畢業(yè)設(shè)計---《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程形象化教學(xué)研究與實踐

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　二〇〇九年五月二十三日</p><p>　題 目《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程形象化</p><p>　教學(xué)研究與實現(xiàn)</p><p>　系 （院）計算機(jī)科學(xué)技術(shù)系</p><p>　專 業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)</p&g

2、t;<p>　班 級</p><p>　學(xué)生姓名</p><p>　學(xué) 號</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p>　職 稱講師</p><p>　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程形象化教學(xué)研究與實踐</p><p><b>　　摘 要</b>&

3、lt;/p><p>　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是其它理工專業(yè)的熱門選修課?，F(xiàn)今，各大學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教材和內(nèi)容都主要集中在“基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的闡述和分析、基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、典型算法的適當(dāng)滲透”這三個方面。</p><p>　　由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法涉及從簡單的線性表到復(fù)雜的樹、圖等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有一定的難度和復(fù)雜性，給該課程的學(xué)習(xí)帶來了許多困難。如何將抽象的算

4、法執(zhí)行過程以淺顯易懂的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，是決定這門課教學(xué)成敗的一個關(guān)鍵。本文在上述背景下就“形象化教學(xué)方法對課堂效果的改進(jìn)”進(jìn)行了研究,為提高學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法學(xué)習(xí)效果提供依據(jù)。</p><p>　　在本研究中,經(jīng)過對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法教學(xué)中內(nèi)容呈現(xiàn)的理論和實際應(yīng)用情況的分析,選取案例教學(xué)法(case method)、任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法(task-driven)以及flash演示算法執(zhí)行過程相結(jié)合的形象化教學(xué)方式進(jìn)行

5、研究，研究發(fā)現(xiàn)形象化教學(xué)方法呈現(xiàn)方式有利于學(xué)習(xí)者理解和高級理解目標(biāo)層次知識的學(xué)習(xí)。</p><p>　　筆者選取《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的幾個知識點作為本次實驗研究的學(xué)習(xí)內(nèi)容。實驗研究開始前，在合理劃分知識點的基礎(chǔ)上，依據(jù)一定的教學(xué)組織策略，完成了采用形象化教學(xué)方法的教學(xué)設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程；形象化教學(xué)；案例教學(xué)法；任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法</p><p&

6、gt;　　Study and realize the visualized teaching method on “Data Structure”</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　“Data Structure” is an important basic course of computer majorand other r

7、elevant majors. It’s also a popular selective course for otherscience majors. Nowadays, the textbooks of “Data Structure” mainly focus on “Introduction and analysis of basic data structure, application ofbasic data struc

8、ture and typical algorithm”</p><p>　　The algorithm of data structure is quite hard and complex that it brings many difficulties to the learners since it involves various data structures from simple linear li

9、st to complex trees and graphs. The understanding of the algorithm has become the key of the course of data structure. It becomes vital to the teaching of this course that how to illustrate the abstract algorithmic perfo

10、rming process to the students in asimple way. In this context, the positive research is made in the thesis,whi</p><p>　　Through the analysis in theoretical and practical application of data structure algorit

11、hm teaching,the author chose sevel visualized teaching method,such as case method ,task-driven method and dynamic demonstration about the algorithm based on flash. It turns out that the favorable learning effects are muc

12、h easier to be obtained when these methods organize the learning context on the objective levels of remembering and understanding.</p><p>　　Several parts of “Data Structure” were chosen as learning content i

13、n this experiment. Before the experiment the author completed a teaching design using visualized teaching method according to someteaching organizational strategy.</p><p>　　Key　words: data structure；visualiz

14、ed teaching method；case method；task-driven</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　第一章 問題的提出2</p><p>　　1.1課題研究的背景2</p><

15、;p>　　1.1.1時代呼喚高質(zhì)量的計算機(jī)教育2</p><p>　　1.1.2高等教育中計算機(jī)專業(yè)定位2</p><p>　　1.2.3高等院校教育教學(xué)改革勢在必行2</p><p>　　1.2《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中存在的問題3</p><p>　　1.3《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)改革的現(xiàn)狀4</p><p>　　

16、1.4課程研究的目的和意義5</p><p>　　1.4.1研究目的5</p><p>　　1.4.2研究意義6</p><p>　　第二章 課題研究的基本理念6</p><p><b>　　2.1知識觀6</b></p><p><b>　　2.2學(xué)習(xí)觀7</b>

17、;</p><p>　　2.3教學(xué)系統(tǒng)的活動觀8</p><p>　　第三章 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》形象化教學(xué)的研究與實踐10</p><p>　　3.1案例教學(xué)法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的應(yīng)用[13]10</p><p>　　3.1.1問題的提出10</p><p>　　3.1.2理論依據(jù)11</p>&l

18、t;p>　　3.1.3《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中的案例教學(xué)組織11</p><p>　　3.2任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的應(yīng)用[14]13</p><p>　　3.2.1理論依據(jù)13</p><p>　　3.2.2有關(guān)任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法13</p><p>　　3.2.3教學(xué)實例分析14</p><p>　

19、　3.3 flash動態(tài)演示算法14</p><p><b>　　第四章 結(jié)論15</b></p><p>　　4.1采用案例教學(xué)法的效果以及結(jié)論15</p><p>　　4.2采用任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法的效果及結(jié)論15</p><p>　　4.3 flash動態(tài)演示的效果與結(jié)論15</p><p

20、><b>　　參考文獻(xiàn):16</b></p><p><b>　　謝辭17</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機(jī)學(xué)科的核心課程之一，它與計算機(jī)其他課程都有密切聯(lián)系，具獨特的承上啟下的重要作用。同時《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》還是一門實踐性極強(qiáng)的重要技術(shù)理

21、論基礎(chǔ)課。</p><p>　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序的構(gòu)成是兩個不可分割的問題。對程序構(gòu)造進(jìn)行系統(tǒng)而科學(xué)的研究，首先必然是對包含復(fù)雜數(shù)據(jù)集合的大型程序而言，因而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是設(shè)計與實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序和大型應(yīng)用程序的重要基礎(chǔ)，是介于數(shù)學(xué)、計算機(jī)硬件、軟件之間的一門核心課程，是計算機(jī)學(xué)科中一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的特點是邏輯性強(qiáng)，概念多且抽象，實踐操作要求高，學(xué)生不容易掌握。該課程

22、要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯特點，存儲方法，基本運算，掌握大批量數(shù)據(jù)的組織方法，以及常用的查找，排序的原理與技術(shù)方法，并能夠?qū)唧w問題選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并編寫出結(jié)構(gòu)清晰的程序。掌握好這門課程的內(nèi)容，是學(xué)習(xí)計算機(jī)及其他相關(guān)課程的必備條件。如何培養(yǎng)計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生結(jié)合實際應(yīng)用，提高設(shè)計有效的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力，是需要任課教師認(rèn)真思考的事情。 </p><p>　　然而，目前在許多院校，教師在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的

23、教課過程中往往感到很無奈，大多數(shù)學(xué)生對那些抽象的算法不能很好地理解。針對新一代的學(xué)生在形象思維方面具有一定優(yōu)勢而在抽象思維方面相對較弱的現(xiàn)狀，需要對傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，可以采用多媒體教學(xué)和黑板教學(xué)雙管齊下的教學(xué)模式，多媒體教學(xué)通過一種形象化的教課方式來滿足學(xué)生的形象思維，黑板教學(xué)通過一種推演的教課方式來刺激學(xué)生的抽象思維，兩種教學(xué)方式相輔相承、缺一不可。同時運用案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法穿插其中，能夠增強(qiáng)課堂效果。</p>

24、;<p>　　“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”雖然包含了較多的理論內(nèi)容，但具有實踐應(yīng)用的特點。作為程序設(shè)計基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)造性、開放性思維的重任。俗話說，“興趣是最好的老師”。因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課的第一次授課中，并不急于介紹理論，而是強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，通過介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在實際中的應(yīng)用來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)用貼近生活，學(xué)生都比較熟悉，興趣就能夠被激發(fā)起來，形成想學(xué)好這門課的愿望。而且實踐證明，教師在教學(xué)過程中越能闡明每一具體知識的目

25、的意義，幫助學(xué)生了解知識所具有的價值，就越能吸引學(xué)生產(chǎn)生對知識的向往與追求的意向，這樣就可以將“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時明顯增強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)的效果。</p><p><b>　　第一章 問題的提出</b></p><p>　　1.1課題研究的背景</p><p>　　1.1.1時代呼喚高質(zhì)量的計算機(jī)教育</p>

26、<p>　　發(fā)展快，更新快是計算機(jī)學(xué)科的特點。有專家笑稱：我們的教學(xué)情況是“昨天”的老師拿著“前天”的教材教著“今天”的學(xué)生應(yīng)對“明天”的競爭。這句話一語道破計算機(jī)教學(xué)的嚴(yán)重弊端。作為培育應(yīng)用型人才的學(xué)校的計算機(jī)老師應(yīng)該試圖改變這種情況。</p><p>　　1.1.2高等教育中計算機(jī)專業(yè)定位</p><p>　　目前，中國軟件產(chǎn)業(yè)還處于成長期，其市場潛力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有挖掘出來。2

27、006年中國軟件市場總體規(guī)模將達(dá)到1073億元，增長率達(dá)到30%.2010年左右，中國軟件產(chǎn)業(yè)將步入成熟期。IT產(chǎn)業(yè)作為知識密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，其迅猛發(fā)展的關(guān)鍵是有一大批從事IT技術(shù)創(chuàng)新的人才隊伍所支撐的，一個國家的IT人力資源儲備、IT人才培養(yǎng)及使用狀況決定著該國IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的水平和潛力。就中國來說，IT產(chǎn)業(yè)在過去5年經(jīng)歷了年26.1%的增長速度，IT產(chǎn)業(yè)占全國工業(yè)比重達(dá)到12.3%，占GDP的9%。所以，無論是從大的方向講，還是從

28、小的方面講，培養(yǎng)和儲備高素質(zhì)的IT人才都顯得非常重要。</p><p>　　1.2.3高等院校教育教學(xué)改革勢在必行</p><p>　　隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，特別是面對許多具有挑戰(zhàn)性的工作，對畢業(yè)生創(chuàng)造性能力的要求逐日提升，高等院校教學(xué)越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才培養(yǎng)的需要，尤其是高職院校存在著一定的問題及需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方。借助于現(xiàn)代的教育教學(xué)理念與改革要求審視當(dāng)今的高等教育教學(xué)

29、，我們從中不難發(fā)現(xiàn)以下問題:</p><p>　　1.高等院校課程缺乏教學(xué)特色.課程內(nèi)容(教材)偏重知識性、邏輯性，與實際生活經(jīng)驗聯(lián)系少，特別是理科教材常常偏重知識傳授，定量分析多，定性分析少，結(jié)論多，過程少，忽視學(xué)生的經(jīng)驗獲得與實踐能力的培養(yǎng):強(qiáng)調(diào)知識系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，片面拔高課程的學(xué)術(shù)性，忽視生源特點與學(xué)習(xí)水平，缺乏職業(yè)定向性。 </p><p>　　2 .高等院校課程設(shè)置結(jié)構(gòu)單一

30、，缺乏彈性，不能滿足不同層次學(xué)生的需求。高職學(xué)學(xué)生入學(xué)成績參差不齊，接受能力以及興趣愛好具有較大差異，但大多數(shù)高等院校采用的教材卻是統(tǒng)一的，缺乏針對性。但大多數(shù)高職院校采用的教材卻是統(tǒng)一的，甚至面對職高、普高不同生源，也是采用相同教材，缺乏針對性。</p><p>　　3 .課程實施(教學(xué))缺乏創(chuàng)新。許多院?！皾M堂灌”式的傳統(tǒng)教學(xué)方法仍占主導(dǎo)。與中小學(xué)教育相比，大學(xué)生的被動地位更加明顯，不僅課堂教學(xué)內(nèi)容多、速度快

31、，學(xué)生缺少參與機(jī)會，而且疑難問題很少能夠得到解決。特別是由于擴(kuò)招，在校大學(xué)生增多，院校學(xué)生師資不足，采用大班上課、機(jī)械地運用多媒體課件教學(xué)，因而學(xué)生主體地位的體現(xiàn)、參與意識與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)化為烏有，更不用說完成培養(yǎng)積極的學(xué)習(xí)態(tài)度、正確的價值觀等素質(zhì)教育目標(biāo)。高等教育教學(xué)改革勢在必行。</p><p>　　1.2《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中存在的問題</p><p>　　作為計算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置中的一門

32、課程，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》自1968年前后形成一門獨立的課程后，歷來都被視為計算機(jī)專業(yè)的核心課程之一。它是被安排在《程序設(shè)計》之后，《操作系統(tǒng)》、《數(shù)據(jù)庫原理》等課程之前的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。計算機(jī)科學(xué)各領(lǐng)域都要用到各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。語言編譯要使用棧、散列表及語法樹；操作系統(tǒng)中要用到隊列、可利用空間表的分配與回收及目錄樹等；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中要用到線性表、多重表、多鏈表、倒排表及索引樹等進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，而人工智能、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用領(lǐng)域，則依問題性質(zhì)的差異將

33、涉及到各種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如廣義表、搜索樹、圖結(jié)構(gòu)等等。高等教育中的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)、軟件技術(shù)專業(yè)都把它列為主干課程?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程旨在使學(xué)生了解數(shù)據(jù)的特性，學(xué)會數(shù)據(jù)組織方法和現(xiàn)實世界中的問題在計算機(jī)內(nèi)部的表示方法，目的是使學(xué)生建立起“結(jié)構(gòu)”與“算法”的模型概念，進(jìn)而使學(xué)生了解和掌握數(shù)據(jù)組織方法的基本知識和基本技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計算法、開發(fā)程序的實際能力，使學(xué)生能夠根據(jù)實際問題的需要，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計出相應(yīng)的

