職業(yè)教育論文-研究型《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與探討.docVIP

職業(yè)教育論文-研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與探討作者：龔紅仿楊宏杰仝青山李友云摘要：結(jié)合研究型課程教學(xué)的基本理念，闡述了研究型教學(xué)的指導(dǎo)思想和教學(xué)原則。在分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特征的基礎(chǔ)上，指出開展研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性和必要性，并對具體的實(shí)施過程進(jìn)行了設(shè)計(jì)與探討。實(shí)踐證明，研究型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，不僅為學(xué)生提供了創(chuàng)新活動的條件和機(jī)會，而且能夠有效地引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，對于培養(yǎng)學(xué)生的智力和能力，具有明顯的作用。關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；智力能力培養(yǎng)；教學(xué)方法；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)社會的發(fā)展對當(dāng)前我國高等教育提出了具體的要求，所培養(yǎng)的學(xué)生必須具備全面發(fā)展的素質(zhì)，包括掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和具有會學(xué)習(xí)的本領(lǐng)，具備積極創(chuàng)新的能力和生動活潑的特征。這一特征，使得高校教育改革應(yīng)該不斷地向更高、更深刻、更全面的層次上發(fā)展。教學(xué)改革是教育改革中最為重要的一部分。如何創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和條件，革新教學(xué)手段和方法，全方位地培養(yǎng)學(xué)生的智力和能力，關(guān)鍵是要轉(zhuǎn)變教育觀念，改革人才培養(yǎng)模式，改進(jìn)教師的教學(xué)方式，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)生的學(xué)習(xí)的主觀能動性，積極采取啟發(fā)式、研討式等研究型教學(xué)方式。但是在高等教育過程中對研究型教學(xué)的認(rèn)識程度還不夠高，開展的深度與廣度都還不夠，從而成為制約教學(xué)質(zhì)量進(jìn)一步提高的一個(gè)瓶頸而引起了各高校的普遍關(guān)注。本文結(jié)合我們開展研究型教學(xué)的實(shí)踐，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了一定的嘗試，取得了初步的教學(xué)效果。一、研究型課程教學(xué)的基本理念國內(nèi)研究型教學(xué)的實(shí)踐，一方面是對國外先進(jìn)教育方式的借鑒，另一方面也是對國內(nèi)實(shí)施已久的高校學(xué)習(xí)與科技興趣小組活動乃至啟發(fā)式、討論式、發(fā)現(xiàn)法教學(xué)方式等經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)提升。1、赫爾巴特“主知主義”課程理論。赫爾巴特的課程理論被稱為“主知主義”，它是以知識作用為本位的課程論，同時(shí)還明確主張學(xué)生從總體上對教師保持被動狀態(tài)，強(qiáng)調(diào)教師的權(quán)威意志和主導(dǎo)責(zé)任。因而，人們把赫爾巴特視為“教師權(quán)威論”或“教師中心論”的代表人物。2、杜威的“實(shí)用主義”課程。杜威主張教育要“以學(xué)生為中心”，要求教育的一切措施圍繞著學(xué)生來組織，以促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。他認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)不應(yīng)是被動接受知識的過程，而類似科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)知識的主動探究過程。杜威的教育思想深刻地影響了20世紀(jì)初至當(dāng)代的全部教學(xué)論的發(fā)展。教育家陶行知先生是杜威的學(xué)生，他將社威的教育思想引入我國，并在國內(nèi)進(jìn)行了卓有成效的教學(xué)實(shí)踐，創(chuàng)立了“知行統(tǒng)一”的課程理論，至今對我國教育界仍產(chǎn)生著深刻影響。3、研究型課程理念。研究型課程教學(xué)的基本理念是：對歷史上傳統(tǒng)的教育學(xué)派的“主知主義”、“教師中心論”和進(jìn)步教育學(xué)派的“實(shí)用主義”、“學(xué)生中心論”中合理的部分加以有機(jī)的整合，揚(yáng)棄其狹隘、刻板僵化的部分，注重發(fā)揮教師的主導(dǎo)責(zé)任和學(xué)生的主體作用。它以促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展為宗旨，以改變學(xué)生單純地、被動地接受知識傳授的學(xué)習(xí)方式為著眼點(diǎn)，構(gòu)建一種開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供一個(gè)多渠道獲取知識，理解自然、個(gè)人、社會等問題，并將學(xué)到的知識綜合應(yīng)用于實(shí)踐的機(jī)會。