沈娴

（河北工程技术学院人工智能与大数据学院，河北 石家庄 050091）

在信息化社会的今天，数据的算法设计行业已经成为推动企业发展的重要技术，数据的挖掘、分析和处理已经成为行业的主流技术，对于大数据专业来说，具有潜在价值的原始数据，只有通过深度学习和分析才能真正地掌握这些技术，从中挖掘出有价值的信息，因此对于大数据专业的学生来讲，掌握数据算法设计的技能就变成了重要的任务。

《数据结构》课程是计算机类专业课程体系中最为重要的基础理论课，是提高学生对于数据存储、数据运行、存储设计、算法设计的一门专业基础课。熟练掌握《数据结构》课程已成为计算机科学与技术、物联网、大数据、人工智能等专业的核心基础课。

本文将“任务驱动、项目导向、教学做”三种方法相结合应用到该门课程中，对其课程的内容、框架及评价体系都有了创新设计，经过几轮的教学实践，在不断完善课程内容的基础上，学生的理论基础及实践能力都有了明显的增强，取得了很好的教学效果。

一、数据结构在教学中存在的问题

目前，数据结构在教学过程中存在的问题如下：

（一）数据结构是一门理论性很强的课程，在讲授过程中，由于存在大量的抽象概念及定义，课程内容不易被理解及记忆，教学方法单一不说，还不能真正地让学生们理解并解决实际的问题，再采用传统的PPT教学，只能让学生知其然，而不能做到知其所以然。要想让学生们真正的领会到各种数据结构理论的基本思想，并将其体现在实际操作中。

（二）数据结构要求用计算机语言来编写算法，由于学生对于计算机语言类的课程掌握程度参差不齐，所以在学习算法的过程中，就会出现两极分化严重的现象。要做到在同一时间，如何在相对较少的时间内掌握数据结构的特点以及应用场景也成了一道难题。

（三）数据结构在现实生活中的应用很多，在设计时需要更灵活的设计，由于课程内容不易理解，因此在学习过程中，学生们总是面对不同的数据，如何正确地进行选择、设计与编写。

面对这些问题，在教学过程中必须要进行思考，改变现有的教学方法，更新教学资源，融入创新理念。

二、任务驱动、项目导向、“教学做”三合一的课堂教学改革研究

对于以上数据结构课程存在的问题，能过一系列的教学改革，引入任务驱动、项目导向、教学做三个教学模式，一方面是使数据结构课程可以走进学生，便授课教师的教学水平和科研水平得到一个很好的提高，另一方面，引入新的教学方法，也会使学生们在学习过程中很好地理解相关的知识点，并对其知识点可以进行灵活的运用以及提高实践动手的能力，为将来进一步深造把下良好的知识基础。

任务驱动教学法，主要思路是让学生在上课时，通过自我理解、自主解决教师布置的一个又一个的任务。如果学生想要完成这些任务，就需要通过自己的努力去翻阅大量的书籍或是通过网络资源进行自主学习，在这个过程中，可以让学生积极思考、通过完成任务来获取学习的知识、获得技能、形成能力。

项目导向教学法，用来培养学生的协作能力、沟通能力；并在教学过程中培养学生的探究学习解决问题的核心能力。把每一章的主要内容设置为一个完整的案例，把包含在内的项目化分成多个不同级别的任务，让学生们自由组队通过讨论、设计逐步完成每一项任务，最终把每一项任务拼接成一整个项目。

教学做三合一的方法，在教学设计中，教师应该在教学案例设计中多咨询、多鼓励学生；学生在教学活动中也应该多思考、多观察；教学做的教学法以“做”为主体，通过对于“做”的设计，让教师和学生可以联系在一起，增强学生的自主思考和动手能力。在上课过程中，如果学生遇到问题，学生就可以通过教学过程中的重要知识点去分析、解决问题。通过向教师提出问题、寻求答案，学生之间的讨论等方式来解决问题，最终通过解决问题的过程来理解知识点，加深知识点。教学做三合一的教学方法体现了教学理论与教学实践相结合的重视，也是对学生的主体性、创造性的肯定及培养。

把三者融入《数据结构》课程中，对于教师的教学也是一个挑战。在梳理每个知识点的时候，结合不同的存储方式，把教学方法加之利用，让理论知识在教学方法的帮助下，学生们可以更好地进行掌握。

从另一方面说，把三种教学方法融入课程中去，还可以培养学生的实践动手的能力，可以定期增加课程的实验和研讨会，让学生们可以讨论课程的设计方案以及解决的内容，

梳理知识点，使课程的发展平稳进行。

无论是教师授课还是学生自主讨论，还是小组实验，最终的结果还是为了避免在遇到现实问题时，能第一时间去解决并处理问题，并且通过实验内容的讨论、撰写和实验，让学生们更加的自信、更加的准确定位问题，进一步激发学生们的学习兴趣，提高学生们的应变能力，培养学生们的团队协作能力，最终达到教学要求。

三、改革之后所达到的目标

针对数据结构课程的难点和存在的问题，在教学过程中，我们需要让学生做到以下几点：

（一）学会正确的思维方法，具备分析研究计算机加工数据的数据结构的特性。

（二）加大学生对于计算机基础课程的学习，因为《数据结构》是一门较抽象、灵活的计算机程序语言，对于没有基础的学生来讲，在学习过程挑战性太大。因此在学习课程之前，就需要对计算机基础知识进行学习，减少学生学习数据结构的难度。

（三）能够规范的运用结构的定义、初始化的方法和正确选择适合设计的逻辑结构、存储结构及相应的算法。

（四）需要培养学生们独立选用合适的数据结构，编写质量高、风格好的程序及初步评价算法的能力。

（五）使学生系统的科学的受到分析问题和解决问题的训练，提高运用数据结构解决实际问题的能力，为后续的软件课程奠定良好的基础。

（六）利用所学知识，从生活中的实际问题出发，编写适合学生所用的实验指导书和课程设计指导书。在实验指导书中增加了设计型实验和综合型实验两种，通过这些实验，让学生们可以更好地理解《数据结构》中的知识点，在实验中结合PTA（程序设计类实验辅助教学平台）上的实验，如整数的分类处理、组合数的和、单链表分段逆转、共享后缀的链表以及二叉树的非递归遍历等基础实验，让学生们掌握基础的知识，再能过进阶实验，如两个有序序列的中位数，海盗分赃、用扑克版计算机24点、两个有序链表序列的次等内容提升学生对于知识点的理解。

（七）利用三种方法的结合，做到“理论——实验——理论总结”的方式，在不同专业、不同学时、不同应用的区别中，有针对性的对于线性表、树、图增加实验环节，而对于表、树、图的综合性设计更要加大实验环节的设置；而在大数据和虚拟现实专业来说，对于《数据结构》课程内容要求的更多更深，因此在讲授过程中就要通过不同性质的实验来提高学生们的学习的主动性和兴趣点。

四、结束语

综上所述，《数据结构》是我国高校计算机专业课程组织的重要组成部分，对于计算机相关专业的学生来说，也是非常重要的一门专业基础课。在长期教授《数据结构》过程中，不断增加新的教学方法，引入新的教学理念，提高授课教师的教学水平，从以前单一的教学到现在的教学、实验相组合的理念，转变了以往的教学的目标，填充了更多的教学内容，增加了接近生活的教学实验，使教学内容得到了极大的丰富，在不断地总结和实践中也对理论课程和实验课程进行了修改，在这一系列的改革措施中，其最终的目的还是为了帮助学生们对《数据结构》课程进行更好的学习和理解，从而可以把理论知识更好的转变为自己的技能。