基于CDIO工程理念的《數據結構》課程教學改革與研究

劉志龍

新余學院數學與計算機學院，江西　新余　338000

基于CDIO工程理念的《數據結構》課程教學改革與研究

劉志龍

新余學院數學與計算機學院，江西新余338000

摘要：《數據結構》課程具有理論性強且算法抽象的特點，采用傳統的教學模式無法取得良好的教學效果，因此，本文借鑒先進的CDIO工程理念，將其有機的應用于《數據結構》課程教學中，改革原有的教學方法，注重理論與實踐的結合，培養學生的綜合能力，提升教師的教學質量。

關鍵詞：CDIO；工程理念；數據結構；教學改革

《數據結構》是計算機專業的必修課，也是計算機程序設計的重要理論基礎。學生在學習《數據結構》的過程中，要注重存儲和處理數據的問題，注意有效的將現實中的非數值問題轉化為計算機可處理的數據，再設計出高效的事務處理算法。《數據結構》課程具有理論性強且算法抽象的特點，學生認為該課程較為枯燥，難度非常大，喪失學習的興趣。因此，只有改革傳統的教學模式，創新教學方法，將理論知識與實踐有機的結合起來，才能增強學生的學習積極性，達到良好的教學效果。

一、應用型本科院校《數據結構》課程教學的現狀

當今的教育工作中，學生逐漸意識到自身不僅要掌握專業的理論知識還需要擁有良好的團隊合作意識及實踐動手能力，只有掌握全面的技術能力才能適應現代化社會發展的需求，在先進的領域才能立足。傳統的教育理念注重個人專業技術的培養，缺乏對實踐能力及人際溝通能力的認知。

當前的《數據結構》課程教學“重理論，輕實踐“，理論知識課時是實踐教學課時的兩部。實際上，《數據結構》建立在學生掌握理論基礎知識上，更注重學生實踐能力的培養。我國傳統的教學模式都以教師講授，學生學習為主，課堂氣氛冷清，學生無法真實有效的參與問題的討論，缺乏自主學習能力，降低了學習質量。傳統的《數據結構》課程教學模式注重數據理論結構與驗證性的實驗教學，缺乏與實際情況的有效結合，對于算法的教學，過于淺顯，學生無法有效掌握，不利于培養學生的創新能力。在進行實驗教學時，學生可以獨立完成實驗內容，保證其對基礎知識點的理解，但該種教學方法導致學生缺乏團隊協作能力的鍛煉，不利于學生能力的全面發展。

二、基于CDIO工程理念的《數據結構》課程教學改革的必要性

CDIO工程理念是在全球經濟一體化的背景下研究得出的，是一種國際化的工程教育理念，是指“構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運行(Operate)”四方面。CDIO工程理念以培養職業道德觀念為基礎，樹立工程設計任務，旨在提升學生的終生學習及實踐能力。該理念將團隊的協作能力與系統的調控能力作為教育目標，讓學生主動的學習工程類科目。CDIO工程理念不僅注重基礎教育內容，也關注工程實踐環節的設置，認為學生應該兼具個人職業能力和人際關系溝通能力，強調培養學生的綜合創新能力，以適應現代化社會的發展。CDIO工程理念對教學內容及教學方法等部分有全面的指導作用，將其有機的應用于《數據結構》課程中，制定教學目標，進行教學改革，必定能取得理想的教學效果。

三、基于CDIO工程理念的《數據結構》課程教學實踐

(一)趣味性課堂教學

理論教學作為《數據結構》課程教學中的重要組成部分，刻板的教學模式無法提高學生的學習積極性。因此，為充分調動學生的學習熱情，采用以問題為導向的教學方式，通過在課堂開始，提出一個大問題貫穿整個《數據結構》課程教學過程，或者提出與實際生活有關的問題，讓學生帶著問題到課本中尋找答案，調動學生的主動性，增強課程教學的趣味性，培養學生自主學習的能力。為鍛煉學生的團隊協作能力，采用分組討論的教學模式，在課堂上分出若干個學習小組，小組成員通過理論學習進行討論交流，還可以上臺發言發表個人觀點，通過自學討論為輔的方式引導學生積極參與到《數據結構》課程學習中。教師提出的現實問題可以是銀行柜臺服務排隊問題，移動電話客戶服務問題等與生活緊密相關的，指導學生通過計算機課程的學習思維去解決生活中的實際問題，提升學生的課程參與感，從而提高學生的學習質量，提升教師的教學水平。

(二)實用性導向教學

在《數據結構》課程教學過程中，教師要以實用性教學為導向，改變部分學生認為學習該門課程對今后的學習生活并無幫助的觀念，由于《數據結構》課程內容的理論性較強，學生難以掌握，時常出現畏難情緒，從而降低學習積極性。因此，教師針對每個教學單元的知識點，選擇具有代表性的算法，合理的設計問題，引導學生通過實際情況設計出分析和解決問題的方案，通過編程、上機等方式，在實驗中掌握數據的組織、處理方法，從而提高創新意識。例如，利用“棧”和“隊列”解決停車場管理計費問題，引導學生利用《數據結構》中所學的知識解決問題，使學生帶著明確的目的汲取知識，減少學習的盲目性，充分調動學生的學習的興趣。

(三)問題式驅動教學

《數據結構》科目中的算法過于抽象，學生容易產生枯燥乏味的感覺，因此，為提高學生分析及解決問題的能力，在課程教學過程中采用問題式驅動教學法，在基礎知識的講解上采取“提出問題、分析問題、解決問題”的模式，引導學生從實際案例中掌握《數據結構》科目中的算法。例如，課程學習最短路徑時，可以向學生提出“如果你去華東五市旅游，怎樣安排行程，才能使花費最少?”的問題，讓學生充分發表個人觀點，再教導學生使用Dijkstra算法來解決該問題。引導學生積極的參與到課堂討論中，主動回答教師提出的問題，營造活躍的課堂氛圍。問題式驅動教學的方法在《數據結構》科目中的有效應用，不僅能培養學生獨立思考的能力，還開拓了學生的創新思維，加深了學生對所學知識的理解，并提高了其將理論知識運用于實踐的能力，也大大提升了教師的教學效果。

四、結語

基于CDIO工程理念的《數據結構》課程教學，不僅注重學生理論知識的掌握，還有效的培養了學生的實際應用能力和團隊合作精神，運用CDIO工程理念進行《數據結構》課程教學的教學改革，取得了良好的教學效果，激發了學生的學習積極性，增強了學生的綜合素質，也促進了教師的教學質量，提升了教師的教學水平。

[參考文獻]

[1]曹海燕.基于CDIO模式的數據結構與算法教學改革研究[J].江蘇教育學院學報，2014(4)：21-23.

[2]高艷麗，劉勇，史文雷.基于CDIO的信管專業“數據結構”實驗課程教學改革與研究[J].福建電腦，2014(11)：66-67.

中圖分類號：TP311.12-4

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)11-0059-01