PBL模式下的数据结构教学实践_PBL教学模式

1、PBL模式下的数据结构教学实践_PBL教学模式论文导读:：教学模式概述。数据结构不仅是计算机系统软件和应用软件开发者的必修课程。在数据结构课程基于问题解决的教学实践过程中。论文关键词：PBL教学模式，数据结构，教学实践 1.引言数据结构不仅是计算机系统软件和应用软件开发者的必修课程，而且已成为其他理工专业学生的热门选修课程1。该课程的内容不仅是一般程序设计的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统以及其他系统程序的重要基础。作为计算机学科专业的一门综合性专业技术基础课，数据结构在整个计算机知识体系中，具有举足轻重的作用。因此，探索一种适合学生认知并贴合本课程的学科特点的教

2、学模式是我们当前需研究的一个课题。2.数据结构课程教学现状研究数据结构课程涉及大量的概念、数据结构和算法，许多学生反映，在学习完这门课程后，对于应用算法求解实际问题时基本都束手无策，数据结构的教学效果不尽如人意。出现这种现象的原因主要有以下几个方面：（1）内容繁多，知识抽象，学时有限顺序表、链表、栈、队列、串、数组、树、图等是数据结构课程中的数据的主要存储结构，这些理论知识概念较多，而且内容抽象难以理解。算法是数据结构课程的重点和难点，各种算法中凝聚着大量的成绩卓越的计算机科学家的智慧，综合性与技巧性极强，在有限的教学时间内学生大都因无法领悟其中的思想与精髓而产生畏难心理，丧失学习信心。（2）

3、学生前导知识薄弱，技能储备不足C语言程序设计、高等数学、离散数学等都是数据结构课程的前导课程，这些课程的掌握程度直接影响到后续课程的学习。目前大部分高校的数据结构的算法描述采用C或C+语言，所以C语言的熟练掌握显得更为重要。但在教学中发现PBL教学模式，学生对C语言的理解不深，已掌握的只是一些简单的函数和数据类型，无法准确理解指针、结构体、联合体、递归等知识，大都学生停留在能读懂却无法独立编写较复杂程序的层次，而这些知识与技能的缺失直接影响到数据结构的教学。（3）教学方法陈旧，目前，数据结构的教学方法主要为板书结合PPT 的简单多媒体教学，教学方式仍多采用“教师讲学生听”的传统的授课模式，授课

4、信息量大，交互性差，很少考虑学生的需求与情感，对于数据结构这种复杂、抽象的课程来说，严重影响学生学习的积极性，影响教学质量论文开题报告范例。3. PBL教学模式概述3.1 PBL的定义与特点PBL是Problem-Based Learning的缩写，通常译作基于问题的学习。PBL教学是指把学习置于复杂的有意义的问题情境中，通过让学生以小组合作的形式共同解决复杂的、实际的(real-world) 或真实性的(authentic)问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，并促进解决问题、自主学习能力的发展2。PBL作为一种教学模式，具有问题真实性、学习自主性、教师来辅助、小组协作化、评价绩效性的特点。

5、3.2 PBL教学设计流程图1. PBL教学设计流程图在该流程图中，PBL三大基本要素学生、教师、问题的地位与重要性得到了充分地体现，PBL教学的整个实施过程以问题为主线，清晰体现了教学的具体实施过程，并就各个阶段教师与学生的任务进行了详细阐述。4.PBL教学模式在数据结构课程中的应用在分析学习者特征与学科特征的基础上，在讲授“栈和队列”内容时，我们通过问卷调查与访谈法选定“迷宫求解”作为学生探索项目，本文以“迷宫求解”项目为例说明PBL教学模式在教学中的具体实施。4.1 前期准备好的开始是成功的一半。要想在有限的教学时间内学有所获，师生都必须做好充分的准备工作。数据结构课程逻辑性极强，各种数

6、据结构之间既存在联系又自成体系。PBL模式下的数据结构课程教学对教师提出了更高的要求，首先教师对教材不再是机械地实施，而要深入研究教材，组建知识点之间的逻辑关系，提炼出知识的要点和难点，针对这些要点难点提出问题，供学生在课堂上展开自由讨论3。其次，教师需在分析学习者特征的基础上，根据所要探究的问题，准备好必要的参考资料并制定适宜的评价量表。评价量表的内容即为教学目标，学生在明确的教学目标的指引下查阅相关资料，进行充分的课前预习。4.2 课堂教学（1）创设情境，导入问题PBL教学模式强调“情境”的创设，创设“情境”也即提出“问题”，就是在学习内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”PBL教学模式

