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信息与计算科学专业数据结构课程的教学探索

2021-02-22田涛

科教创新与实践 2021年45期
关键词:数据结构

田涛

摘要:信息与计算机科学专业的教学目标应以培养良好数学素养,掌握该专业基本理论与操作,并通过不断训练锻炼实践能力,使用专业知识与计算机技术解决问题。基于此,对照当前教学内容中存在的缺失部分,加以改进,分析学生学习情况,重视专业数据结构课程教学,探究目前教学现状,进行课程改革与新教学模式探索,使数据结构课堂效率提升,擁有良好的教学效果。

关键词:信息与计算机科学;数据结构;教学模式研究

信息与计算机科学专业应注重学生的实践能力培养,注重应用技术解决问题的方法培养,在该专业课程设计中,计算机课程将专业理论转变为实际操作,数据结构是指计算机内部储存和组织非特定数值数据计算的方式,一般用于计算具有结构的数据,可直观反应数据与元素间的联系,如表格、图像数据等。本文针对该专业学生理论知识薄弱、实践能力较差等问题开展新教学模式研究,以提高学生的专业素养与解决问题能力。

一、数据结构教学现状

(一)学习目标不明确

部分学生在选择该专业时,对专业课程组成结构认知不到位,对就业前景及未来发展方向存在认知障碍,缺乏职业规划及就业目标。在学习该专业过程中,重视计算机算法与理论知识,忽略数学基础与计算机科学之间的关联,数学知识薄弱,导致专业知识掌握程度不达标。就业方向的选择上,缺乏对数据分析、人工智能、大数据分析等方面的认知,不了解数据结构课程学习的重要性。

(二)理论和实践脱节

数据结构主要学习计算机储存结构与逻辑结构,对数学能力要求较高,如基础计算能力、分析能力、逻辑思维能力等。数学能力的要求为理论能力,从理论向实践的转化到熟练应用需要付出大量时间精力。此外,数据结构要求学生掌握编程技能,但学院教授课程时设置理论知识时长过多,实际操作、程序设计时长较短,导致该专业学生编程掌握程度有限,理论知识转化为实践技能受阻,不利于后续学习的开展与未来就业。

(三)教学形式落后

目前,数据结构课堂教学模式陈旧,教学内容枯燥乏味,仅使用PPT展示理论概念,教师不注重课堂互动,导致学生注意力难以集中,课堂效率较低。虽然数据结构课程中理论知识占据主要部分,但应多开展课堂实践,使学生掌握相关技能,传统机房教学无法满足。新时代背景下,学生通过移动设备,使用互联网获取知识,传统课堂教学模式已无法满足多样化的知识获取途径,课堂效果不理想。

(四)实践环节学时不足

一般来说,数据结构的课程安排为理论知识时长与实践活动时长之比约为4:1,学生在学习该专业过程中的计算机操作时间较少,在短期内将理论知识转化为实践技能较困难,在学习数据结构的基本定义和算法后,进行程序设计,不具备良好的编程基础与长期练习很难达到教学目标。当前,实践活动内容只涵盖基础知识,对于较复杂的综合实践活动,很难通过课堂时长完成。

二、数据结构课程改革探索与实践

(一)学习目标分级的探索

在开展数据结构教学过程中,教师应遵循学生认知规律,进行教学时使知识难度逐渐递增,还应尊重学生个体差异,针对不同性格、学习方式、个人能力采取不同的教学方法。因此,应针对学生的个人发展特色与课堂参与度来评判课堂教学效果与学生的学习适应能力,循序渐进、有针对性的开展教学。

基于此,应将数据结构专业课堂教学内容按知识难易程度与学生学习适应度分为CPS三级目标,具体分类如下:

C级(Concept),基础概念级,在该阶段学习过程中,应掌握专业基础概念、知识理论框架与基础专业技能,可独立完成简单运算操作,掌握运算流程。

P级(Practice),实践操作级,在熟悉理论知识掌握基础技能的条件下,掌握教材中的算法,并能完全理解,可通过合作模式完成中高难度的算法。

S级(Solve),实际应用级,在完成教材算法的延伸能完成中高难度算法习题后,尝试挑战难度较高的算法习题,可通过合作模式完成复杂案例。

三级不同教学内容将整体教学目标分为不同难度等级的小目标,在逐步完成小目标后可实现整体目标,且该内容的划分符合学生认知程度。

(二)实践环节的探索和改革

目前,数据结构专业实践教学中存在较多疏漏,应对实践教学模式进行创新,使理论知识与实践教学紧密贴合,互相促进,开展灵活性、模式多样化的实验教学模式,以提高实践教学效果,促进学生个人能力的提升,以达到应用型本科教育的目标。具体实践内容可编写为报告,收录在教材中,并与CPS三大教学内容的综合学习目标相对应,充分设计实践活动。

结语:

目前,信息与计算机科学专业学生对于知识的掌握程度较浅薄,对个人未来就业规划认知不清晰,因此学院应针对此现象对其进行正确的引导,树立就业发展观,并提高学生的实践能力,成为专业型人才。数据结构课程难度较大,应针对学生学习情况与认知能力将整体教学目标分为难度不同的小目标,难度逐级递增,并不断开展实践活动,使学生有充足的时间将理论知识转化为实践操作,创立多元化的实验教学模式。

参考文献:

[1]Keith Marzullo,张鹏翼,德德玛,刘洁丽,安佳鑫.当计算机科学遇到信息科学——马里兰大学信息学院院长Keith Marzullo教授学术访谈[J].图书情报知识,2020(03):4-10.

[2]黄伟,陈建孝,郑耿忠,朱映辉,江玉珍,杨圣云,罗新,谢铮桂,苗利明.理工科应用型本科培养模式探讨与实践——以韩山师范学院计算机科学与信息工程学院为例[J].韩山师范学院学报,2015,36(03):78-83.

[3]马建斌,周桂红,孙晨霞,张玉新.计算机科学与技术专业实践教学改革研究——以河北农业大学信息科学与技术学院为例[J].河北农业大学学报(农林教育版),2014,16(01):77-81.

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