数据结构模式匹配 [CDIO模式与数据结构实践教学改革]

CDIO模式与数据结构实践教学改革

关键词：CDIO模式；
教学改革；
创新意识 CDIO是 Conceiving,designing,implementingandoperating的缩写， 即“构思、设计、实现、运作”。2014-2015年度第一学期， 我们对辽宁工业大学（以下简称我校）电信学院数据结构课 程，以CDIO模式进行了数据结构课程设计教学模式的探索。

数据结构课程是一门实践性很强的专业核心课程，将CDIO教 学模式在数据结构课程设计运用，就是培养学生创新能力、 分析设计能力和团队合作能力的重要途径。培养学生充分考 虑数据结构特性、响应速度、处理时间、存储空间和单位时 间的处理量技术参数，鼓励学生自己去尝试各种设计方案， 找出最有效的解决办法，着重培养学生专业能力、分析设计 能力和合作能力。一、传统实践教学存在的问题 实施教学改革前，传统的数据结构的课程设计是一般性 设计。课设布置题目是针对教学内容的小型练习题，让学生 独立完成程序设计与实现。从学生的认知规律以及学生不同 个体差异来看，把一些难懂的、晦涩的、抽象的东西原封不 动地给出并采取传统的教学模式进行教与学有几点弊端:第 一，学生在毫无知识背景的前提下，要完全理解这些抽象概 念及抽象数据类型比较困难。第二，课设涉及到的知识点内 容单一，不需要学生考虑创新思维方面的设计方案。只要将 课堂讲过的内容直接拿来用就可以，对于课设中各种技术参 数的要求可以说没有理解，导致设计解决方案不是最合适的。

课程设计没有达到预期收获。第三，学生缺乏团队合作过程， 自己完成一个小型题目，在设计方案和算法设计过程中锻炼 的层次和涉及面都比较窄。没有体现数据结构在处理大规模 复杂问题时才能体现出的优势，使学生没有真正认识数据结 构存在的意义。对以后学生参加实践类课程活动有很大影响。

二、课程设计的改革措施 《数据结构》课程设计采用了CDIO教学模式，强调知识 的综合运用，锻炼学生对复杂问题进行分析与求解的能力， 在项目实施过程中始终围绕“构思、设计、实现、运作”。

它的指导思想是：以工程设计任务为导向，以培养学生创新 能力、团队合作能力为主要目标。通过利用综合性课程设计， 培养学生进行复杂程序设计这个主线，将学生在课堂上所学的比较抽象的理论知识具体化，提高了理论和实践相结合的 能力。具体做法如下：
（一）课程设计内容改革 第一，从课程设计选题上精心准备:需要介绍题目内容， 介绍算法产生的背景。明确数据内在的必然联系，分析数据 的逻辑结构；
确定解决问题所需要用到的算法及设计参数的 要求，设计数据的存储结构；
解决该课设到底应该怎么做的 问题。题目规模适宜，课程设计题目覆盖的知识点应尽可能 避免单一，设计内容要新，具有综合性。第二，扩大知识面: 要求学生从需求分析开始，通过查找大量的资料，充分理解 设计技术参数的要求及实现方式，根据设计要求对空间复杂 度、处理时间、时间复杂度和单位时间的处理量等技术参数， 分析数据进行哪些操作，建立数据的存储结构。第三，数据 结构课程特点逻辑结构强，概念抽象，学生对于知识点的综 合运用能力差。在课设中明确知识点的前后序关系和知识点 的归属，解决学生只见树木不见森林的盲目性和随机性。

（二）课程设计实施方法 我们对辽宁工业大学电子与信息学院数据结构课程，以 CDIO模式进行了数据结构课程设计教学模式的探索，并且实 施如下改革：第一，采用启发式的设计思路，引导学生围绕 课程设计目标，通过查找与分析有关参考资料，培养和鼓励 学生的学习兴趣，同时提高学生查阅资料的能力。第二，让 学生能够按照软件工程的思想进行软件的分析、设计与实现，提高学生实践动手能力和协作开发大型软件项目的能力。第 三，在项目实施中，进行探究式的学习，不应该只是“手把 手”地教，要给学生留出发挥想象力和创造力的空间，激发 学生创造的意识和能力。第四，努力使学生对规范性的软件 开发不仅仅是以实现相应的程序为目标，更重要的是培养学 生今后从事软件开发所需要的各种能力与素质，包括测试能 力和文档写作的能力。因此，在课程设计实施中，我们考察 学生程序编写、测试以及实验报告撰写工作。

三、实践情况及效果 CDIO模式在国际高等教育中已有共识，通过实践，根据 软件工程专业本科教学的培养目标，解决了传统教学方式存 在的问题，提高了实践能力，体会到数据结构课程设计实践 教学采用CDIO模式，突出了学生在理论教学与实践教学过程 中的主体地位，提高了教学的针对性和实效性。将CDIO教学 模式引入到数据结构课程设计教学中，改变了该课程的教学 理念，重理论，轻实践；
重课堂，轻课外。改变了教师单向 的知识传授与学生被动接受之间的教与学模式，实践情况及 效果表现在：（1）学生学习方式发生了转变，从被动接受 知识，到主动查阅资料，对于题目要求的设计技术参数有了 进一步理解，使学生学会分析和研究计算机处理的数据结构 的特点，分析数据的逻辑结构及设计存储结构，设计算法的 基本思想，提高了理论和实践相结合的能力。对知识有比较 全面深刻了解，实际解决问题的能力有了明显的提升。（2）采用CDIO教学模式，对于课程设计题目精心安排，给学生留 出发挥想象力和创造力的空间，提高了学生运用知识分析问 题和解决问题的能力。培养学生的创新能力和创造性思维。

（3）实践中，培养学生充分考虑数据结构特性、响应速度、 处理时间、存储空间和单位时间的处理量技术参数，鼓励学 生自己去尝试各种设计方案，找出最有效的解决办法。着重 培养学生专业能力、分析设计能力和合作能力。

参考文献：
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