34、算法，為今后從事計算機(jī)科學(xué)的研究與解決各類實際問題奠定牢固的基礎(chǔ)。</p><p>　　對這門課的了解、理解、掌握和拓展，將對每一個計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的編程能力有著極深的影響。能否學(xué)好這門課直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。高等院校學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課普遍比較重視，然而在教學(xué)過程中， 我們依然發(fā)現(xiàn)了很多教學(xué)問題，具體表現(xiàn)為:</p><p>　　1.學(xué)生在初學(xué)這門課時，不知道學(xué)習(xí)的方法。<

35、/p><p>　　2.學(xué)生在學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》時，只知道應(yīng)該學(xué)，但不了解學(xué)習(xí)的原因和目的.</p><p>　　3.在學(xué)習(xí)過程中，一旦遇到了難以解決的問題，部分學(xué)生就會產(chǎn)生畏難和厭學(xué)情緒，學(xué)習(xí)興趣下降。</p><p>　　4.學(xué)習(xí)過程中常常覺得教科書中的內(nèi)容與具體的算法設(shè)計題相距甚遠(yuǎn)，無從下手。</p><p>　　5.學(xué)生對所學(xué)過的知識把握不準(zhǔn)

36、，動手編程能力較弱。</p><p>　　6.學(xué)生在課程學(xué)習(xí)結(jié)束以后，不知道自己到底學(xué)了些什么。 </p><p>　　7.課程中部分知識點和算法難于理解，沒有考慮知識點之間、算法之間的聯(lián)系。</p><p>　　8.在大學(xué)擴(kuò)招以后，學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊，尤其對于高等職業(yè)類學(xué)生，他們屬于高招錄取第三、四批的學(xué)生，基礎(chǔ)較差，水平參差不齊，有的為對口生，有的為文

37、科生，有的為理科生。在目前的教學(xué)中不能體現(xiàn)個性教學(xué)，不能真正按照每個學(xué)習(xí)者實際情況進(jìn)行教學(xué)。</p><p>　　9.教師在教學(xué)時，普遍感覺對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)過程把握不準(zhǔn)，對學(xué)生能力培養(yǎng)的效果不明顯。</p><p>　　1.3《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)改革的現(xiàn)狀</p><p>　　由于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在計算機(jī)課程中的重要作用，以及在實際教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題，國內(nèi)老師在《數(shù)據(jù)結(jié)

38、構(gòu)》課程改革方面進(jìn)行了一定的研究。1 9 9 4年至2 0 0 5年在各種學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的、在計算機(jī)教學(xué)會議上交流的有關(guān)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)研究的論文共計九十多篇，就其基本內(nèi)容來看，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:</p><p>　　1.從教學(xué)方法上進(jìn)行探討。如蔣盛益、徐雨明兩位老師提出在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中實施“問題教學(xué)法” [1]，賀桂英、陽玲、夏靜清三位教師提出可以在教學(xué)過程中采用“實例化”教學(xué)方法[2]。<

39、/p><p>　　2.從學(xué)習(xí)方法上進(jìn)行探討。如康玉忠、徐洪波兩位老師結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗提出，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生要把理論和實踐緊密聯(lián)系起來[3]。</p><p>　　3.關(guān)注信息技術(shù)與課程教學(xué)的整合。如羅永蓮老師對在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中如何使用計算機(jī)多媒體做了一定的探討[4]。</p><p>　　4.關(guān)注具體的教學(xué)內(nèi)容，對課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)。如張慧斌老師具體討論了數(shù)據(jù)結(jié)

40、構(gòu)中的經(jīng)典算法— Hanoi 塔問題，并對這一教學(xué)難點做了相應(yīng)的改進(jìn)[5]; 李勤老師對遞歸算法的應(yīng)用與描述問題進(jìn)行了一定的研究， 并結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論與實驗教學(xué)中的兩個典型實例探討了遞歸算法的具體實現(xiàn)問題[6]。</p><p>　　5.注重《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材改革。如熊岳山、陳懷義兩位老師對當(dāng)前的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材做了一定的分析，并提出了改革教材的一些設(shè)想[7]。</p><p>　　除此之外

41、，蔣秀英老師在她的論文“《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)探討”中提到要在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》具體教學(xué)中，引入建構(gòu)主義教學(xué)模式，注重開發(fā)學(xué)生的潛能[8]。楊開城老師則從學(xué)習(xí)動機(jī)模型入手，論述了如何構(gòu)建《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)[9].從已有的關(guān)于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的有關(guān)研究論文我們可以看出，不少任課教師在教學(xué)方法、教學(xué)媒體、學(xué)習(xí)方法上進(jìn)行了積極的探索，對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學(xué)質(zhì)量的提高起到了很大的推動作用。但是，我們也可以看到，大多數(shù)論文是教師感性的教學(xué)經(jīng)驗之談，是

42、從微觀上對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)和一些教學(xué)建議，缺乏從整體上、從理性思維上對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課進(jìn)行設(shè)計。要想真正實現(xiàn)課堂教學(xué)的高質(zhì)量，高效率和最優(yōu)化，僅靠單方面的、局部的改革是不可能實現(xiàn)的。</p><p>　　針對這種情況，我們認(rèn)為，有必要按照一種教學(xué)設(shè)計理論對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程做一次系統(tǒng)化、完整的教學(xué)設(shè)計，并力爭做到以下幾點:</p><p>　　1 .學(xué)習(xí)者能夠積極參與到學(xué)習(xí)活動中，在

43、活動中鍛煉他們的各種思維能力，而不是機(jī)械地記憶《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程里的一些抽象概念、復(fù)雜算法。</p><p>　　2 .構(gòu)建一些真實的問題情境，學(xué)習(xí)者在問題情境中學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，學(xué)習(xí)動機(jī)得到了維持;結(jié)合已有的知識和生活經(jīng)驗，經(jīng)過細(xì)致觀察分析，能夠找到解答問題的有效辦法，從而能夠主動地建構(gòu)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。</p><p>　　3 .尊重學(xué)習(xí)者的個體差異。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程學(xué)習(xí)中，充分考慮學(xué)習(xí)

44、者的個，體差異，每個學(xué)生都能夠根據(jù)自己的實際情況去選擇適合自己的目標(biāo)、活動、資源、工具能夠做到學(xué)有所需，學(xué)有所長。</p><p>　　4 .通過《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的學(xué)習(xí)，能夠影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)態(tài)度、情感和意志，促進(jìn)學(xué)習(xí)者性格的養(yǎng)成，能夠培養(yǎng)學(xué)習(xí)者協(xié)作能力、實際動手能力、解決實際問題的能力。</p><p>　　1.4課程研究的目的和意義</p><p><b>

