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“数据结构”课程教学环节和教学方法创新,寻找一套完整的数据结构教学视频!

数据结构”课程教学环节和教学方法创新

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“数据结构”课程教学环节和教学方法创新范文

摘要
0简介

《数据结构》是计算机科学与技术专业和软件工程专业的一门重要基础课程。这也是[相关专业的必修课和选修课。本课程通过介绍数据组织和管理方法、各种基本类型的数据结构及其应用,使学生学会分析和研究计算机处理的数据结构的特征,从而为应用中涉及的数据选择合适的逻辑结构、存储结构和相应的算法。掌握算法的时间复杂度分析和空 [2]之间的复杂度分析技术。通过本课程的学习,学生可以掌握各种基本数据结构以及基于数据结构的基本操作和算法。他们可以使用高级语言来编写算法。编写的程序结构符合软件工程的规范,为今后实际工程中软件算法的研究奠定了基础[3-4]。《数据结构》课程也是计算机及相关专业的专业高级课程,后续课程包括《数据库原理及应用》、《操作系统》、《编译原理》等课程。同时,本课程也是计算机专业的研究生课程,因此本课程的教学效果将直接影响学生对计算机专业的理解和对[5-6]其他专业课程的学习。

目前,我校计算机科学与技术专业的“数据结构”课程为3门。5学分,共64小时,其中40小时用于理论,24小时用于实验。它在大学二年级的第一学期提供。主要专业基础高级课程包括“程序设计原理”和“离散数学导论”。在教学中发现,由于其抽象性和理论性,学生在学习过程中存在一定的困难,影响了学生的学习效果。该课程学习的好坏将直接影响学生的后续课程,甚至影响他们对该专业的兴趣。经过多年的教学实践,针对课程教学中存在的问题,我校开展了《数据结构》课程的教学改革:注重学生平时的学习,为课程打下良好的理论基础;理论联系实际,培养学生实践能力,激发学生创新思维;改革教学环节,改进教学方法和手段,改革考核方式,提高学生学习积极性,为[7-11]专业教学打下良好基础。

1教学中的主要问题

经过多年的教学,分析以往的教学过程,听取学生、教师和相关专业教师的意见,发现学生在学习过程中存在以下问题,影响学习效果,达不到预期的教学效果。

(1)这门课很难。《数据结构》课程介绍了内容多、研究量大、理论性强、抽象性高的各种数据结构。学生很难理解,不能很好地结合实际例子,有效地理解理论知识。结果,学生们对学习不感兴趣,没有足够的热情。学习之后,我不知道它有什么用处,也不知道它对接下来的课程有什么意义。即使有实验课,也不能很好地实践,也不能帮助理解理论知识。

(2)对编程语言的掌握不够扎实。我校“数据结构”课程的算法描述采用了C语言。指针、函数和结构是语言学习的难点,也是数据结构算法描述的重要工具。虽然我们学校的学生在《程序设计原理》课程中已经学会了结构化程序设计的思想,但他们对难懂的指针、函数和结构没有很好的把握,不能灵活地应用于程序设计。有些学生甚至不能很好地理解这方面的内容。这样,“数据结构”课程中出现的算法描述就无法理解,因此相应的数据结构也无法理解。

(3)对学习过程的评估不足。过去,这门课程的评估方法主要是基于期末考试,学生的学习过程很少得到评估。虽然有家庭作业和实验,但由于二年级学生的课程很多,一旦忽视了监督和评估,学生就会被耽误,跟不上教学进度。他们只是为了在学期结束时赶上实验而匆匆忙忙地做作业,所以他们不能真正为考试牢牢掌握课程的内容。那时,他们可以记住他们所学的东西,但后来很容易忘记,导致后续课程学习出现问题。

2《数据结构》课程教学改革

为了实现《数据结构》课程的教学目标,让学生真正掌握该课程的教学内容,为该专业后续课程打下良好的基础,我们确定了“平时注重学习,加强实践教学”的教学指导思想,改革了该课程的教学,实践教学与课堂教学紧密结合,相辅相成,帮助学生在提高编程能力和实际应用能力的同时掌握该课程的理论知识。通过教学改革,学生学习这门课程的兴趣将会提高,他们将会积极学习。通过理论和实践教学,学生将能够应用他们所学的[12-15】。

课程负责人和课程负责人是从事数据结构课程教学多年的教师。他们有丰富的教学和实践经验。通过总结以往教学过程中的经验和存在的问题,收集学生对课程的意见和要求,以及课程在学生后续学习中的应用,并根据培养目标制定有效的教学改革措施。《数据结构》课程的教学过程分为几个部分:课堂教学、实验教学、作业、实验作业、课堂测试和期末考试。

