘 要：“数据结构”是一门理论性很强的课程，其包含非常抽象的算法，单纯地使用传统教学方法，教学质量很难得到保证。CDIO工程教育理念主要包含构思、设计、实现以及运作等四方面的内容，是一种非常先进的教学理念。将CDIO工程理念应用到“数据结构”课程的教学过程中，具有十分重要的作用。基于此，文中重点针对基于CDIO工程理念的“数据结构”课程教学改革进行了详细的分析，旨在对传统的“数据结构”课程教学方法进行改革，提升“数据结构”课程的教学质量，以供参考。
　　关键词：CDIO;工程理念;数据结构;教学改革;教学实践;逻辑结构
　　中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2020）05-0-02
　　0 引 言
　　“数据结构”作为计算机专业最为核心的课程，其内容主要涉及计算机专业应用中各种数据的逻辑结构、存储结构以及算法等内容。所以“数据结构”课程除了抽象的理论内容之外，还包含大量的实践教学内容，对学生后期的专业学习具有不可忽视的影响。将CDIO工程理念应用到“数据结构”教学活动中，将理论与实践进行有机结合，提升学生的动手实践能力，也可以有效提升“数据结构”课程的教学质量。
　　1 CDIO工程理念的概述
　　CDIO工程理念是一种基于全球经济一体化背景的国际化工程教育理念，其主张通过相关工程设计任务的制定来培养学生的职业道德理念，帮助学生树立终身学习的意识，提升学生的实践能力。也就是说，CDIO工程理念不仅重视学生协作能力以及系统调控能力的培养，强调培养对于工程类科目的学习主动性，还着重强调实践环节的设置，强调学生应当同时具备个人职业能力以及社会交往能力，将学生培养成适应社会发展的综合性人才。将CDIO工程理念与“数据结构”课程的教学进行结合，然后制定全新的教学目标、加强教学改革，可以有效提升“数据结构”的教学质量[1]。
　　2 现阶段“数据结构”课程教学中的常见问题
　　2.1 教学内容与实际课时不协调
　　在现阶段的“数据结构”课程教学过程中，教学内容与实际课时设置不协调的问题十分严重。以国内某院校计算机专业的“数据结构”课程的课时设计为例，该学院将“数据结构”课程设置了85课时，由34课时的实践性课程和
　　2周的课程设计共同组成。而该院校采用的“数据结构”教材总共有12章内容，如果按照该院校的课时设计，其教学内容可以基本讲完。但是由于“数据结构”具有很强的实践性，如果只对学生讲解理论知识，而不进行实践训练，那么学生很难彻底完成理论知识的内化;而如果增加实践训练，那么教学课时就会非常紧张。
　　2.2 理论教学与实践教学联系不紧密
　　在“数据结构”课程的教学过程中，如果理论教学与实践教学联系不紧密，也会严重影响“数据结构”教学质量的提升。在实际的“数据结构”教学中，理论教学与实践教学是分开授课的，所以经常出现理论教学与实践教学不对应的现象。另外，在实践教学中，由于时间的限制，学生也很难在一节课上完成相关章节中所有内容的练习。学生学习任务完成不了，学习难度越来越大，对于“数据结构”的学习积极性也就会受到打击。一旦学生产生放弃学习“数据结构”课程的想法，那么其后期的计算机专业课学习也会受到影响，其整体的专业素养提升难度就会升高，应用能力以及创新能力的培养也会受到阻碍。
　　2.3 教学方法相对落后
　　现阶段，在“数据结构”课程的教学过程中，相当一部分授课教师依然在使用灌输式的教学方法。这种教学方法并没有突出学生的课堂主体地位，只是一味的将理论知识灌输到学生的大脑中，也没有给予学生足够的思考时间。而且“数据结构”课程的教学内容本身就学术性较强，如果在课堂教学过程中，没有注重“教、学、做”的融合，那么学生理解起来将会存在较大的难度。另外，在实践教学中，也没有考虑学生专业素养以及个体差异，直接让所有的学生都做同一个实验题目，其实践教学效果更是不乐观。
　　3 基于CDIO工程理念的“数据结构”课程教学改革策略
　　3.1 使用趣味性课堂教学方法