45、;　　1.4.1研究目的</b></p><p>　　1 .探索利用形象化教學(xué)方法改革高等院校計算機(jī)專業(yè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學(xué)。</p><p>　　2 .在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方案實施中，進(jìn)行總結(jié)、反思，為教學(xué)設(shè)計學(xué)科化提供基本經(jīng)驗、事實數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　1.4.2研究意義</b></p>

46、<p>　　1 .實踐意義:解決《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)中的實際教學(xué)問題，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果，形成一套教學(xué)設(shè)計案例。</p><p>　　2.理論意義:對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行學(xué)科化研究，有利于教學(xué)設(shè)計理論的深化。</p><p>　　第二章 課題研究的基本理念</p><p><b>　　2.1知識觀</b></p>&

47、lt;p>　　1.知識是意義、過程和價值的綜合體[10]</p><p>　　對于知識來說，意義、過程和價值是密不可分的，離開了任何一個而討論其他的都是不完整的。從《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》本身所包含的知識來看，分為三個方面:數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的運算。數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系包含線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)和文件結(jié)構(gòu)，常用的存儲方法有順序方法、鏈接方法、索引方法、散列方法。這些知識，都屬于知識綜合體的大范疇?！稊?shù)

48、據(jù)結(jié)構(gòu)》里所涉及到的知識都有它自己的含義。而所有的這些知識的含義的獲得，都需要學(xué)習(xí)者主動進(jìn)行建構(gòu)，都需要一個過程。學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，為以后學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、人工智能、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)知識打下一定的基礎(chǔ)，這充分體現(xiàn)了知識的認(rèn)知價值，也可以解決生活中所面臨的許多實際問題，如交通圖的問題、圖書索引問題、工程進(jìn)度問題等等，這又體現(xiàn)了知識的工具價值。另外，在學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中，存在著大量的算法、編程，這是對學(xué)習(xí)者思維的訓(xùn)練、對學(xué)

49、習(xí)者智力的促進(jìn)，體現(xiàn)了知識的發(fā)展價值。</p><p>　　2 .人類的知識系統(tǒng)由符號系統(tǒng)、表象系統(tǒng)、意義系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)組成[11]</p><p>　　人類的知識系統(tǒng)由符號系統(tǒng)、表象系統(tǒng)、意義系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)組成。符號系統(tǒng)由人造符號組成，符號通常是意義和表象的標(biāo)簽，但不是意義或表象本身。表象系統(tǒng)是人類掌握的直接經(jīng)驗部分。它不但包含視覺表象，還包含觸覺表象和動覺表象等。意義系統(tǒng)是表象系統(tǒng)經(jīng)抽

50、象概括或者被解釋后的結(jié)果。意義系統(tǒng)也具有自我生成能力，也就是思辨的過程。邏輯系統(tǒng)主要是指符號系統(tǒng)、表象系統(tǒng)以及意義系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和運算結(jié)構(gòu)。</p><p>　　在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的知識體系中，包含著大量的符號系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)。線性表、棧、隊列、字符串、樹、圖等一些重要的數(shù)據(jù)類型，都是人造符號，屬于符號系統(tǒng)。線性結(jié)構(gòu)是最簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，線性表（包括數(shù)組和鏈表）、棧、隊列、向量、字符串等都具有線性結(jié)構(gòu)。其中，字符串就

51、是每個結(jié)點都是單個字符的線性表。實際上多維數(shù)組和廣義表也是線性結(jié)構(gòu)的推廣。線性表（包括數(shù)組和鏈表）、棧、隊列、向量、字符串等符號構(gòu)成了明顯邏輯，可進(jìn)行一定有意義的學(xué)習(xí)。在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中存在大量的算法，這是屬于邏輯系統(tǒng)。而類如二叉樹的定義、線性表的定義都屬于意義系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.2學(xué)習(xí)觀</b></p><p>　　1 .學(xué)習(xí)是一種意義建構(gòu)和能力生

52、成的過程[12]</p><p>　　以“學(xué)習(xí)活動為中心”的教學(xué)設(shè)計理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是一種意義建構(gòu)和能力生成的過程。意義建構(gòu)就是建立知識之間聯(lián)系的過程，能力生成就是運用知識解決具體問題的過程。恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)會引發(fā)智力結(jié)構(gòu)的變化而促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。而不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)的機(jī)制是不同的。除了符號系統(tǒng)的學(xué)習(xí)會需要進(jìn)行簡單的重復(fù)以建立一種S -R聯(lián)系外，人類學(xué)習(xí)的主體內(nèi)容— 意義系統(tǒng)、表象系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)，都是按照意義建構(gòu)機(jī)制來進(jìn)行

53、的。意義建構(gòu)機(jī)制有如下幾個基本觀點:</p><p>　?。?）知識點分層存放</p><p>　　在各種抽象層次的知識點中，表象和體驗位于最低層，其次是對表象進(jìn)行抽象概括而形成的具體概念和經(jīng)驗性規(guī)則、步驟，再其次就是抽象度較高的理論性概念、原理和方法。這些抽象的概念、原理和方法也形成了不同的抽象層次，每提高一個層次都必須經(jīng)過抽象概括的思維操作。不同層次的知識點記憶和理解的難度不同。知識點

54、越具體，用來建立聯(lián)系的線索就越多，就越容易記憶和理解。知識點抽象層次越高，聯(lián)系就越少。越抽象的知識點就越難懂和難記。如果能將抽象的知識點與具體經(jīng)驗建立多種聯(lián)系，將會降低理解和記憶的難度。</p><p>　　（2）意義建構(gòu)就是建立新聯(lián)系的過程</p><p>　　新的聯(lián)系包括新舊知識點之間的聯(lián)系以及原有知識點之間建立的新聯(lián)系。在沒有新刺激的情況下，也可以形成新意義。知識點之間的聯(lián)系的建立首

55、先有賴于最低層知識點的聯(lián)系。最低層知識點代表著具體的經(jīng)驗表象以及認(rèn)知情境，學(xué)習(xí)者觀察到的聯(lián)系以及體驗到的聯(lián)系是所有其他聯(lián)系的基礎(chǔ)。更高層知識點及其聯(lián)系都是在這些聯(lián)系的基礎(chǔ)上經(jīng)過抽象概括、分析綜合的結(jié)果。最低層知識點，經(jīng)過不斷抽象概括，形成抽象層次越來越高的知識點后，再與具體經(jīng)驗表象建立直接聯(lián)系，這個 “從具體到抽象，再從抽象到具體”的過程才是一個完整的學(xué)習(xí)過程。</p><p>　　（3）不同的聯(lián)系，其含義也不同

