以培养学生创新能力为核心的数据结构教学方法研究

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1、s以培养学生创新能力为核心的数据结构教学方法研究摘要：本文以培养学生创新能力为核心，针对数据结构教学过程，提出了双主线的教学设计理念；构建了体现创新思维为核心对数据结构课程的教学内容、教学模式和教学手段的三层教学框架；并针对实践教学环节构建了包含数据结构实验教学、数据结构课程设计教学、创新大赛和科研项目开发的四级阶梯式实践教学体系。关键词：创新能力；数据结构；实践教学；课程设计ss1.引言数据结构课程是计算机科学与技术及相关专业的一门重要的核心专业基础课程，是目前公认的理论和实践性强、内容丰富且抽象的课程，存在难以将理论

2、知识应用到实际的困境，同时数据结构还是编译原理、操作系统、数据库原理、算法设计与分析和计算机图形学等课程的前提基础。本课程的学习效果直接影响到学生后续课程的学习的积极性和信心，也影响着学生对抽象建模和程序设计能力的培养。本课程的教学不仅注重学生对理论的理解，锻炼学生抽象思维和创造能力，更注重培养学生的实际动手能力，使学生学会用计算机解决实际问题时，以一种创新的理念去有效地组织、存储和处理数据的方法，并设计出相应的结构清晰、正确易读、质量高、编程风格好的高效率算法，从而为后续课程学习和计算机软件的实际开发打下坚实的理论基础

3、和实践基础。因此，探索适合学生认知规律的教学模式是我们当前要研究的一个课题。2.构建双主线的教学设计理念为将基本知识和能力应用两方面有机的结合起来，同时鉴于本课程的内容特点，本课程形成了一套双主线教学内容组织形式，其中一条是显式的主线，而另一条是隐藏在第一条主线背后的，需要不断强调的、深入认识的主线。第一条主线就是对数据结构的学习和认识，具体表现为从简单数据结构（线性结构）到复杂数据结构（图结构）的认识过程。为了这一主线的清晰性，本课程以ADT为核心将各类数据结构的共性问题提取出来，加以讲授。第二条主线就是应用数据结构基

4、本知识、基本原理来解决实际问题的能力培养，这一部分在课程教学上主要体现为数据结构应用实例的剖析以及经典问题（如查找和排序）的数据结构求解，其教学方法可以采用灵活多变的方法，如课程剖析、大作业、网上讨论、课程设计等。依照人们接受知识的规律，在具体教学过程上主要围绕第一条主线展开，由浅入深、自顶向下、先表后里、逐步细化。从数据结构的逻辑结构入手，逐步讨论其基本操作，存储结构及其具体实现，从简单的数据结构入手逐步讨论复杂的数据结构，为第二主线的展开打下基础。而第二主线的教学主要采用归纳式学习法，通过在大量内容基础上的总结，引导

5、学生逐步构建根据数据结构原理解决实际问题的能力。最终达到知识的灵活应用，为后续课程，以及将来的研究和实际工作打下坚实的基础。两条主线相辅相承、共同深入。3.构建三层教学框架教学过程中创新思维的引入可以充分发挥数据结构课程对其他课程以及相关科研的衍射作用。因此，在结合数据结构课程特点和计算机学科知识体系的基础上，以如何体现创新思维为核心对数据结构课程的教学内容、教学模式和教学手段三个方面进行了相应的研究与设计。为全面将创新思维全面的引入数据结构课程教学中，此处设计了一个数据结构课程教学框架，如图1所示。ss图1数据结构课程

6、三层教学框架3.1在数据结构课程的教学内容设置上体现创新思维在教学过程中注重引入科学前沿内容。任何学科都是不断发展的，计算机学科更是如此，而计算机学科中的数据结构课程由于其内容是对计算机问题求解的总结，所以任何其变化发展都表现的更加显著了。数据结构课程内容的发展主要表现在如下两个方面：①不断产生新的数据结构（主要表现在逻辑结构）；②不断有需要应用数据结构知识来解决的新问题。针对这些发展，本课程的教学环节中给出了相应设计和改造。在课程内容讲授中，在合适的章节引入新兴数据结构，并对其进行讲解。在课堂实例讲授中，可以引入大量新

7、兴计算机问题加以剖析。为加深课程内容的理解，需在讲授时引入大量的例子。作为计算机专业的一门专业基础课，在数据结构课堂上，应该加以大量和计算机问题相关的例子来讲解。3.2在数据结构课程教学模式中体现创新思维（1）研究型教学模式大学研究型教学强调教师研究性地教与学生研究性地学的有机融合，主张教师在共同研究中共享研究乐趣和研究成果，促进创新精神、创新能力和创造性人格发展的教学思想、方法和模式的综合。为改变传统的教学方法提高教师和学生的研究能力，我们提出了研究型教学方法，通过该方法可以提升教师研究水平，训练学生的研究能力。该方法

8、要求教师必须从探究路径、教学诉求、发问基础、教学氛围、教学形式、教学目的和成绩评定七个方面进行科学设计。（2）探索式教学模式在本课程的教学过程中，我们正在努力将传统的知识型、原理性、展示型授课方法转变为激励探索型和能力培养型教学模式。在课堂上和课堂外引入课程重点内容的思考题、学科的前沿问题、或一些科研问题供学生讨论，