它在幫助學(xué)生進(jìn)行接受式間接學(xué)習(xí)的同時(shí)，形成一種對知識的主動式直接探索，以提高其解決實(shí)際問題的能力的研究型學(xué)習(xí)形式。二、研究型課程教學(xué)的指導(dǎo)思想和教學(xué)原則數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種驗(yàn)證型的教學(xué)模式，將課堂上所學(xué)的理論知識與計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合，通過利用高級語言環(huán)境對書本上的算法進(jìn)行驗(yàn)證，從而達(dá)到鞏固理論知識的目的。而研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想，不僅僅在于驗(yàn)證書本知識和鞏固理論知識，而是更加重視理論知識的綜合應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)整個(gè)過程的參與和學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識。因此，全面培養(yǎng)學(xué)生的智力和能力，是研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想。在上述教學(xué)思想指導(dǎo)下，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必須堅(jiān)持的教學(xué)原則是：1、教師指導(dǎo)與學(xué)生動手并重。雖然有效快捷的學(xué)習(xí)離不開教師的指導(dǎo)，但指導(dǎo)只是一種手段。在現(xiàn)代教學(xué)過程中，教師的指導(dǎo)旨在教會學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，這不僅是今后終身教育的要求，而且只有學(xué)會學(xué)習(xí)，掌握了科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)主體才會真正具有一種參與到教學(xué)過程中去的能力。2、面向結(jié)果的教學(xué)和面向過程的教學(xué)并重。面向結(jié)果的教學(xué)是指教師在教學(xué)活動中以使學(xué)生獲得令人滿意的結(jié)論作為教學(xué)的直接意義，它是傳統(tǒng)教學(xué)所強(qiáng)調(diào)的教學(xué)形式。面向過程的教學(xué)則是教師在教學(xué)活動中重視引導(dǎo)學(xué)生對知識形成過程的理解與實(shí)踐，并在理解和實(shí)踐中仔細(xì)體驗(yàn)獲得這一知識的基礎(chǔ)和條件，以及它與其他知識的相互關(guān)系等。從主動學(xué)習(xí)的角度看，面向過程的教學(xué)會給學(xué)生主體帶來一種更高的價(jià)值。3、一般能力的培養(yǎng)與創(chuàng)造品質(zhì)的形成并重。學(xué)生能力的培養(yǎng)已成為現(xiàn)代教育的重心，然而在促進(jìn)學(xué)生的一般能力有較全面提高的同時(shí)，教師應(yīng)該對學(xué)生的創(chuàng)造能力的發(fā)展給予特別關(guān)注，因?yàn)閯?chuàng)造品質(zhì)已成為現(xiàn)代人素質(zhì)結(jié)構(gòu)中最重要的組成部分。4、理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐活動并重。理論來源于實(shí)踐，反過來又指導(dǎo)實(shí)踐。只有堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，才能有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)造。5、接受式學(xué)習(xí)與探究式學(xué)習(xí)并重。接受式學(xué)習(xí)是一種被動的學(xué)習(xí)過程，而探究式學(xué)習(xí)則是一種主動的學(xué)習(xí)過程，只有發(fā)揮了學(xué)生主體的積極性，才能使得學(xué)習(xí)收到事半功倍的效果。近年來，我們對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究型教學(xué)模式的探究，正是堅(jiān)持了以上這些教學(xué)原則。三、研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與實(shí)施研究型教學(xué)依據(jù)其內(nèi)容的不同可分為認(rèn)知理解類和實(shí)踐應(yīng)用類。研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于實(shí)踐應(yīng)用類。主要憑借算法構(gòu)造思維方式，從具體操作規(guī)范入手，通過操作過程的構(gòu)造實(shí)施，解決特定問題，理解、習(xí)慣、掌握算法思維方法是一個(gè)構(gòu)造性、研究型方式的訓(xùn)練過程，其核心內(nèi)容就是通過學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)技術(shù)的過程，培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計(jì)能力以及創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)舉一反三、觸類旁通的能力，以達(dá)到提高學(xué)生應(yīng)用知識解決復(fù)雜問題的素質(zhì)能力和的目標(biāo)。