刘志龙

新余学院数学与计算机学院，江西　新余　338000

基于CDIO工程理念的《数据结构》课程教学改革与研究

刘志龙

新余学院数学与计算机学院，江西新余338000

摘要：《数据结构》课程具有理论性强且算法抽象的特点，采用传统的教学模式无法取得良好的教学效果，因此，本文借鉴先进的CDIO工程理念，将其有机的应用于《数据结构》课程教学中，改革原有的教学方法，注重理论与实践的结合，培养学生的综合能力，提升教师的教学质量。

关键词：CDIO；工程理念；数据结构；教学改革

《数据结构》是计算机专业的必修课，也是计算机程序设计的重要理论基础。学生在学习《数据结构》的过程中，要注重存储和处理数据的问题，注意有效的将现实中的非数值问题转化为计算机可处理的数据，再设计出高效的事务处理算法。《数据结构》课程具有理论性强且算法抽象的特点，学生认为该课程较为枯燥，难度非常大，丧失学习的兴趣。因此，只有改革传统的教学模式，创新教学方法，将理论知识与实践有机的结合起来，才能增强学生的学习积极性，达到良好的教学效果。

一、应用型本科院校《数据结构》课程教学的现状

当今的教育工作中，学生逐渐意识到自身不仅要掌握专业的理论知识还需要拥有良好的团队合作意识及实践动手能力，只有掌握全面的技术能力才能适应现代化社会发展的需求，在先进的领域才能立足。传统的教育理念注重个人专业技术的培养，缺乏对实践能力及人际沟通能力的认知。

当前的《数据结构》课程教学“重理论，轻实践“，理论知识课时是实践教学课时的两部。实际上，《数据结构》建立在学生掌握理论基础知识上，更注重学生实践能力的培养。我国传统的教学模式都以教师讲授，学生学习为主，课堂气氛冷清，学生无法真实有效的参与问题的讨论，缺乏自主学习能力，降低了学习质量。传统的《数据结构》课程教学模式注重数据理论结构与验证性的实验教学，缺乏与实际情况的有效结合，对于算法的教学，过于浅显，学生无法有效掌握，不利于培养学生的创新能力。在进行实验教学时，学生可以独立完成实验内容，保证其对基础知识点的理解，但该种教学方法导致学生缺乏团队协作能力的锻炼，不利于学生能力的全面发展。

二、基于CDIO工程理念的《数据结构》课程教学改革的必要性

CDIO工程理念是在全球经济一体化的背景下研究得出的，是一种国际化的工程教育理念，是指“构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate)”四方面。CDIO工程理念以培养职业道德观念为基础，树立工程设计任务，旨在提升学生的终生学习及实践能力。该理念将团队的协作能力与系统的调控能力作为教育目标，让学生主动的学习工程类科目。CDIO工程理念不仅注重基础教育内容，也关注工程实践环节的设置，认为学生应该兼具个人职业能力和人际关系沟通能力，强调培养学生的综合创新能力，以适应现代化社会的发展。CDIO工程理念对教学内容及教学方法等部分有全面的指导作用，将其有机的应用于《数据结构》课程中，制定教学目标，进行教学改革，必定能取得理想的教学效果。

三、基于CDIO工程理念的《数据结构》课程教学实践

(一)趣味性课堂教学

理论教学作为《数据结构》课程教学中的重要组成部分，刻板的教学模式无法提高学生的学习积极性。因此，为充分调动学生的学习热情，采用以问题为导向的教学方式，通过在课堂开始，提出一个大问题贯穿整个《数据结构》课程教学过程，或者提出与实际生活有关的问题，让学生带着问题到课本中寻找答案，调动学生的主动性，增强课程教学的趣味性，培养学生自主学习的能力。为锻炼学生的团队协作能力，采用分组讨论的教学模式，在课堂上分出若干个学习小组，小组成员通过理论学习进行讨论交流，还可以上台发言发表个人观点，通过自学讨论为辅的方式引导学生积极参与到《数据结构》课程学习中。教师提出的现实问题可以是银行柜台服务排队问题，移动电话客户服务问题等与生活紧密相关的，指导学生通过计算机课程的学习思维去解决生活中的实际问题，提升学生的课程参与感，从而提高学生的学习质量，提升教师的教学水平。

(二)实用性导向教学

在《数据结构》课程教学过程中，教师要以实用性教学为导向，改变部分学生认为学习该门课程对今后的学习生活并无帮助的观念，由于《数据结构》课程内容的理论性较强，学生难以掌握，时常出现畏难情绪，从而降低学习积极性。因此，教师针对每个教学单元的知识点，选择具有代表性的算法，合理的设计问题，引导学生通过实际情况设计出分析和解决问题的方案，通过编程、上机等方式，在实验中掌握数据的组织、处理方法，从而提高创新意识。例如，利用“栈”和“队列”解决停车场管理计费问题，引导学生利用《数据结构》中所学的知识解决问题，使学生带着明确的目的汲取知识，减少学习的盲目性，充分调动学生的学习的兴趣。

(三)问题式驱动教学

《数据结构》科目中的算法过于抽象，学生容易产生枯燥乏味的感觉，因此，为提高学生分析及解决问题的能力，在课程教学过程中采用问题式驱动教学法，在基础知识的讲解上采取“提出问题、分析问题、解决问题”的模式，引导学生从实际案例中掌握《数据结构》科目中的算法。例如，课程学习最短路径时，可以向学生提出“如果你去华东五市旅游，怎样安排行程，才能使花费最少?”的问题，让学生充分发表个人观点，再教导学生使用Dijkstra算法来解决该问题。引导学生积极的参与到课堂讨论中，主动回答教师提出的问题，营造活跃的课堂氛围。问题式驱动教学的方法在《数据结构》科目中的有效应用，不仅能培养学生独立思考的能力，还开拓了学生的创新思维，加深了学生对所学知识的理解，并提高了其将理论知识运用于实践的能力，也大大提升了教师的教学效果。

四、结语

基于CDIO工程理念的《数据结构》课程教学，不仅注重学生理论知识的掌握，还有效的培养了学生的实际应用能力和团队合作精神，运用CDIO工程理念进行《数据结构》课程教学的教学改革，取得了良好的教学效果，激发了学生的学习积极性，增强了学生的综合素质，也促进了教师的教学质量，提升了教师的教学水平。

[参考文献]

[1]曹海燕.基于CDIO模式的数据结构与算法教学改革研究[J].江苏教育学院学报，2014(4)：21-23.

[2]高艳丽，刘勇，史文雷.基于CDIO的信管专业“数据结构”实验课程教学改革与研究[J].福建电脑，2014(11)：66-67.

中图分类号：TP311.12-4

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)11-0059-01