56、 </p><p>　　知識點之間的聯(lián)系可以是人為建立的機(jī)械聯(lián)系，也可以是學(xué)習(xí)者在文字描述和表象經(jīng)驗以及原有聯(lián)系的基礎(chǔ)上建立起來的知識點內(nèi)在的聯(lián)系。聯(lián)想是一種學(xué)習(xí)者自己建立機(jī)械聯(lián)系的重要手段，同時聯(lián)想也可以為尋找知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系提供幫助。知識點之間的聯(lián)系有很多種，如因果、包含、屬性、歸屬、異同、上下位（包括抽象一 具體實例）、數(shù)量換算等。不同的聯(lián)系對于學(xué)習(xí)的意義是不同的， 基中因果聯(lián)系和上下位聯(lián)系對于理解至關(guān)

57、重要。</p><p>　　2.學(xué)習(xí)是個體建構(gòu)和群體建構(gòu)的辯證統(tǒng)一</p><p>　　人類學(xué)習(xí)不是個體意義上的，而是個體、群體相統(tǒng)一的文化傳承。個體建構(gòu)指基于個體操作的意義建構(gòu)的過程，而群體建構(gòu)指基于群體討論、協(xié)商的意義建構(gòu)過程。個體建構(gòu)是進(jìn)行群體建構(gòu)的基礎(chǔ)，而群體建構(gòu)是個體建構(gòu)是否成功的外部參照。在楊開城博士提出的TC學(xué)習(xí)模型中，群體建構(gòu)的外部表現(xiàn)形式是合作學(xué)習(xí)或群體學(xué)習(xí)。由教師、學(xué)生

58、或其他學(xué)習(xí)伙伴組成學(xué)習(xí)共同體，學(xué)習(xí)共同體中的每個學(xué)習(xí)成員在進(jìn)行個體的認(rèn)知加工和意義建構(gòu)的過程中，可以借助學(xué)習(xí)工具或直接與其他學(xué)習(xí)共同體成員進(jìn)行多向的人際交互。群體學(xué)習(xí)是個體學(xué)習(xí)群體分工化的結(jié)果。學(xué)習(xí)不僅僅是個體認(rèn)知建構(gòu)的過程，它還是社會性建構(gòu)的過程。合作學(xué)習(xí)可以為個體內(nèi)部的認(rèn)知加工提供外部的參照。</p><p>　　3.學(xué)習(xí)具有自主性、自導(dǎo)性、自律性和策略性</p><p>　　教育的培

59、養(yǎng)目標(biāo)之一便是讓我們的學(xué)生成為一個自主、自導(dǎo)和自律的學(xué)習(xí)者。良好的學(xué)習(xí)者的外部特征，應(yīng)該具有自主、自導(dǎo)和自律。學(xué)習(xí)是一種復(fù)雜活動。它不但要求學(xué)習(xí)者付出意志上的努力，更要講究方式方法，學(xué)習(xí)要講究策略。</p><p>　　綜上所述，結(jié)合《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》知識的本身特性，我們認(rèn)為，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)不是被動的接受過程，而是一種個體根據(jù)自己已知的經(jīng)驗和知識對于外部的事物和現(xiàn)象建構(gòu)解釋的過程，是一種運用知識解

60、決具體問題的過程，是一個“從具體到抽象，再從抽象到具體”的過程。同時，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時不單自己學(xué)習(xí)，更重要的是與教師、學(xué)生、學(xué)習(xí)伙伴建立學(xué)習(xí)共同體，一起學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)習(xí)者應(yīng)該講究學(xué)習(xí)的方法、策略，有自主、自導(dǎo)、自律意識。</p><p>　　2.3教學(xué)系統(tǒng)的活動觀</p><p>　　1 .教學(xué)系統(tǒng)是一個學(xué)習(xí)活動的序列</p><p>　　活動理論認(rèn)為: 人類

61、行為活動是人與形成社會和物理環(huán)境的事物以及社會和物理環(huán)境所造就的事物之間的雙向交互的過程。人的意識與行為是辯證的統(tǒng)一體。也就是說，人的心理發(fā)展與人的外部行為活動是辯證統(tǒng)一的?！盎顒拥幕咎卣魇撬纳鐣耘c對象性”我們主張采用活動這個概念來作為描述教學(xué)系統(tǒng)的基本概念?？梢哉f，人類的任何活動都包含著認(rèn)識成分，教學(xué)領(lǐng)域也是如此。教學(xué)系統(tǒng)被看成是一種具有特定目的的人類活動。在教學(xué)中我們采用一個“學(xué)習(xí)活動”的概念，學(xué)習(xí)活動在這里被定義成為達(dá)到特定

62、學(xué)習(xí)目標(biāo)的師生操作的總和。為什么要用學(xué)習(xí)活動而不用教學(xué)活動這個術(shù)語呢？一方面學(xué)習(xí)活動的概念使我們將注意力集中于學(xué)生的操作而不僅僅是教師的操作， 另一方面學(xué)習(xí)活動的概念清楚地表明了教學(xué)設(shè)計學(xué)的 “學(xué)生中心”的設(shè)計意識，</p><p>　　從活動的角度看，教學(xué)系統(tǒng)是一個學(xué)習(xí)活動的序列，是一個師生之間有組織的共同活動的序列，活動既是學(xué)習(xí)的外部形式，也是心理機(jī)能發(fā)展的基礎(chǔ)。</p><p>　　

63、2.學(xué)習(xí)活動中的活動任務(wù)與教學(xué)目標(biāo)構(gòu)成直接因果關(guān)系，學(xué)習(xí)活動的其他成分服務(wù)于活動任務(wù)。與教學(xué)目標(biāo)構(gòu)成直接因果關(guān)系的是學(xué)習(xí)活動中的活動任務(wù)，活動的組織形式、方式方法、過程、規(guī)則等要素圍繞著活動任務(wù)展開，而學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)資源以及信息組織成為學(xué)習(xí)活動的服務(wù)性支持。</p><p>　　3.教學(xué)是一個促使學(xué)生從被動接受向主動探索轉(zhuǎn)移、從他導(dǎo)向自導(dǎo)轉(zhuǎn)移、從他律向自律轉(zhuǎn)移的過程。</p><p>　　

64、開設(shè)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)目的有兩個：一是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)抽象的能力；二是使學(xué)生把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法理論與編程實踐相結(jié)合，能夠在實際的工作中靈活地應(yīng)用。為了達(dá)到這個教學(xué)目的，我們認(rèn)為，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的教學(xué)中，不應(yīng)該像傳統(tǒng)的課那樣，以老師講、學(xué)生練為主，而是應(yīng)該把活動引入到課堂中來，學(xué)習(xí)活動就是最基本的教學(xué)手段，采用形象化教學(xué)方法，讓學(xué)生充分參加到學(xué)習(xí)活動中去。 學(xué)生在教師、同學(xué)或?qū)W習(xí)伙伴的支持下，利用豐富的教學(xué)資源，根據(jù)自己的實際情況，選擇適合

