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建构式教育理论在数据结构教学中的应用浅谈

2012-12-06

实验内容设置是进行实践教学的最重要部分。从覆盖知识点的角度看,实验内容须面向数据结构教学目标,即实验内容须能够锻炼学生的编程技巧,如算法设计、调试、测试以及调优等能力,还能够让学生体会到围绕复用开展软件开发的威力以及思路。从覆盖教育对象的角度来看,实验内容须面向大多数同学并充分考虑优秀同学,即实验内容须划分不同的层次,让大多数学生能够很容易入手,并让有能力、有余力的学生能够不断地深入,直至形成综合型课程设计。

基于以上考虑,并借鉴同行经验,笔者开展三个层次的实验教学活动,一是要求所有学生都完成的实验内容,要求学生采用不同的数据结构实现同一个问题并进行对比分析,例如,分别使用静态数组和动态分配的连续内存区实现顺序表,使用整型、字符型数组或者链表实现长整数的乘法,使用带头结点或不带头结点的循环链表模拟约瑟夫环等;二是组织程序设计竞赛,让部分学有余力的同学能够在算法设计、程序实现和调试、优化等方面得到锻炼和提高;三是设计综合型课程设计锻炼学生解决问题的综合能力,并通过适当分组,培养学生团队协作精神和能力,锻炼学生解决问题的综合能力的目标,最终达到以点带面全面提高学生能力的目的。

2.2.2实验考核手段

考核手段在教学环节中至关重要。考核手段是学生学习和锻炼自身能力的风向标。为保证每位同学都能积极完成实验并有所收获,避免抄袭和敷衍的现象,笔者采取了综合型的考核手段。其一,提交实验成果,即程序及其运行结果;其二,记录实验过程、分析实验结果以及总结实验得失的实验报告,对实验报告进行选优讲评,培养学生撰写科学实验报告的能力;其三,每位同学必须面向教师讲解自己编写的程序,包括主要思路和细节性语法,优秀的同学可走上讲台宣讲自己的实验方案和程序设计技巧。这就基本杜绝了学生相互之间抄袭程序和实验报告的现象,使得学生真正能够思考问题,并尽力动手完成实验。综合上述三种手段的综合型考核方法既能够达到督促大部分同学完成实验、锻炼动手能力目的,又能够达到培养优秀同学的目的。特别地,优秀同学宣讲活动能够使学生观摩到如何从学生的视角从无到有的解决问题的过程,这能够培养学生解决实际问题的信心并激发其学习积极性。

3应用中遇到的问题

建构式教学模式在应用和推广过程中遇到的主要问题来自三个方面。其一,目前学生的课业负担较重,习惯于被动“填鸭”而不习惯于主动“求索”,这是推动和开展建构式教学模式的主要障碍。其二,建构式教学活动,需要师生的密切交流,但现有师资不足难以满足实际需求。一个可能的解决方法是综合多门课程和多个老师,建构整体的知识框架和学习体系,避免课程教学中的重复劳动,提高师资的利用率。另一个可能的解决方法是利用互联网技术,建立在线教学园地。其三,建构式教学模式仍然处于探索阶段,各学科缺乏建构式教学素材。从笔者在实践教学的体验来看,应尽量从学生的学习背景和能力成长规律出发而不仅仅是从学科背景出发,为学生建构知识体系设计更平滑的路线。

4结语

笔者提出将“培养超越具体程序设计语言技巧的编程技术”和“培养围绕复用的软件开发方式”作为普通本科院校的数据结构教学目标,在建构式教育理论的指导下,设计并实践了一系列建构式教学措施,分析了应用建构式教学模式所遇到的一些问题。

未来将开展两个方面的工作。一是通过问卷调查、统计分析等手段定量地分析建构式教学方法的实际效果;二是创造和积累建构式教学素材,如研究数据结构课程设计过程中不同类型学生的知识建构路线,挖掘并推广其中优秀的知识建构方法。

参考文献: