CDIO模式下数据结构课程实验教学现状和教学方法改进研究

隋占丽

【摘 要】数据结构是以操作为主的实践课程，在计算机及通信管理专业中有着非常重要的地位。在现有的教学模式下，学生在学习数据结构实验的过程中出现了各种各样的问题。本文主要从教学现状，出现问题的原因及解决策略等方面对CDIO模式下数据结构课程实验教学内容和教学方法进行了探究，提出了相关教学改革的思路。

【关键词】CDIO模式;数据结构;教学改革

【中图分类号】G642  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）28-0004-02

数据结构是一门以实际操作为主的实践课程，在我国高等教育中，是学习计算机及电子信息类专业时，考验学生动手与操作能力的一门必修课程，在专业学习过程中占有很重要的地位。这门课程主要是培养学生的思维能力和动手能力，学生通过学习该课程，能够掌握各种类型的数据结构、存储结构以及与之相关算法的实现与应用。

1   数据结构实验教学现状

数据结构是计算机科学的一门非常重要的专业基础课，它是一门集技术性、理论性和实践性于一体的课

程[1]。课程在知识方面要求学生通过数据结构的学习，能够系统地掌握各种结构的有关性质和算法，并且能够充分理解和灵活运用，还要掌握算法时间以及空间性能分析的基本技巧。

1.1  学生基础知识掌握不牢

由于数据结构这门课程的理论性非常强，而且知识点非常多，学生要学习的内容也非常的抽象，所以对大多数学生来说，在理论演绎和逻辑思维方面会有所欠缺，这也正是大多数学生的薄弱项[2]。由于学生的接受程度不同，会出现对理论知识掌握不够扎实的情况，后期由于理论和应用的不断结合，学生在学习中感到越发困难，导致学生对数据结构实验的基础知识掌握不牢固。

1.2  解决实际问题能力差

许多学生即使掌握了理论基础知识，但是当他在面对具体问题时，并不能将学过的理论知识应用到解决实际问题中去，无法提出可行的方案，編制相关的程序并且通过不断调试，来得出一个准确的结果[3]。这就说明在理论知识与实际操作方面，没能将二者结合起来，造成学生无法更好的应用理论知识有效的解决实际问题。

2   出现这些问题的主要原因

2.1  学习过程中问题不断堆积

数据结构实验课程的难度比较大，内容抽象化。课堂上没有办法通过其他方式将极其抽象的理论知识直观地展示给学生，造成许多学生还没有将前面学习的内容完全理解，就又要进行新知识的学习，导致基础知识不扎实，存在的问题会像滚雪球一样越来越多，日积月累，问题不断堆积，就会造成实验内容很难完成。

2.2  程序设计语言的掌握程度不好

许多学生在程序设计语言方面掌握得并不好。因为《数据结构》课程本身就具有很强的实践性，而且这门课程的教学基本都是在一种或多种语言的基础上进行教学[4]。因此如果学生程序设计语言掌握得不好，那么在后期进行数据结构的学习时，也会出现很多问题。所以，学生对程序设计语言的掌握程度也会对数据结构教学产生一定的影响。

2.3  缺乏实践经验

现阶段的学习过程中，学生缺乏足够的实践，上机次数有限、学生练习的题目大多是每一章节的知识点，实践练习的规模不大且每次练习多针对零散的知识点，缺少整体系统性的练习，没有将各个知识点联系在一起。这就造成了学生只能处理一些简单的问题，在面对复杂问题时就无从下手，很难将学过的数据结构知识综合起来解决具体的问题。

3   教学方法改进的建议

3.1  将理论与实际进行结合

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它通过让学生参与产品研发到产品运行的整个过程，使学生在实践中能够更好地进行学习[5]。由于传统的数据结构课程的内容非常多，强调理论性，所以许多教师在进行教学时一味追求其理论性，而忽略了学生所能够接受新知识的能力。所以在进行教学时，就要对教学内容进行优化，将理论与实践相结合，促进学生能够接受所学内容，提高教学内容的实用性。

3.2  要在教学中逐渐优化传统的教学模式

在教学中要将学到的理论知识与实际问题相结合，使学生亲历一个产品构思、设计、实现、运作的过程，通过不断实践，发现其中问题。因为数据结构理论就是通过解决实际问题，并将经验进行总结，不断地提高、再提高而实现的。所以在教学中要将数据结构的理论和解决实际问题紧密结合在一起。如在学习与应用时，可以联系编译器中表达式的处理、火车调度问题等;在学习队列和堆栈的综合应用时，学会如何才能实现停车场管

理等。

3.3  在教学中要多采用启发式的教学方法

学生要想拥有极强的创造力，首先就要拥有创新思维。拥有了创新思维，学生才能进行各种创新活动。在教学过程中，要引导学生将理论与实际相结合，善于发现问题，并能积极的处理问题。所以，在进行实际教学时可以选择难易程度适中的实际例子进行分析讲解，采用启发式教学方法，将教学内容与具体的、有意义的实际问题进行有机的结合，促使学生来解决实际问题，并以此激发学生的创新思维能力。

3.4  设计合理的练习

学生在学习完每章节的知识内容后，教师应设置合理的练习来检验学生的学习情况，这样也可以将学生的学习情况及时反馈，对存在的问题进行有针对性的讲解。在学生学习了数据结构后，可以设计一些综合训练，做一个小系统，如公司考勤管理系统，公司财政收支系统等。

3.5  培养学生适应社会的各项能力

CDIO模式的教学除了要求学生掌握基本知识和实践的能力，还要求要具有终身学习的能力。在信息化的时代，要求学生要能够使用现代信息技术手段来获取相关的新知识和新技术，还要具有一定的组织管理能力、表达能力、独立工作能力、人际交往能力和团队合作能力。学生既要学习知识，还要在生活中和与人交往的过程中，不断地学习，不断地提升自我价值，这样才能适应社会的发展，更好地融入今后的工作与生活。

【参考文献】

[1]曾晓辉，文展，付琳.CDIO模式下的数据结构教学体系探索[J].计算机教育，2015.

[2]徐艳.CDIO模式下C语言与数据结构的教学改革实践[J].新校园旬刊，2014.

[3]罗旋.CDIO模式下Java课程实验教学内容和教学方法改革研究[J].新课程（下），2013.

[4]蒋翠玲，万永菁，袁伟娜.基于微课与CDIO模式的数据结构课程教学改革[J].化工高等教育，2018.

[5]吴大亲，颜辉.基于CDIO模式的《数据结构》课程教学改革与研究[J].中国科教创新导刊，2012.