2.1课堂教学

课堂教学主要介绍理论知识。理论知识内容丰富,抽象,不易理解。“数据结构”课程需要介绍各种线性结构和非线性结构,以及最基本的搜索和排序操作。有许多教学内容。虽然课堂教学是40小时,但教学内容不能包罗万象。因此,在课堂教学中,首先要简化教学内容,突出重点。在介绍每种数据结构时,主要介绍了该结构的特点、基本算法和主要应用。关键是介绍算法的设计思想。在学生掌握了设计思想之后,他们可以从一个实例中得出推论,并对其他算法有更好的理解。例如,在解释堆栈的数据结构时,主要介绍堆栈的顺序存储结构和链存储结构以及相应的入栈和出栈算法。在理解了算法的思想之后,学生可以在课后学习诸如判断堆栈空 no和堆栈满no等算法。在解释栈的应用时,主要介绍递归和二进制转换的应用,以及汉诺塔的应用等。留给学生课后学习。这可以充分利用课堂时间来介绍主要知识。其次,在教学内容上理论与实践相结合,结合现实生活中的例子,可以使学生更好地理解理论知识。例如,在解释队列时,结合队列的实际例子,学生们将很快能够掌握队列的进入和退出算法。

2.2实验教学

实验教学有助于理解理论知识,提高学生的编程能力。由于编程语言基础差,一些学生害怕实验教学。在实验教学中,采用“先易后难”的方法设计不同层次的实验内容,以提高学生的学习兴趣。实验教学中安排了两类实验:基础实验和应用实验。

(1)基础实验。基础实验也称为验证性实验。他们主要在教材中实施基本算法,帮助学生理解和掌握理论知识,理解核心算法的基本思想,掌握算法设计的基本程序。这种实验一般给出程序结构和部分程序伪代码算法。根据对算法的理解,学生编写一个完整的程序来实现算法。这些实验侧重于训练学生掌握编程思想、算法程序结构、函数调用和编程语言的熟练程度。实验的这一部分相对简单。学生可以轻松进入实验环境并调整程序。了解理论知识并有一定的成就感是有帮助的。他们将对随后的实验充满信心和兴趣。

(2)应用实验。应用性实验是让学生在掌握基础实验设计思想和方法的基础上,设计实验来完成一定数据结构的应用。例如,在图的最小生成树部分,基础实验要求学生完成Prim和Kruskal算法。在应用实验中,学生首先被问及如何找到在N个城市之间铺设通信线路的最低成本方案。这种类型的实验能使学生把理论和实践结合起来,理解所学知识在现实生活中的应用。它不仅能培养学生的编程能力,还能培养学生的思维能力,运用所学知识解决问题的能力,提高学生的学习兴趣。

2.3作业

课后作业帮助学生理解和消化所学的理论知识,巩固和深化教学知识点。每章的教学内容完成后,学生将被分配作业。作业包括本章要求的知识点练习,包括记忆、理解和应用。它不仅巩固了学生对基本概念和算法的理解,而且提高了学生在应用概念和算法的基础上分析和解决问题的能力。作业有很多类型,包括选择题、判断题和填空题空题,以及证明题和应用题。各种各样的问题可以训练学生从不同的方面掌握和应用所学的知识。

2.4实验工作

课外作业主要是强化理论知识,而实验作业则是在实践教学中基础实验和应用实验的基础上培养和提高学生的综合编程能力。实验作业是每章学习后安排的综合实验。本章所学知识被综合运用于实际应用。实验规模大于基础实验和应用实验。学生不仅需要了解应用环境,还需要掌握所需的知识点和程序设计。他们需要充分体验从分析问题、提出解决方案、算法描述、在计算机上调试到解决问题的整个过程。从中学开始,学生可以掌握使用数据结构解决实际问题的方法和过程,提高实践能力,初步感受软件开发的规范,全面培养学生综合应用知识和进行研究性学习的能力。

2.5次课堂测试

整个学期安排四到五次定期的课堂测试,每次大约30分钟。测试内容是分阶段教学内容的概念、核心算法和核心知识点的简单应用。定期测试的内容通常不难。考试的基本核心教学内容是平时检查和督促学生循序渐进地学习,逐步掌握教学内容,发现问题及时解决,不积累问题。