　　在“数据结构”课程教学过程中，理论教学是必不可少的组成部分。而理论教学比较枯燥、无味，如果使用传统的教学模式，按部就班的展开教学活动，那么学生的学习积极性与主动性将很难得到有效的激发。在这种情况下，教师就要使用问题导向教学方法，充分激发出学生对“数据结构”的学習兴趣。即在正式课堂教学活动开始之前，教师可以先设计一个能够贯穿整个课堂教学活动的大问题，或者设计一个与学生实际情况紧密联系的问题，让学生带着问题进入到课堂教学活动中;完成了整节课的教学活动，学生也就找到了问题的答案。这种教学方法的应用不仅可以有效激发出学生的学习积极性与主动性，还可以提升学生的自主学习能力。另外，分组讨论教学方法的应用也可以有效提升“数据结构”课程的教学质量。即在课堂教学活动中，教师可以将学生分成几个不同的小组，让学生以小组为单位就某一理论问题展开有效的讨论和交流，最后还可以推举出一个代表上台发言，阐述自己小组的讨论结果。这种教学方法的应用不仅可以激发学生的学习积极性，还可以显著提升学生的团队合作能力，促进学生的全面发展。
　　3.2 加强实践训练
　　“数据结构”是一门理论与实践并重的课程，在完成理论教学之后，还需要加强相应的实践训练。通过有效的实践训练来让学生意识到“数据结构”课程学习的实用性，意识到学习“数据结构”对其未来学习更高级的专业知识的影响，意识到学习“数据结构”对其日常生活的帮助性。对此，教师要针对每一个教学章节的内容针对性的选择算法，并进行相关问题的针对性设计，以编程或者上机的途径让学生彻底的掌握数据的组织和处理。例如，针对“数据结构”中利用“栈”和“队列”进行停车场管理计费问题的解决，教师就可以引导学生带着问题从“数据结构”的书中寻找答案，提升学习过程的目的性，激发学生的学习兴趣。 　　3.3 加强问题式驱动教学方法的应用
　　问题式驱动教学方法指的是以基础知识为基础，通过“提出问题、分析问题、解决问题”的方法来让学生掌握所学知识的教学方法。因为“数据结构”中含有非常抽象的算法，学生学起来比较困难，且学习过程枯燥乏味，所以为了激发学生的学习兴趣，提升学生的理解能力，教师可以结合实际案例进行相关算法的讲解。例如，当涉及到“最短路径”相关知识点的教学时，教师就可以向学生提出问题“如果你要去北京及其周边的几大城市旅游观光，那么如何安排自己的行程，才能保证成本最低？”然后学生再看到问题之后，就会兴趣高昂的投入到问题的思考与讨论中。之后，教师再引出Dijkstra算法，学生学起来也就会十分投入、用心，学习效率也就会得到明显的提升。由此可见，加强问题式驱动教学方法的应用，可以有效激发学生的思考兴趣，加强学生对所学知识的应用能力[2]。
　　4 结 语
　　综上所述，将CDIO工程理念应用到“数据结构”课程的教学中，促进“数据结构”课程的教学改革，具有十分重要的意义。但是，现阶段“数据结构”课程的教学过程存在着教学内容与实际课时不协调、理论教学与实践教学联系不紧密以及教学方法相对落后的问题。要想改善这一现状，就必须要以CDIO工程理念为基础对“数据结构”课程的教学进行改革，使用趣味性课堂教学方法、加强实践训练、加强问题式驱动教学方法的应用。只有这样，才能有效提升“数据结构”课程的教学效果，促进学生的全面发展。
　　参考文献
　　[1]张红军.基于CDIO的数据结构教学改革与实践[J].产业与科技论坛，2013，12（17）：140-141.
　　[2]陈红琳.基于CDIO的“数据结构”教学改革研究[J].现代计算机
　　（专业版），2014（33）：20-23.
　　[3]贾胜颖.校企合作模式下“数据结构”课程设计与教学实践探索[J].创新创业理论研究与实践，2019，2（24）：40-41.
　　[4]辛建军.基于多元教学模式的“数据结构”课程探索与实践[J].微型电脑应用，2019，35（12）：54-57.
　　[5]刘建粉，甘泉.数据结构课程思政教学探索[J].科技风，2019（36）：25.
　　[6]万晓辉. “数据结构”混合式教学模式的探讨[J].电脑知识与技术，2020，16（4）：101-102.
　　[7]范昊，束德勤. “数据结构”教学方法研究[J].教育教学论坛，2019（47）：195-196.
　　[8]孟佳娜，李锡祚，李威，等.数据结构课程实践教学平台的设计与应用[J].实验技术与管理，2019，36（7）：182-184.
　　[9]鱼静，夏良，王秀珍.数据结构课程教学改革的探索與实践[J].计算机教育，2019（11）：77-80.
　　[10]李曼，石锋，张少应.应用型本科院校“数据结构”微课及教学改革研究[J].电脑知识与技术，2020，16（3）：130-132.
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