康筱彬

摘要：“數(shù)據(jù)結構”是計算機相關專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程，以研究計算機加工的數(shù)據(jù)結構的特性為主。在傳統(tǒng)的上課過程中，教師采用講授的方式進行，學生通過課堂的學習僅能完成對課程知識點的理解，而對于知識點的深入學習和比較應用都需要在課后完成，因此學生對知識的靈活應用能力相對較低。依托翻轉課堂的四階段模型，將該課程的重點由原先的理論講解變?yōu)橹R的深入理解，通過代碼優(yōu)化等方式激發(fā)學生對知識的貫通應用，以及解決問題時的創(chuàng)新思維。本文通過該模型的實際應用探索“數(shù)據(jù)結構”課程的新的教學方式。

Abstract： "Data Structure" is a professional basic course for computer related majors. It is mainly to study the characteristics of the data structure of computer processing. In the process of traditional class， teachers use the teaching method， students through the classroom learning can only complete the understanding of the curriculum knowledge， for the in-depth study of knowledge and more applications are required after the completion of the class， so students ability to use knowledge flexibly is relatively low. The four stage model relying on the flip classroom， will be the focus of the course from the original theory into a deeper understanding of knowledge， through the code optimization and other ways to stimulate students to the knowledge of the application， as well as to solve the problem of innovative thinking. This paper explores the "Data Structure" course of the new teaching methods through the practical application of the model.

關鍵詞：課程；四階段模型；優(yōu)化

Key words： curriculum；four stage model；optimization

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）29-0207-02

0 引言

“數(shù)據(jù)結構”課程是計算機相關專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課程，通過對該課程的學習要求學生能夠從計算機所處理的問題入手，分析研究計算機加工的數(shù)據(jù)結構的特性，以便為應用所涉及的數(shù)據(jù)選擇適當?shù)倪壿嫿Y構、存儲結構及其相應的操作算法，并且能夠初步掌握時間和空間分析技術，編寫的程序代碼應結構清晰、正確易讀，能上機調試并排除錯誤。本文秉承“數(shù)據(jù)結構”課程的教學目標，借助翻轉課堂中的“四階段模型”授課方式進行教學組織，以強化學生學習能力和計算思維能力為主，目的在于提升課堂教學質量的同時，激發(fā)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

1 “數(shù)據(jù)結構”課程教學現(xiàn)狀

當前“數(shù)據(jù)結構”課程教學大多時候仍采用以教師講授為主的方式進行，課堂教學以知識的傳授為主，知識的內化依賴于學生課堂以外的學習。這種教學模式存在以下不足之處。

1.1 課程教學過分注重知識點的理解，而不是應用

在傳統(tǒng)教學模式中，評價教師課堂教學質量的重要標準就是“聽懂”。因此教師會將課程講解的重點設置為知識點的原理分析，忽視了知識點的應用環(huán)境和應用優(yōu)缺點評價，使得學生的學習方法以記憶為主，而不是理解和應用。

1.2 忽視教學對象的差異，淡化學生學習個性化

在傳統(tǒng)教學模式中，教師采用統(tǒng)一的教學內容和教學方法進行講授，忽視了學生的認知水平和學習能力，這一現(xiàn)狀促使很多認知水平較低的學生出現(xiàn)“聽不懂”的狀況，從而影響學生的學習興趣，降低了課程的教學效果。

1.3 課堂氣氛呆板，阻礙了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展

在傳統(tǒng)教學模式中，教師進行知識的講解，學生進行被動的接受，課堂留給學生思考、討論的時間少之又少。因此學生在學習過程中容易產生依賴思想，等待老師對問題進行解答，解決問題常采用模式化方法，不能夠對知識進行靈活的應用。

2 四階段模型概述

四階段模型是翻轉課堂教育模型的一種，由杰姬格斯?。℅erstein，2011）構建，充分發(fā)揮信息化環(huán)境的優(yōu)勢，教師課前向學生提供的教學視頻等學習資源，促使學生在課前完成知識的學習，課堂上教師與學生一起完成作業(yè)答疑、寫作探究和互動交流等活動，已達到知識內化的學習效果。

由圖1可以看出，翻轉課堂被分為體驗參與、概念探索、意義構建、展示應用四個階段。

2.1 體驗參與

教學組織從學習活動參與開始。根據(jù)知識點設置情景和問題，使得學生通過對情景的理解和問題的分析發(fā)現(xiàn)未知的知識和解決問題的新方法，在體驗過程中激發(fā)學生的學習興趣和探求知識的積極性。

2.2 概念探索

該環(huán)節(jié)由教師通過教學視頻和書籍向學生進行知識點的講解，并通過開展討論和答疑等形式促使學生理解和掌握知識點，完成傳統(tǒng)教學中對知識點“講授”。

2.3 意義構建

該環(huán)節(jié)由教師引導學生完成。通過測試、撰寫報告等形式啟發(fā)學生對新知識進行重構和內化，同時通過對所學知識進行歸納或比較實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，在理解和掌握知識的同時達到靈活應用的教學目的。

2.4 展示應用

最后學生將意義構建環(huán)節(jié)完成的報告、實驗結果等進行闡述和應用展示，教師根據(jù)這一環(huán)節(jié)對學生的學習效果進行評價。對于學習過程中出現(xiàn)的問題以及學習效果不符合教學要求的學生可以再次進行知識點的學習。

從上述過程中可以看出，該模型在完成知識“講授”的基礎上注重知識的內化，展示環(huán)節(jié)可以幫助教師了解每個學生的學習效果，對于學生學習過程中的不足之處進行“一對一”的輔導，充分體現(xiàn)個性化教學。

3 四階段模型課程實施方案設計

“數(shù)據(jù)結構”課程主要向學生進行講解解決計算問題時所涉及邏輯結構、存儲結構及其相應的操作算法，根據(jù)四階段模型可將課程模式進行調整如圖2所示。

3.1 問題提出

根據(jù)算法應用的典型環(huán)境提出問題，由學生對問題進行分析，并思考問題的解決方法。

3.2 經典方案

教師提供課本、參考書和學習視頻。學生通過閱讀課本和參考書找到該問題的解決思路及相關代碼，并通過上機完成代碼的運行和調試。

3.3 代碼優(yōu)化

根據(jù)調試和運行結果要求學生對代碼進行優(yōu)化，并完成上機調試和運行。在代碼的優(yōu)化過程中需要借鑒其它課程的知識，因此該過程對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和知識的綜合運用有一定的幫助。

3.4 應用比較

學生將自己的優(yōu)化結果進行展示，對優(yōu)化思路進行闡述說明。

以兩數(shù)互換程序設計為例，課本通常給出的經典代碼如下：

void swap（int*a，int*b）{

int t=*b；

*a=*b；

*b=t； }

學生可將該代碼進行如下優(yōu)化：

void swap（int*a，int*b）{

*a=*a^*b；

*b^=*a；

*a^=*b； }

該代碼借助數(shù)字電路中的異或運算替代了原代碼中的中間變量，這一優(yōu)化可以進一步減少內存消耗，降低程序的運行時間。

4 總結與展望

在數(shù)據(jù)結構課程的講授中，通過該模型的應用，促使學生在學習和掌握新算法的同時，能夠最大程度的擴展思路和綜合所學科知識，也能幫助學生提升分析問題解決問題的能力。

但是在該模型實際應用過程中也存在一定的不足之處，例如體驗參與環(huán)節(jié)中典型問題的設置以及代碼優(yōu)化的過程中教師應當如何對學生進行引導使得學生能夠進一步的擴展思路等，這些問題還需要進一步的進行探討。

參考文獻：

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