計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的智力勞動，讓學(xué)生深刻掌握這一套算法構(gòu)造思維方法，是實(shí)踐環(huán)節(jié)所要解決的核心問題。因此，我們注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)智力發(fā)展的環(huán)境與條件，設(shè)置智力因素和非智力因素相結(jié)合的條件。我們根據(jù)研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想和教學(xué)原則，考慮到培養(yǎng)計(jì)劃的安排，我們對每一次實(shí)驗(yàn)課都進(jìn)行了精心地策劃，并要求寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。主要分為確立問題階段、實(shí)踐體驗(yàn)階段和成果交流階段等三個(gè)階段來進(jìn)行。這三個(gè)階段并不截然分開，而是相互交叉推進(jìn)的。實(shí)施流程通常為：“引出問題，建立假設(shè)”“研討探究，驗(yàn)證假設(shè)”“得出結(jié)論，切磋交流”“歸納總結(jié)，形成評價(jià)”。確立問題階段。教師介紹上機(jī)環(huán)境及算法在相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的地位和作用，包括使用的編程環(huán)境，在驗(yàn)證算法過程中需要注意的問題，講解如何查找相關(guān)資料，并展示歷屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣本。學(xué)生34人自由組合成立研究課題小組，選出組長；通過查找相關(guān)資料，擴(kuò)展相關(guān)算法，提出研究課題，寫出實(shí)施計(jì)劃。在此基礎(chǔ)上，教師組織各小組進(jìn)行答辯，組長對研究課題的目的、背景資料、理論依據(jù)、技術(shù)方法、計(jì)劃和目標(biāo)等進(jìn)行解答，并回答教師提出的有關(guān)問題。實(shí)踐體驗(yàn)階段。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件、答辯情況和課題難易程度等，有重點(diǎn)地抽查67組作為本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)課的指導(dǎo)對象，并強(qiáng)調(diào)在上機(jī)實(shí)踐過程中的注意事項(xiàng)與具體要求，講解實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式和撰寫方法，并要求各組人員進(jìn)行具體分工。學(xué)生利用4節(jié)課的時(shí)間上機(jī)實(shí)踐，并記錄編程調(diào)試過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)和出錯信息。成果交流階段。實(shí)驗(yàn)完畢得出結(jié)果后進(jìn)行資料整理，并開始撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師對各組的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行初審，提出具體修改意見。各組學(xué)生對實(shí)驗(yàn)報(bào)告認(rèn)真修改和補(bǔ)充，做到報(bào)告格式化、標(biāo)準(zhǔn)化，并正式提交給教師再次審查，教師根據(jù)情況評定成績，作為期末成績總評的參考依據(jù)，并在課堂上組織學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)感受及取得的成果。通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容的訓(xùn)練，突出構(gòu)造性、研究型思維訓(xùn)練的特征，提高了學(xué)生組織數(shù)據(jù)與進(jìn)行編寫大型程序能力；更好地理解和掌握了算法設(shè)計(jì)所需的技術(shù)，為整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。學(xué)生通過完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)任務(wù)，不僅把設(shè)計(jì)優(yōu)良算法與掌握面向?qū)ο蟮木幊碳记山Y(jié)合起來，而且能培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識來獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，給學(xué)生發(fā)展個(gè)性化以更加廣闊的天地。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐結(jié)果證明，貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使得理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)的整合，收到了良好的教學(xué)效果。