65、自己的學(xué)習(xí)活動任務(wù)、目標(biāo)，自動探索，自我要求，自我管理。在教學(xué)過程中，在價值導(dǎo)向上教師處于主導(dǎo)地位。 但是對于知識和技能的學(xué)習(xí)，教師不應(yīng)永遠(yuǎn)處于主導(dǎo)地位。學(xué)生最終要學(xué)會自己尋找適合自己的學(xué)習(xí)方法和策略，甚至自己選擇知識內(nèi)容。在認(rèn)知方面，教師應(yīng)該扮演教練的角色，起初教練要演示，然后就要讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。這時教師的主要工作是維持學(xué)習(xí)動力，適當(dāng)時刻給予方法、方向的指導(dǎo)，最后組織評價。</p><p>　　第三章 《數(shù)據(jù)結(jié)

66、構(gòu)》形象化教學(xué)的研究與實踐</p><p>　　形象化教學(xué)在認(rèn)識事物的初期階段，可以起到降低門檻，激發(fā)興趣，促進(jìn)消化的作用，尤其是在學(xué)習(xí)一些概念比較抽象，內(nèi)容比較生疏，平常接觸少的知識點時，效果更加明顯。</p><p>　　形象化策略就是使抽象的東西形象化，同時還要能夠利用學(xué)生的已有經(jīng)驗，加以升華抽象出本質(zhì)的概念，由此讓每一個學(xué)生得到發(fā)展。形象化教學(xué)就是保證學(xué)生充分發(fā)展感覺、知覺，并且在

67、這個基礎(chǔ)上使他們再造想象，從而在頭腦中形成鮮明而真實的新形象，進(jìn)而生動地理解教材，正確地掌握知識。</p><p>　　算法知識相對來說比較抽象，而且步驟比較多，教師在進(jìn)行教學(xué)時，表達(dá)上就存在一定的困難，不借助一定實例，學(xué)生也難以理解。形象化過程可以借助日常生活中的模型，對算法的過程進(jìn)行實物模擬，將抽象的算法步驟具體化、形象化，變抽象思維為形象思維，促進(jìn)學(xué)生理解，這就用到了案例教學(xué)法。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的技術(shù)性與實

68、踐性，上機(jī)實踐就顯得十分重要。課程要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，達(dá)到理解和掌握算法設(shè)計所需的技術(shù)，完成對一些典型問題的分析及其實現(xiàn)的各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)構(gòu)造性思維，提高組織數(shù)據(jù)與進(jìn)行編寫大型程序的能力。為了達(dá)到上述目的，在上機(jī)過程中給學(xué)生分配適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)激發(fā)其實現(xiàn)算法的動力，這就用到了任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法。另外在教學(xué)中變靜態(tài)的文字解說為動態(tài)的教學(xué)演示,使學(xué)生能在相對輕松、有趣的情境下思考問題,掌握所學(xué)的內(nèi)容,收到了良好的教學(xué)效果。</p><

69、p>　　3.1案例教學(xué)法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的應(yīng)用[13]</p><p>　　3.1.1問題的提出 </p><p>　　案例教學(xué)法是一種運用對實證的描述引入情景, 引起分析、演繹、推斷、歸納、 解決實際問題的方法。案例教學(xué)法最早起源于哈佛大學(xué)商學(xué)院, 已有百年的歷史, 經(jīng)過長期的教學(xué)實踐, 已經(jīng)形成了獨具特色的教學(xué)方法。案例教學(xué)法以其先進(jìn)的教學(xué)理念、鮮活性的教學(xué)方法現(xiàn)在已經(jīng)被推廣

70、到許多課程中, 成為現(xiàn)代教學(xué)中一種不可替代的重要方法。案例教學(xué)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ慕虒W(xué)模式。圍繞教師所提供的案例, 學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,積極進(jìn)行閱讀、思考、分析、討論和實踐, 從而達(dá)到深刻理解問題的原理和本質(zhì), 系統(tǒng)地掌握所學(xué)的科學(xué)技術(shù)知識, 發(fā)展交流、分析問題和解決問題的能力, 養(yǎng)成探究性的學(xué)習(xí)態(tài)度。</p><p><b>　　3.1.2理論依據(jù)</b></p><p

71、>　　建構(gòu)主義理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)者是在一定的情景即社會文化背景下，借助其他人的幫助，充分利用各種學(xué)習(xí)資源，通過意義建構(gòu)而獲得知識的。教師是學(xué)生意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者, 教學(xué)資源的提供者、設(shè)計者, 教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者；學(xué)生是知識意義的主動建構(gòu)者，是學(xué)習(xí)的主體；教材所提供的知識是學(xué)生主動進(jìn)行意義建構(gòu)的對象；媒體是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、學(xué)生主動學(xué)習(xí)、協(xié)作探索、完成知識意義建構(gòu)的認(rèn)知工具。建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的“自主學(xué)習(xí)”，

72、以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,達(dá)到提高學(xué)生"自主學(xué)習(xí)" 能力的目的?；诮?gòu)主義學(xué)習(xí)理論的案例教學(xué)在設(shè)計時，應(yīng)堅持以能力發(fā)展為主、知識傳授為輔的原則，突出學(xué)生的認(rèn)知主體地位，提高學(xué)生的主體參與程度，加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)和幫助，促進(jìn)學(xué)生主動進(jìn)行意義建構(gòu)。</p><p>　　3.1.3《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中的案例教學(xué)組織</p><p>　　案例是案例教學(xué)的核心，案例選編是一項

73、重要的工作，要選擇真實、基礎(chǔ)、本質(zhì)的東西作為教學(xué)內(nèi)容。在選擇案例時要注意兩個問題，一是要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇案例，也就是說案例中只涉及學(xué)生已經(jīng)學(xué)過或即將學(xué)到的知識；二是根據(jù)學(xué)生的素質(zhì)情況選用難易相當(dāng)、繁簡相宜的案例，切不可好大喜功, 貪全求深。好的案例不但可以加強(qiáng)學(xué)生對基本概念、基本知識、基本技能的掌握, 而且能幫助學(xué)生熟悉相關(guān)知識, 引導(dǎo)他們?nèi)シe極思考;不僅能提高學(xué)生的分析問題、解決問題能力, 而且還可以提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣。</

74、p><p>　　案例教學(xué)組織設(shè)計分為3個層次：一、在課堂教學(xué)中引導(dǎo)案例設(shè)計，以教師講授為主，重在講清原理，給出分析過程，得出分析結(jié)論，發(fā)揮出烙印、理解之功能。二、在課堂習(xí)題課中討論案例設(shè)計，以學(xué)生討論為主，以教師引導(dǎo)為輔,重在應(yīng)用,發(fā)揮培育素質(zhì)和能力之功能。三、在課外實踐中進(jìn)行案例設(shè)計,以學(xué)生自我研究為主, 重在應(yīng)用,發(fā)揮鞏固、提高能力之功能。</p><p>　?。?）在課堂教學(xué)中引導(dǎo)案例設(shè)