2.6期末考试

期末考试是对整个学期所学内容的综合考试。这是对学生一学期学习效果的检查。考试前对学生的复习是对课程的总体复习。它可以系统地总结每个阶段的学习结果,巩固学习效果。

3“数据结构”教学方法

3.1完善教学大纲

《数据结构》课程的教学大纲分为理论教学大纲和实验教学大纲两部分。理论教学大纲给出了每一章理论知识的知识点,并将每个知识点细化为五个层次的教学要求:记忆、理解、理解、简单应用和综合应用,并将每个知识点定义为重点、次重点和一般三种考核类型。实验教学大纲规定了教学目标、教学内容、实验环境、实验步骤、要掌握的知识点、课后实验等。每一次实验教学。详细的大纲不仅是教师的指导计划,也是学生学习课程的方向。

3.2多媒体教学方法的运用

数据结构的教学内容是理论性和抽象性的,很多学生反映不容易理解。在课堂教学中,多媒体教学方法被用来制作不容易理解的数据结构和算法的多媒体课件。算法过程由多媒体动画演示,例如,最短路径算法的每一步都由动画演示,并提供一步一步的解释。这样,学生可以比只看算法代码更直观地理解算法过程,也可以充分调动学生的学习兴趣,减少知识的抽象。

3.三级实验教学内容

实验教学是课堂教学的辅助手段,能有效帮助学生理解和掌握教材中的理论知识,应用理论知识解决实际问题,培养数据结构的应用能力和软件工程所需的实践能力。在实验教学中,实验内容分为基础实验、应用实验和综合实验三个层次,使学生能够从简单到复杂的实践中牢牢把握给定的知识点,逐步提高学生的编程能力,提高学习积极性,提高学习效果。

3.4实验报告的标准化

综合实验是软件工程的综合训练,包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计的基本技能和技巧,是对学生软件工程标准和科学风格的训练。学生被要求为每个综合实验提交一份实验报告。实验报告应符合科技论文的写作要求。除了介绍实验的目的和内容外,实验报告还应明确说明以下几个方面。

(1)需求分析。综合实验的任务、需要解决的主要问题;(2)概要设计。解释数据结构的定义、各功能模块的设计以及综合实验任务所涉及模块之间的调用关系。(3)详细设计。描述每个功能模块的具体实现算法;(4)调试和分析。编程功能模块调试过程中遇到的问题及解决方法;算法的复杂性分析;(5)实验结果。实验任务的输入和输出;(6)程序代码。根据功能模块,给出了注释源程序和设计思想。

3.5评估方法改革

传统的以笔试为基础的考试方式将会转变为教学与期末考试并重的考试方式,以全面评价学生的学习状况,特别注重学生的课程学习过程。课程的结果分为五个部分:10%用于家庭作业,20%用于实验作业,10%用于课堂测试,10%用于实验练习,50%用于期末考试。这种评估方法注重学生平时的学习,避免了期末突然发作和知识薄弱的问题。

4教学效果

教师的专业水平和教学水平是影响课程建设质量的重要因素。担任本课程教学任务的教师中,有2名学科带头人、2名教授、1名副教授、2名讲师和1名硕士助理教授。教师教育水平较高,职称和年龄结构合理,能够高效完成教学任务,也便于课程的建设和发展。

表1和图1显示了过去两年学生在数据结构课程中的综合得分。从图表中可以看出,经过课程改革和根据教学情况的调整,学生的学习情况有所改善,成绩逐渐提高,成绩好的学生逐渐增多。

5结论

经过近两年的“数据结构”课程教学改革,学生们反映,虽然平时作业很难,但他们确实学到了知识,而且很扎实。课堂和实验教学取得了预期的效果,课程的效果得到了显著的提高,激发了学生的学习兴趣,明确了课程的重要性和课程的作用,对本专业的后续课程充满了信心。在未来的教学过程中,我们将继续努力提高学生的创新能力,培养学生的研究性学习能力。

参考:

[1]教育部高等学校计算机科学技术教学指导委员会。[大学计算机科学与技术专业实践教学体系与规范。北京:清华大学出版社,2008。

[2]吴伟民严为民。数据结构(C语言版)[。北京:清华大学出版社,2011。

[3]赵越,张小丽。《数据结构实践教学模式的设计与探索》,[。计算机教育,2009 (13): 194-196。张小丽虞照东。《数据结构实践教学模式》,[。计算机教育,2009 (13): 194-196。

[4]王怀亭。《数据结构》实践教学探讨与研究[。计算机教育,2009( 12): 133-134。