四、研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中的作用1、研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生的智力開發(fā)和能力培養(yǎng)。教學(xué)的目的不僅要使學(xué)生獲得知識，而且更要使學(xué)生獲得智力的發(fā)展，要使學(xué)生掌握點(diǎn)石成金的方法。能力與智力是兩個(gè)相對獨(dú)立的概念，二者有區(qū)別，又有密切聯(lián)系。二者之間不一定成正比例關(guān)系。智力屬于認(rèn)識活動的范疇，而能力屬于實(shí)際活動的范疇。智力是保證人們有效地認(rèn)識客觀事物的較穩(wěn)定的心理特征的綜合，能力是保證人們成功地進(jìn)行實(shí)際活動的較穩(wěn)固的心理特征的綜合。智力結(jié)構(gòu)由注意力、觀察力、記憶力、想象力和思維力5部分組成，能力結(jié)構(gòu)由組織能力、定向能力、適應(yīng)能力、操作能力和創(chuàng)新能力5部分組成。研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是全過程的教學(xué)，從給定的算法到算法擴(kuò)展、從選題到實(shí)驗(yàn)報(bào)告及其答辯的所有過程中，幾乎都是以學(xué)生為主體開展活動，教師僅僅負(fù)責(zé)組織和教學(xué)引導(dǎo)。特別是在科學(xué)研究方法和科技文獻(xiàn)的查找、科技報(bào)告的寫作訓(xùn)練等方面，讓他們在低年級就能得到很好地鍛煉，為今后寫好畢業(yè)論文打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以，這種新型的教學(xué)方式對于全面培養(yǎng)學(xué)生的智力和能力是十分有利的。2、研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力。教師要善于采取相應(yīng)的改革措施，創(chuàng)設(shè)智力發(fā)展的環(huán)境與條件，用生動的實(shí)踐活動來鞏固和強(qiáng)化學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生的好奇心、興趣、想象力和創(chuàng)造力。因?yàn)榕d趣是推動學(xué)生求知欲的強(qiáng)大內(nèi)在動力，興趣往往是創(chuàng)造的先導(dǎo)，同時(shí)想象在人的智力活動中也占有極重要的地位。由于研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與中小型軟件開發(fā)結(jié)合起來，使學(xué)生們很感興趣。他們本來對軟件開發(fā)充滿了好奇與想象，在學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后，有了一定的算法理論基礎(chǔ)，可以根據(jù)自己的興趣，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，對軟件開發(fā)進(jìn)行有益的嘗試。3、研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生動手動腦、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生動手動腦，手腦并用，既應(yīng)用了已掌握的知識，又促進(jìn)了思維力、理解力和創(chuàng)造力的發(fā)展。所以，我們認(rèn)為知識與智力上的綜合訓(xùn)練是發(fā)展智力的重要條件。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中，學(xué)生們不僅動手編制了相關(guān)的應(yīng)用程序，而且還掌握了使用相關(guān)編程工具的方法，并通過實(shí)踐和反復(fù)總結(jié)后，理解了對同一算法可以從多種不同的角度來實(shí)現(xiàn)的深刻內(nèi)涵。4、研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識。學(xué)生積極參加研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，不僅促進(jìn)智力和能力的發(fā)展，而且能很好地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識。由于我們的整個(gè)教學(xué)活動是以小組進(jìn)行的，無論是在上機(jī)編程，還是在查閱資料、撰寫和修改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，各小組成員都能認(rèn)真參與，并很好地配合組長工作，表現(xiàn)出良好的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識。最后，當(dāng)順利完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并通過教師驗(yàn)收時(shí)，他們感到有一種來之不易的集體成就感和榮譽(yù)感。所有這些，使他們更加堅(jiān)定了自信心，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了能力，提高了智力。當(dāng)然，同傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，研究型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對教師的要求更高了，付出的也更多了，同時(shí)得到的也更多。因?yàn)檫@是一種過程的學(xué)習(xí)和參與，學(xué)生和教師都從中受益匪淺。因