75、計</p><p>　　在課堂教學(xué)中主要講解知識點的算法, 引入小的案例來吸引大家的興趣,比如: 洗碗是每個學(xué)生都經(jīng)歷過的事情, 可以通過這個普通家務(wù)勞動過程引入堆棧的概念。一手是放在左邊的臟碗, 另一手是放在右邊的干凈碗。洗碗工不停地從左手的棧1中取出臟碗, 在洗碗池里洗凈后, 將洗干凈的碗放到右手的棧2中。洗碗工從棧1中取碗時, 取走的是這探碗最上面那只(出棧操作)；而在將干凈碗放回到棧2時,放人到該振碗的最

76、上面(入棧操作)。以后使用干凈碗時,也是從頂上開始取。正好印證了堆棧是一種特殊的"先進(jìn)后出表"。</p><p>　　又如在講述單鏈表的存儲時，采用游戲的方式模擬存儲過程以達(dá)到教學(xué)效果。先跟學(xué)生描述游戲規(guī)則：編號為1，2， ……，n的n個人按順時針方向圍坐一圈，每人持有一個密碼（正整數(shù)）。一開始任選一個正整數(shù)作為報數(shù)上限值m，從第一個人開始按順時針方向自1開始順序報數(shù)，報到m時停止報數(shù)。報m的

77、人出列，將他的密碼作為新的m值，從他在順時針方向上的下一個人開始重新從1報數(shù)，如此下去，直至所有人全部出列為止。在教學(xué)過程中，先選5個學(xué)生按照游戲規(guī)則，演示出列的順序，并把數(shù)據(jù)記錄下來，然后再向?qū)W生引入單鏈表的概念，利用單向鏈表存儲結(jié)構(gòu)模擬此過程，并轉(zhuǎn)化成C語言來描述，通過調(diào)試，在機(jī)器上運行得出出列的順序印出各人的編號，得出結(jié)果和現(xiàn)實游戲中出列順序一致。學(xué)生通過做游戲和代碼化的過程，不僅學(xué)得主動，而且興趣盎然。</p>&

78、lt;p>　　在講解“圖”的時候，就可以先向?qū)W生提出這樣一個問題：2008年8月，在我國7個城市共同舉辦奧運會，那么怎樣能在我們學(xué)校出發(fā)，到達(dá)每個舉辦奧運會賽事的城市僅一次，并且花銷最低呢？這樣，既引發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)圖這一章的興趣，又使學(xué)生了解學(xué)習(xí)圖論的意義。</p><p>　?。?）在課堂課中討論案例設(shè)計</p><p>　　課堂討論案例多由一些比較簡單的案例組成,它主要反映出前后知

79、識點的融合和貫通。由于學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了線性表的基本概念、存儲方式、操作集等內(nèi)容, 這時教師就可以列舉如下一些問題:①堆棧也是一種線性表, 線性表的存儲方式有順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯? 堆棧是否也可以這樣存儲呢? ②在什么樣的前提下, 選擇使用鏈?zhǔn)酱鎯?在什么樣的前提下, 選擇使用順序存儲?③堆棧應(yīng)該有哪些操作?這些操作與其存儲方式有無相關(guān)性?④在帶有頭結(jié)點的鏈?zhǔn)酱鎯Ψ绞较? 專門用一個單元的存儲空間來表示?？?。在考慮時空開銷的情況下, 這

80、種設(shè)計是否劃算?教師可適當(dāng)?shù)丶右灾v評,并給出一個或多個參考答案。有時,教師甚至不給答案而讓學(xué)生按給出的相應(yīng)網(wǎng)址或書籍去查閱資料, 等到下次上課時才給出參考答案, 從而激發(fā)學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)興趣。</p><p>　?。?）在課外實踐中進(jìn)行案例設(shè)計</p><p>　　課外實踐一般是章節(jié)知識的綜合, 要求學(xué)生自己動手去實踐, 老師給出具體實踐的要求, 比如汽車進(jìn)站退站的問題, 設(shè)計中采用棧和隊

81、列同時來管理, 并給出簡單的計費方式。</p><p>　　3.2任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中的應(yīng)用[14]</p><p><b>　　3.2.1理論依據(jù)</b></p><p>　　建構(gòu)主義教學(xué)理論將以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。每一位學(xué)生根據(jù)自己對問題的

82、理解，運用所學(xué)知識提出方案，解決問題。它強(qiáng)調(diào)學(xué)生要在真實情境的驅(qū)使下，在探究完成任務(wù)或解決問題的過程中，在自主和協(xié)作的環(huán)境中，在討論和會話的氛圍中進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。</p><p>　　3.2.2有關(guān)任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法</p><p>　　所謂任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法就是在學(xué)習(xí)信息技術(shù)的過程中，學(xué)生在教師的幫助下，緊緊圍繞一個共同的任務(wù)活動中心，在強(qiáng)烈的問題動機(jī)的驅(qū)動下，通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動應(yīng)用，進(jìn)行

83、自主探索和互動協(xié)作的學(xué)習(xí)，并在完成既定任務(wù)的同時，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實踐活動。學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下，對教學(xué)內(nèi)容的主動學(xué)習(xí)，對任務(wù)的積極探索、解決問題的同時又提出新的任務(wù)，形成一個不斷提出問題、解決問題的循環(huán)教學(xué)模型。</p><p>　　任務(wù)計劃階段的活動主要是分析教學(xué)大綱和課程結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出各個知識模塊的教學(xué)主題，并根據(jù)教學(xué)主題設(shè)計符合整個課程知識體系的教學(xué)計劃，設(shè)計任務(wù)驅(qū)動的方案。</p><p

84、>　　任務(wù)實施階段的活動包括教師按照任務(wù)計劃階段設(shè)計的任務(wù)驅(qū)動方案施教，學(xué)生根據(jù)教師分配的任務(wù)，分析并完成信息系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)和測試任務(wù)，在邊學(xué)邊做中逐步完成設(shè)計作品。因各個知識模塊的教學(xué)主題不同，其相應(yīng)的任務(wù)就有多個，由于學(xué)生的個體差異，在完成任務(wù)的過程中會不斷涌現(xiàn)出新的問題、提出新的任務(wù)，這個時候教師要適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)學(xué)生在正確的范圍內(nèi)自由發(fā)揮。所以教學(xué)實</p><p>　　施過程是一個循環(huán)的過程。&

85、lt;/p><p>　　任務(wù)評價階段的主要活動是對學(xué)生完成任務(wù)的情況進(jìn)行考核和評價。簡單任務(wù)以課堂練習(xí)為主，采取現(xiàn)做現(xiàn)查的方法，對發(fā)現(xiàn)的問題當(dāng)堂解決。復(fù)雜任務(wù)以課程實驗為主，主要對學(xué)生實驗的完成情況進(jìn)行檢查。綜合任務(wù)的檢查以學(xué)生完成的信息系統(tǒng)設(shè)計作品的運行結(jié)果進(jìn)行檢查。考核主要從基本要求、功能擴(kuò)展和特色三個方面進(jìn)行。</p><p>　　3.2.3教學(xué)實例分析</p><p

