談《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程精品課堂建設

李宗璞

摘要：該文從教學目標、課堂組織、考核方式等三個方面展開論述《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學建設，在教學過程中取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：教學目標;課堂組織;考核方式

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0098-02

1教學目標

按照Bloom模型從簡單到復雜：知識、理解、應用、分析、綜合和評估的理念，可以描述教學目標如下：用計算機解決任何問題都需要進行數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)處理，而數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)處理正是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程要研究的內(nèi)容。通過本課程的學習，使學生深刻地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的基本概念以及有關(guān)算法，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)抽象能力和算法設計能力。不僅為后繼課程提供必要的知識準備，而且為提高軟件設計和編程水平打下堅實的基礎(chǔ)。

從OBE理念出發(fā)，按照工程認證的標準，描述課程教學目標如下：

目標1.掌握線性表、棧和隊列、樹和二叉樹、圖四種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)及其操作實現(xiàn)，掌握常見的查找算法和排序算法，針對實際應用問題能夠選擇某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行描述和定義。

目標2.了解算法評價的標準，能夠運用空間復雜度的計算方法選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)，能夠運用算法時間復雜度計算方法對算法時間性能進行評價和比較。熟練掌握四種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)算法的實現(xiàn)和應用，針對實際應用問題，在選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述和定義的基礎(chǔ)上，能夠運用其基本操作實現(xiàn)及常見算法進行實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)的算法進行分析和評價。

目標3.理解程序設計的基本思路和方法，能夠進行編碼完成設計并解決設計和編碼實現(xiàn)中出現(xiàn)的各種錯誤和問題。

2教學組織形式

教學組織形式，從二維來俯視全局教學過程，簡稱為“一橫一縱”。

“一橫”：按照一堂課的課堂教學環(huán)節(jié)來組織教學;

“一縱”：按照章節(jié)順序來組織教學。

2.1根據(jù)課堂內(nèi)容特點，每一堂課的課堂教學教學環(huán)節(jié)如圖1

（1）課前：利用時間碎片化，把下周要講的內(nèi)容，使用錄屏軟件把基本知識進行錄屏，放到B站;同時下發(fā)任務書，發(fā)布到QQ或雨課堂，任務書格式如圖2所示。

學生進行預習，除了讀閱課本外，利用茶余飯后的時間，隨時隨地，登錄B站，搜索對應的錄屏小節(jié)，進行觀看錄屏。如下界面：

通過觀看，學生能培養(yǎng)自主學習的能力，同時帶著問題進入課堂。

（2）課中：分成三個時間片段。

第一時間片段是教師根據(jù)任務書中的任務，采用反轉(zhuǎn)課堂方式，先由學生分組討論本次課的基本內(nèi)容以及通過觀看錄屏，發(fā)表自己的學習體會，回答教師設定的問題，培養(yǎng)學生自主學習的能力和溝通能力，以及團隊意識;

第二個時段是教師進行解惑，啟發(fā)式教學模式，知識進行拓展、把重點難點知識點串起來，讓節(jié)知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力;

第三個時段是課堂消化、鞏固、測試、總結(jié)，培養(yǎng)學生運用知識的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。

（3）課后：分成章節(jié)，在PTA平臺上有適量的章節(jié)練習題，題目分成兩類：一類是“基礎(chǔ)性”題目集，這樣的題目要求全部學生都要完成;一類是“提高類”題目集，這樣的題目作為拔高題，可以選做，這些題目意在培養(yǎng)學生獨立思考問題的能力和創(chuàng)新能力，為ACM大賽輸送力量，真正達到以賽促教。PTA平臺部分題目集如下：

綜上，可以用時間軸來描述線上、線下使用情況，如下：

2.2下面是按照章順序組織

（1）緒論

主要內(nèi)容是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本術(shù)語、算法概念和算法分析，難點是算法分析。對于概念性知識通過學生課前學習錄屏講課，主要是使用翻轉(zhuǎn)課堂形式;算法分析方法使用講授法，分析各種情況的算法復雜度的求法。

（2）線性表

主要是線性表概念，線性表的兩種存儲結(jié)構(gòu)，以及線性表的應用。概念和兩種存儲結(jié)構(gòu)通過錄屏學習，使用翻轉(zhuǎn)課堂，同時兩種存儲結(jié)構(gòu)使用驗證法、小組討論、任務驅(qū)動等形式完成教學。

（3）棧和隊列

介紹了兩種特殊的線性表一棧和隊列。主要是它們的概念、特點、基本操作，重點是應用，前面內(nèi)容以翻轉(zhuǎn)課堂為主，后面內(nèi)容主要是講授和演示法。

（4）樹和二叉樹

主要是基本概念術(shù)語，這些以看智慧樹平臺為主;二叉樹的性質(zhì)、遍歷主要是翻轉(zhuǎn)課堂、分組討論;二叉樹的相關(guān)算法，主要是驗證、實驗、演示為主;哈夫曼樹主要是討論、講授。

（5）圖

概念、術(shù)語主要是網(wǎng)絡資源的錄屏;存儲結(jié)構(gòu)主要是討論、實驗等;圖的應用主要是講授，發(fā)揮學生想象、啟發(fā)、討論、翻轉(zhuǎn)課堂形式。

（6查找和排序

靜態(tài)查找和動態(tài)查找，主要內(nèi)容是折半查找、二叉排序樹和哈希表;排序主要是希爾排序、堆排序和快速排序，以及其他的簡單排序。在提前觀看錄屏的基礎(chǔ)上，使用方法是翻轉(zhuǎn)課堂、討論、講授、實驗法。

以上每章在PTA平臺上設計了相應的“基礎(chǔ)”題目集和“提高”題目集，同學們課下完成。每堂課，在課上有課堂測試題，教師使用雨課堂推送試題給學生，學生在課堂上完成。

考核內(nèi)容和方式：

主要歸納為6個一級知識點，其下包含了23個二級知識點，如下表所示：

使用PTA考試平臺（https：//pintia.cn）閉卷上機考試的形式進行。

采用過程性評價體系，包括平時成績和期末考試成績兩部分成績，采用線上和線下兩種模式產(chǎn)生。其中線上成績有在PTA完成的成績，包括實驗成績、單元測試成績、期末考試成績，還有再MOOC平臺上的學習成績;線下成績使用雨課堂完成，包括課前測試、隨堂測試和課后測試。

計算公式：學業(yè)成績=期末考試成績*50%+平時成績*50%

平時成績=PTA單元測試成績*50%+雨課堂成績*25%+（PTA實驗成績+MOOC成績）*25%+平時表現(xiàn)加分 期末考試成績（占50%）：考核線性表、棧和隊列、串、數(shù)組和廣義表，樹和二叉樹、圖、查找、排序等概念，理論知識和算法編寫。重點考核理論知識的應用能力以及編程能力。期末考試采用上機考試形式，主要題型有選擇題、函數(shù)題、主觀題。全體教師集體命題完成題庫，采用隨機組卷形式，多題多卷，每個知識點設置一個隨機池，學生試卷內(nèi)容隨機、題目順序隨機、選擇題選項隨機。

平時成績（占50%）：平時成績由雨課堂測試成績，PTA平臺實驗成績以及單元測試成績組成。其中，雨課堂成績占平時成績的25%，成績由雨課堂即時評測或教師評價、學生互評產(chǎn)生。雨課堂課前測試重點考查學生對知識點的預習情況，雨課堂課上測試重點考查學生對課堂授課重點內(nèi)容的掌握情況，雨課堂課后測試重點考查學生對知識點的綜合運用情況。PTA平臺實驗成績占平時成績的25%，主要考查學生平時訓練情況，成績采用系統(tǒng)即時評測。單元測試成績占平時成績的50%，主要考核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各個知識點和學生編程能力，成績采用系統(tǒng)即時評測。

3總結(jié)

通過教學實施，教學效果良好，能達到OBE教學目標要求。