7、，把学生引入一种与问题有关的情境的过程。问题的设计必须充分考虑学习者原有的知识基础和技能，要贴近生活，要有趣味性，难易要适中并具有一定的灵活性，引导学生拾阶而上，逐步解决问题。栈和队列是两种特殊的线性结构，它们的特殊性在于操作受限。为了加深学生对这两种线性结构特殊性的认识，先结合实例导入问题。如在讲授线性结构栈时，可以用一叠书举例来导入所学知识。栈就像一个用来装这一叠书的一个无盖的箱子，先放进去的书只能最后被取出来，如要放进新书，也只能从箱顶放入，这种数据结构遵循先进后出的原则；而队列就像排队买饭，先到的同学先买，后到的同学排在队伍的后面等待，这种数据结构遵循先进先出的原则。通过举例，学生对栈

8、和队列的基本概念以及这两种数据结构的表示和实现形成了初步的认识，此时教师引出经典的“迷宫求解”问题让学生探究，以加深对这两种数据结构的认识，并安排学生完成迷宫求解的算法实现。（2）分析问题，将其细化学生接受所呈现的问题后展开讨论，分析完成这些任务需要掌握哪些知识点，存在哪些问题，如何解决这些问题。此处的新问题实质就是将教师提出的问题进一步细化。学生按事先的分组展开讨论，分析在求解迷宫通路的算法中应该采用哪种数据存储结构？如何标志当前的位置？如何判断道路为通？如何避免在死胡同中兜圈？如何确保以最短路径走出迷宫？学生提出问题后有效利用可得的资料与小组成员协商讨论，解决疑惑。（3）协作学习，解决问题

9、解决问题的过程是学生发挥主观能动性，自主探究的过程，在积极思考的过程中发现新的问题论文开题报告范例。在不断的“发现问题解决问题”的过程中，学生对栈和队列这两种数据结构有了进一步的了解，培养了协作精神和创新意识。需要强调的是，在解决问题的过程中，教师要时刻注意观察每个小组的学习情况，引导学生积极协商、会话，鉴于大部分学生编程能力和调试程序的能力较差的现状，教师可根据实际情况适当增加引导力度，对于学生协作讨论仍无法解决的问题给予一定的帮助。这种帮助不是答案的直接陈述，而是引导学生积极思考，发挥小组的集体力量解决问题。（4）展示成果，及时评价在完成探究任务后，学生将本小组的关于“迷宫求解”的算法上机

10、演示，并选派代表向大家陈述本组算法的设计思路、在设计过程中遇到了怎样的困难、是如何解决这些困难的。教师对每个小组的算法进行评价PBL教学模式，对出现的共性问题及时讲解。小组之间进行互评，通过互评实现所学知识的再次交流，同学之间取长补短，使自己解决问题的思路更为开阔。教师对学生的探索成果应尽量给予肯定，对存在的问题给予引导、纠错，并依据事先指定的评价标准，从学生完成任务的主动性、参与度、提出问题的准确性、问题解决的创新性等方面做出客观的评价。4.3 后期总结在确认学生完成教学任务后，教师应启发学生进一步思考，分析栈和队列这两种数据结构在生活中的实际应用，如何从时间复杂度与空间复杂度两方面来改进算

11、法，整理在完成任务过程中的感受，问题解决方法对自己的专业研究的启示等，并以书面形式提交给教师批阅。教师在分析总结学生的心得体会的基础上，发现并改进存在的教学问题，不断完善自己的教学计划。5.结论在数据结构课程基于问题解决的教学实践过程中，锻炼了学生将设计优良算法与编程技巧有机结合的能力，同时也提高了学生应用所学理论知识解决实际问题的能力以及培养了学生的协作精神与创新意识。当然，教无定法，教无定则。要想达到数据结构课程的教学目标，教师不能“闭门造车”，要多于学生进行交流，正确面对教学中存在的问题并采取有效措施予以解决，根据学生的认知能力与认知方式，以最大限度发掘学生的潜能为目标采取最优教学模式。参考文献：1严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版) M.北京,清