86、>　　線性表是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中最簡單、最常用的一種線性結(jié)構(gòu), 也是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)全部內(nèi)容的基礎(chǔ), 其掌握得好壞直接影響著后繼知識的學(xué)習(xí)。大綱要求掌握線性表的邏輯特點, 存儲結(jié)構(gòu)以及可以實現(xiàn)的操作。下面以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的線性表為例, 采用任務(wù)驅(qū)動式方法展開教學(xué)。</p><p><b>　　1.任務(wù)設(shè)計。</b></p><p>　　設(shè)計一個本班的學(xué)生信息管理系統(tǒng), 其中

87、包括建立、插入、查詢、刪除、輸出等操作。</p><p><b>　　2.任務(wù)實施。</b></p><p>　　（1）指出學(xué)生信息表的特點。整個表的結(jié)構(gòu)是線性的, 由此引出線性表的概念和特點。根據(jù)線性表的特點, 分析所有的操作。</p><p>　　（2）為了編程求解, 我們要為線性表選擇相應(yīng)的計算機(jī)上的表示形式, 由此引出線性表的存儲結(jié)構(gòu):

88、 順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Φ?比較各種存儲方法的優(yōu)缺點, 根據(jù)不同的操作選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)來編程。</p><p>　?。?）我們分別通過這兩種存儲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)學(xué)生信息管理系統(tǒng)的上機(jī)實現(xiàn)。并且完成用戶管理、學(xué)生注冊、班級信息錄入、學(xué)生信息錄入、班級課程錄入、學(xué)校專業(yè)信息錄入、課程信息錄入、學(xué)生成績錄入等等。</p><p>　　3.任務(wù)評價。在任務(wù)評價過程中，可以通過增加任務(wù)來引出其他相關(guān)知識點。

89、如按綜合成績排序, 查找最高分的同學(xué)等, 可引出排序的方法等相關(guān)知識。還可以通過揭示任務(wù)的解決過程及所需知識和所學(xué)課程的對應(yīng)關(guān)系, 來讓學(xué)生充分了解所學(xué)各門課之間的關(guān)系, 理解它們在實際處理問題中的作用, 從而使學(xué)生學(xué)以致用。</p><p>　　3.3 flash動態(tài)演示算法</p><p>　　隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展 ,把現(xiàn)代教育技術(shù)引進(jìn)課堂 ,動態(tài)演示算法執(zhí)行過程，為學(xué)生提供圖、文、聲

90、、像等信息 ,達(dá)到圖文并茂、動靜相兼、聲情融匯、直觀而生動的逼真效果,必然能激發(fā)學(xué)生的興趣,加深理解和掌握,從而促使教育質(zhì)量的提高,實現(xiàn)我們的教學(xué)目的。</p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　綜上所述，本文對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程形象化的教學(xué)方法進(jìn)行了詳細(xì)的討論與研究，課題中所提到的案例教學(xué)法，任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)法以及flash動態(tài)演示算法過程均

91、取得了不錯的效果。</p><p>　　4.1采用案例教學(xué)法的效果以及結(jié)論</p><p>　　采用案例教學(xué)法,解決了課時少、知識點多、實效差、與應(yīng)用相脫離等問題,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、 提高了計算機(jī)動手設(shè)計能力,不少學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)后,結(jié)合自己的專業(yè)和興趣開發(fā)了不少有特色的實用軟件。案例教學(xué)法在數(shù)據(jù)課程教學(xué)中的應(yīng)用, 使學(xué)生變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人,由"要我學(xué)"變?yōu)?

92、quot;我要學(xué)",為學(xué)生創(chuàng)造了一個愉快學(xué)習(xí)的環(huán)境, 讓每一個學(xué)生都有收獲, 尤其是讓學(xué)生體驗到成功的喜悅。</p><p>　　在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中我們實行案例教學(xué)法,符合以人為本的教育的要求：教學(xué)不是教給學(xué)生知識，而是讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。案例教學(xué)法為學(xué)生創(chuàng)造參與、體驗的情景,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣,使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中形成善于思考、 勇于探索和創(chuàng)造的品質(zhì)。在教學(xué)中教師肯定學(xué)生的新發(fā)現(xiàn)、新觀點

93、、新見解,培養(yǎng)了學(xué)生多角度、全方位觀察分析問題的能力, 同時是動手能力的鍛煉；通過案例教學(xué)和實踐促使大家將一個枯燥的學(xué)習(xí)過程變成了快樂的學(xué)習(xí),不斷促進(jìn)了他們的求知欲。更重要的是案例教學(xué)法將傳統(tǒng)教學(xué)中以教師、教材為中心，改變成學(xué)生為教學(xué)活動的主體，形成了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)和探索性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)氛圍, 從而為在其他課程的繼續(xù)學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)和一定的借鑒作用。</p><p>　　4.2采用任務(wù)驅(qū)動型教

94、學(xué)法的效果及結(jié)論</p><p>　　采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法, 開展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)取得了很好的教學(xué)效果, 有效地培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力, 體現(xiàn)了學(xué)生自主探索和勇于創(chuàng)新的精神，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。同時“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”以解決問題為教學(xué)主線，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力?？傊?，“任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的教與學(xué)的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，它從根本上改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，使因材施教真正落到實處。

95、</p><p>　　4.3 flash動態(tài)演示的效果與結(jié)論</p><p>　　算法演示提供了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中重要算法的動態(tài)交互演示, 便于學(xué)生對算法的理解和掌握,符合聯(lián)想性思維特點, 動畫的直觀、生動、形象等特點有助于學(xué)生深刻理解相應(yīng)的算法,利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和建構(gòu)性知識結(jié)構(gòu), 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</

96、b></p><p>　　[1]蔣盛益，徐雨明. “問題教學(xué)法”在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的 應(yīng)用[J]. 衡陽師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué))，2002 , 23 (6) : 119 - 121. </p><p>　　[2]賀桂英，陽玲，夏靜清. 遠(yuǎn)程開放教育中《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實例化教學(xué)[J]. 廣東廣播電視大學(xué)學(xué)報，2003(1) : 28 - 31. </p><p>　　

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99、t;<p>　　[8]蔣秀英.《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)探討[ J ]. 泰山學(xué)院學(xué)報，2003 , 25 (3) : 114 - 116.</p><p>　　[9]楊開城，李秀蘭，樊文強(qiáng).基于ARCS動機(jī)模型構(gòu)建在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)[J]. 電化教育研究,2001( 6 ) : 51 -54 . </p><p>　　[10]楊開城.《以學(xué)習(xí)活動為中心的教學(xué)設(shè)計理論[M]. 電子工業(yè)出

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