基于項目導向的數據結構與算法課程教學研究與實踐

何風琴 于 濤

（呼和浩特職業學院）

學習數據結構和算法的過程就是訓練算法的設計技巧和能力的過程，在建設性思維能力培養的過程中，注重培養學生的數據抽象、設計算法和開發軟件的能力。在學習了這門課程之后，讓學生獲得正確的讀、寫結構以及使用軟件工程的理論、技能和能力，讓學生初步具備分析問題和解決問題的能力，具備的設計風格趨于良好，給學生外來的學習打下堅實的基礎，以便于學生在該領域可以繼續學習和研究。要想培養更多的計算機專業應用型人才，就需要讓他們具有找到問題并具備從概念層、抽象層中剝離并對其進行計算機系統的綜合設計的能力，為了讓這些問題得到解決，把項目導向的方法引入課堂教學與實踐中就顯得尤為重要。

一、數據結構與算法課程的問題分析

1.課程難度大，學生難以適應

數據結構和算法課程不僅邏輯性較強，同時其實踐性也很強，在過去進行教學的時候，由于該課程比較抽象，同時概念比較多而且算法也比較復雜，對教師來講該課程教學難度比較大，同時學生也對該課程產生了畏懼感，在學習的過程中沒有學以致用的體驗，讓學生對其的學習失去積極性，最終培養的學生在這方面實踐能力不高，動手能力較差，教學質量的提高也無從談起，這和推進素質教育的今天嚴重不符。

2.課程理論與實踐脫節

本課程注重學生的理論和抽象思維的理解，目前要想讓學生不經過實踐就對課程理論很好地理解是很不現實的。以前的授課模式多多少少都存在輕視實踐、重視理論的講解，教師感覺課程授課難度大，學生覺得似乎理解了所學的知識，但是在解決實際問題的時候又不會聯想使用所學的知識，一個很重要的原因是在理論教學的過程中，學生對抽象數據的概念沒有很好地了解，即使在課堂上聽懂了也不會內化為自身的能力，也就意味著不能遷移到實際問題的解決過程中。隨著時間的推移，一些學生慢慢地失去了學習的興趣，對學生專業素質、應用能力和創新能力的提高是影響最大的因素。

3.學生在學習過程中處于被動地位

教師對知識進行強行的灌輸，對學生進行“填鴨式”的教學是傳統的教學模式，在這個模式中，學生學習的比較被動，對于現代大學生構造知識體系來講是非常不利的。也就是說，學生不能在解決問題的時候學到知識，同時在遇到實際問題需要去解決的時候，感覺自己無能為力，對于自己所學到的知識不會遷移和應用。隨著時間的推移，因為學生不能積極參與教學活動和及時對知識體系進行建構，對學習效果產生了極大的影響。為了對這種教學模式進行改變，讓學生在學習過程中真正地掌握到知識，讓自身的專業素質進一步提高，在教學實踐中我們不難看出，對數據結構與算法課程使用項目導向的教學方式是比較好的。這不僅有利于學生知識體系的構建，還有利于提升學生的實踐能力，讓知識來源于生活和應用于生活，突出知識的實用性和有效性，增強學生學習的動力和積極性。

二、基于項目導向的數據結構與算法課程的教學改革

1.課程內容的設計

（1）理論與實踐相結合，讓課程的應用性進一步提升

在設計數據結構與算法課程內容的時候，應把知識的接受融入完成任務的過程中。比如，在“學生信息管理系統”的設計時，必須有搜索、排序和學生名字有關的統計等操作。把知識點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，這樣可以給學生一種比較真實的感覺，不僅有助于對知識點的理解，而且還把困難的知識變得通俗易懂。在主數據存儲操作的同時，與此相關和有聯系的算法或應用，讓學生嘗試著去學習和掌握，這樣漸漸地一個有效的知識體系就會被建立起來。

（2）教學內容的組織以職業能力目標為依據

課程剛開始的時候，首先教師要對該課程進行概述，在講解基本概念的時候要引入案例，如數據、記錄、邏輯結構和物理結構等，這樣學生就會了解到數據結構與算法課程和專業的關系以及對該課程的研究內涵和輪廓有一個基本的了解，為項目教學打下良好的基礎。然后以實際的任務為教學的主線，按照行動導向，“教學、學習和實踐”一體化教學模式，完成八個學習的情境，這樣專業的技能和方法學生就會掌握。與此同時，也要兼顧學生的可持續發展，他們不僅學習崗位上的數據結構類型，也要讓他們能夠在全局上掌握工作。教師對課本的知識進行總結后傳授給學生，提高學生項目開發的能力。

2.教學模式和教學方法設計

（1）課程以項目為驅動、知識點為串行，開展“教學、學習、實踐”一體化的教學模式

根據學生的實際情況進行知識的建構，同時將其引入工作的過程中，在學習過程中解決問題，在解決問題的過程中對知識進行鞏固。

（2）以項目驅動、工作任務步驟為主線，組織實施教學

不管是選擇課程內容，還是組織教學能容，都要以實際項目工作的內容為中心，把實際工作的流程為教學內容和教學順序，把數據結構和方法進行重組后，融化在實際工作中。這樣不僅可以讓學生對學習的知識進行應用，也讓他們更清晰地了解項目開發工作的整體框架。實訓的課程來自于學生的日常生活，學生要完成的項目任務，需用戶的需求、數據流分析、數據存儲的表示到算法、功能的實現和提交各階段實用的計算機專業組產品的實際情況和公共職位的實際情況完全相同。因此，在對任務完成的過程中，學生就可以對相關的知識、方法、技巧進行掌握，讓計算機類專業群公共工作崗位能力的需求清楚地顯示。

（3）參與企業生產，企業專家在生產中參與指導

數據結構與算法課程對軟件開發行業來講是一門基礎課，也是必修課。在開發軟件的過程中，如果沒有把數據結構所謂知識進行貫穿，那么這個項目就缺少指引，也就意味著它是一個失敗的項目。所以，學生參與到實習基地中的生產中的時候，其必要條件就是對數據結構與算法進行學習和使用，在教學的過程中要具有雙向的選擇。進入企業的都是優秀的學生，在企業中從事具體的工作，實現“課堂與企業”的完美結合，同時還要把工作過程與學習過程緊密地聯系在一起，這樣教學效果就會大幅度提升。

以項目為導向的數據結構與算法課程，要求在教學的過程中，圍繞學生這個中心，對學生的技術和個人專業素質進行全方位的培養，同時兼顧人際等多個方面的培養，我們的目標就在本科層次培養出終身學習型的高質量計算機應用和開發人才，并最終讓每一個學生能夠勝任他們未來的工作。同時，作為授課教師，我們要了解學生的實際需求，新一代的大學生在性格、認識等上都發生了很大的變化，我們要對其進行深入的研究和探索，按照他們的認知方式進行課程的教學，同時也要兼顧他們的認知水平，相信經過這樣循序漸進的課程學習，一定會給社會培養更多的、需要的人才，讓社會對計算機方面的人才需求得到滿足。

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