基于CDIO工程理念的“數據結構”課程教學改革初探

成婭輝

摘 要：“數據結構”是一門理論性很強的課程，其包含非常抽象的算法，單純地使用傳統教學方法，教學質量很難得到保證。CDIO工程教育理念主要包含構思、設計、實現以及運作等四方面的內容，是一種非常先進的教學理念。將CDIO工程理念應用到“數據結構”課程的教學過程中，具有十分重要的作用。基于此，文中重點針對基于CDIO工程理念的“數據結構”課程教學改革進行了詳細的分析，旨在對傳統的“數據結構”課程教學方法進行改革，提升“數據結構”課程的教學質量，以供參考。

關鍵詞：CDIO;工程理念;數據結構;教學改革;教學實踐;邏輯結構

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）05-0-02

0 引 言

“數據結構”作為計算機專業最為核心的課程，其內容主要涉及計算機專業應用中各種數據的邏輯結構、存儲結構以及算法等內容。所以“數據結構”課程除了抽象的理論內容之外，還包含大量的實踐教學內容，對學生后期的專業學習具有不可忽視的影響。將CDIO工程理念應用到“數據結構”教學活動中，將理論與實踐進行有機結合，提升學生的動手實踐能力，也可以有效提升“數據結構”課程的教學質量。

1 CDIO工程理念的概述

CDIO工程理念是一種基于全球經濟一體化背景的國際化工程教育理念，其主張通過相關工程設計任務的制定來培養學生的職業道德理念，幫助學生樹立終身學習的意識，提升學生的實踐能力。也就是說，CDIO工程理念不僅重視學生協作能力以及系統調控能力的培養，強調培養對于工程類科目的學習主動性，還著重強調實踐環節的設置，強調學生應當同時具備個人職業能力以及社會交往能力，將學生培養成適應社會發展的綜合性人才。將CDIO工程理念與“數據結構”課程的教學進行結合，然后制定全新的教學目標、加強教學改革，可以有效提升“數據結構”的教學質量[1]。

2 現階段“數據結構”課程教學中的常見問題

2.1 教學內容與實際課時不協調

在現階段的“數據結構”課程教學過程中，教學內容與實際課時設置不協調的問題十分嚴重。以國內某院校計算機專業的“數據結構”課程的課時設計為例，該學院將“數據結構”課程設置了85課時，由34課時的實踐性課程和

2周的課程設計共同組成。而該院校采用的“數據結構”教材總共有12章內容，如果按照該院校的課時設計，其教學內容可以基本講完。但是由于“數據結構”具有很強的實踐性，如果只對學生講解理論知識，而不進行實踐訓練，那么學生很難徹底完成理論知識的內化;而如果增加實踐訓練，那么教學課時就會非常緊張。

2.2 理論教學與實踐教學聯系不緊密

在“數據結構”課程的教學過程中，如果理論教學與實踐教學聯系不緊密，也會嚴重影響“數據結構”教學質量的提升。在實際的“數據結構”教學中，理論教學與實踐教學是分開授課的，所以經常出現理論教學與實踐教學不對應的現象。另外，在實踐教學中，由于時間的限制，學生也很難在一節課上完成相關章節中所有內容的練習。學生學習任務完成不了，學習難度越來越大，對于“數據結構”的學習積極性也就會受到打擊。一旦學生產生放棄學習“數據結構”課程的想法，那么其后期的計算機專業課學習也會受到影響，其整體的專業素養提升難度就會升高，應用能力以及創新能力的培養也會受到阻礙。

2.3 教學方法相對落后

現階段，在“數據結構”課程的教學過程中，相當一部分授課教師依然在使用灌輸式的教學方法。這種教學方法并沒有突出學生的課堂主體地位，只是一味的將理論知識灌輸到學生的大腦中，也沒有給予學生足夠的思考時間。而且“數據結構”課程的教學內容本身就學術性較強，如果在課堂教學過程中，沒有注重“教、學、做”的融合，那么學生理解起來將會存在較大的難度。另外，在實踐教學中，也沒有考慮學生專業素養以及個體差異，直接讓所有的學生都做同一個實驗題目，其實踐教學效果更是不樂觀。

3 基于CDIO工程理念的“數據結構”課程教學改革策略

3.1 使用趣味性課堂教學方法

在“數據結構”課程教學過程中，理論教學是必不可少的組成部分。而理論教學比較枯燥、無味，如果使用傳統的教學模式，按部就班的展開教學活動，那么學生的學習積極性與主動性將很難得到有效的激發。在這種情況下，教師就要使用問題導向教學方法，充分激發出學生對“數據結構”的學習興趣。即在正式課堂教學活動開始之前，教師可以先設計一個能夠貫穿整個課堂教學活動的大問題，或者設計一個與學生實際情況緊密聯系的問題，讓學生帶著問題進入到課堂教學活動中;完成了整節課的教學活動，學生也就找到了問題的答案。這種教學方法的應用不僅可以有效激發出學生的學習積極性與主動性，還可以提升學生的自主學習能力。另外，分組討論教學方法的應用也可以有效提升“數據結構”課程的教學質量。即在課堂教學活動中，教師可以將學生分成幾個不同的小組，讓學生以小組為單位就某一理論問題展開有效的討論和交流，最后還可以推舉出一個代表上臺發言，闡述自己小組的討論結果。這種教學方法的應用不僅可以激發學生的學習積極性，還可以顯著提升學生的團隊合作能力，促進學生的全面發展。

3.2 加強實踐訓練

“數據結構”是一門理論與實踐并重的課程，在完成理論教學之后，還需要加強相應的實踐訓練。通過有效的實踐訓練來讓學生意識到“數據結構”課程學習的實用性，意識到學習“數據結構”對其未來學習更高級的專業知識的影響，意識到學習“數據結構”對其日常生活的幫助性。對此，教師要針對每一個教學章節的內容針對性的選擇算法，并進行相關問題的針對性設計，以編程或者上機的途徑讓學生徹底的掌握數據的組織和處理。例如，針對“數據結構”中利用“棧”和“隊列”進行停車場管理計費問題的解決，教師就可以引導學生帶著問題從“數據結構”的書中尋找答案，提升學習過程的目的性，激發學生的學習興趣。

3.3 加強問題式驅動教學方法的應用

問題式驅動教學方法指的是以基礎知識為基礎，通過“提出問題、分析問題、解決問題”的方法來讓學生掌握所學知識的教學方法。因為“數據結構”中含有非常抽象的算法，學生學起來比較困難，且學習過程枯燥乏味，所以為了激發學生的學習興趣，提升學生的理解能力，教師可以結合實際案例進行相關算法的講解。例如，當涉及到“最短路徑”相關知識點的教學時，教師就可以向學生提出問題“如果你要去北京及其周邊的幾大城市旅游觀光，那么如何安排自己的行程，才能保證成本最低？”然后學生再看到問題之后，就會興趣高昂的投入到問題的思考與討論中。之后，教師再引出Dijkstra算法，學生學起來也就會十分投入、用心，學習效率也就會得到明顯的提升。由此可見，加強問題式驅動教學方法的應用，可以有效激發學生的思考興趣，加強學生對所學知識的應用能力[2]。

4 結 語

綜上所述，將CDIO工程理念應用到“數據結構”課程的教學中，促進“數據結構”課程的教學改革，具有十分重要的意義。但是，現階段“數據結構”課程的教學過程存在著教學內容與實際課時不協調、理論教學與實踐教學聯系不緊密以及教學方法相對落后的問題。要想改善這一現狀，就必須要以CDIO工程理念為基礎對“數據結構”課程的教學進行改革，使用趣味性課堂教學方法、加強實踐訓練、加強問題式驅動教學方法的應用。只有這樣，才能有效提升“數據結構”課程的教學效果，促進學生的全面發展。

參考文獻

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