一、問題的提出

計(jì)算機(jī)專業(yè)課程設(shè)置中的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”自1968年前后形成一門獨(dú)立的課程后，歷來都被視為計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程之一。高等職業(yè)教育中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)、軟件技術(shù)專業(yè)都把它列為主干課程。對這門課的了解、理解、掌握和拓展，將對每一個高等職業(yè)教育計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的編程能力有著極深的影響。然而在教學(xué)過程中，我們依然發(fā)現(xiàn)了很多教學(xué)問題，具體表現(xiàn)為：

1．學(xué)生在初學(xué)這門課時，不知道學(xué)習(xí)的方法，不了解學(xué)習(xí)的原因和目的。

2．在學(xué)習(xí)過程中，一旦遇到了難以解決的問題，部分學(xué)生就會產(chǎn)生畏難和厭學(xué)情緒，學(xué)習(xí)興趣下降，大部分學(xué)生常常覺得教科書中的內(nèi)容與具體的算法設(shè)計(jì)題相距甚遠(yuǎn)，無從下手。

3．學(xué)生對所學(xué)過的知識把握不準(zhǔn)，動手編程能力較弱。在課程學(xué)習(xí)結(jié)束以后，不知道自己到底學(xué)了些什么。

4．課程中部分知識點(diǎn)和算法難于理解，沒有考慮知識點(diǎn)之間、算法之間的聯(lián)系。

5．在大學(xué)擴(kuò)招以后，學(xué)生的基礎(chǔ)參次不齊，尤其對于高等職業(yè)類學(xué)生，他們屬于高招錄取第三、四批的學(xué)生，基礎(chǔ)較差，水平參次不齊，有的為對口生，有的為文科生，有的為理科生。在目前的教學(xué)中不能體現(xiàn)個性教學(xué)，不能真正按照每個學(xué)習(xí)者實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)。

從已有的與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程有關(guān)的研究論文可以看出，不少任課教師在教學(xué)方法、教學(xué)媒體、學(xué)習(xí)方法上進(jìn)行了積極的探索，對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)質(zhì)量的提高起到了很大的推動作用。但是，我們也看到，大多數(shù)論文是教師感性的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，是從微觀上對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和教學(xué)建議，缺乏從整體上、從理性思維上對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課進(jìn)行設(shè)計(jì)。要想真正實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的高質(zhì)量、高效率和最優(yōu)化，僅靠單方面的、局部的改革是不可能實(shí)現(xiàn)的。

針對這種情況，我們認(rèn)為，有必要按照一種教學(xué)設(shè)計(jì)理論對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程做一次系統(tǒng)化、完整的教學(xué)設(shè)計(jì)，并力爭做到以下幾點(diǎn)：

1．學(xué)習(xí)者能夠積極參與到學(xué)習(xí)活動中，在活動中鍛煉他們的各種思維能力，而不是機(jī)械地記憶“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程里的一些抽象概念、復(fù)雜算法。

2．構(gòu)建一些真實(shí)的問題情境，學(xué)習(xí)者在問題情境中學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)，學(xué)習(xí)動機(jī)得到了維持；結(jié)合已有的知識和生活經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過細(xì)致觀察分析，能夠找到解答問題的有效辦法，從而能夠主動地建構(gòu)自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

3．尊重學(xué)習(xí)者的個體差異。在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)中，充分考慮學(xué)習(xí)者的個體差異，每個學(xué)生都能夠根據(jù)自己的實(shí)際情況去選擇適合自己的目標(biāo)、活動、資源、工具，能夠做到學(xué)有所需，學(xué)有所長。

4．通過“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)，能夠影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)態(tài)度、情感和意志，促進(jìn)學(xué)習(xí)者性格的養(yǎng)成，能夠培養(yǎng)學(xué)習(xí)者協(xié)作能力、實(shí)際動手的能力和解決實(shí)際問題的能力。

二、高職“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐研究

依照楊開城博士提出的“以學(xué)習(xí)活動為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)”理論，我們對高等職業(yè)教育中的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”進(jìn)行了理論實(shí)踐研究。

1. 教學(xué)問題分析

為了確定“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”科目中的教學(xué)問題，而不是感性的、模糊的認(rèn)識，在具體的課題研究過程中，我們對河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)2002級學(xué)生在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”科目教與學(xué)的過程中所存在的教學(xué)問題進(jìn)行調(diào)查、訪談，并進(jìn)行總結(jié)、分析，最終確定真實(shí)存在的教學(xué)問題。

根據(jù)“以學(xué)習(xí)活動為中心”的教學(xué)設(shè)計(jì)理論中的問題歸因理論，我們對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中所出現(xiàn)的問題歸納如下：

●生理因素方面

部分學(xué)生時間安排不好，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課堂上感到困倦、疲乏。

●學(xué)習(xí)準(zhǔn)備方面

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的先決課程Ｃ語言知識掌握不牢，大部分學(xué)生對指針類知識點(diǎn)不熟練，學(xué)習(xí)復(fù)雜算法時有困難。

●學(xué)習(xí)活動方面

（1）較多的學(xué)生只看書，學(xué)習(xí)方法單一。

（2）教學(xué)只采用了講授、演示法，教學(xué)形式單一，學(xué)習(xí)活動單一。

（3）學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)習(xí)活動有時過難，有時過易，對同學(xué)缺少吸引力。

（4）教師指導(dǎo)不力，學(xué)生之間沒有有效的互助行為。

（5）針對某種目標(biāo)的學(xué)習(xí)活動的量不足。

●學(xué)習(xí)環(huán)境方面

（1）學(xué)習(xí)資源匱乏，不能滿足需求。

（2）學(xué)習(xí)工具對學(xué)習(xí)活動的支持不足。

（3）教學(xué)媒體單一，學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)不良。

●學(xué)習(xí)動力方面

（1）學(xué)習(xí)動機(jī)水平低下。

（2）部分學(xué)生意志力薄弱。

（3）興趣低落。

（4）缺乏群體動力。

●學(xué)習(xí)時間不足

理論課與實(shí)踐課時安排不合理，實(shí)踐課太少。

2．學(xué)習(xí)者特征分析

高職大學(xué)生文化知識基礎(chǔ)較差，文化素質(zhì)、文明修養(yǎng)也相對較差；學(xué)習(xí)動力不足，理想、信念不高，自信心不強(qiáng)；自我管理，自我約束力較差；但他們思想比較活躍，動手能力、專業(yè)技能、適應(yīng)性較強(qiáng)。高職生雖然在學(xué)習(xí)成績方面不如普通高校的大學(xué)生，但他們活躍的思維和愛動、愛表現(xiàn)自己“才華”的天性在大學(xué)里“暴露無疑”。由于社會、家庭等各個方面壓力較小，在選擇職業(yè)時，他們更加務(wù)實(shí)，找個工作先干著，不行以后自己當(dāng)老板。所以，高職生與同等學(xué)歷的大學(xué)生相比，他們更容易被社會接納，發(fā)展前景也較好。

3．學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

在對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程進(jìn)行學(xué)習(xí)目標(biāo)分析的時候，采用的是一套知識技能領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)分類體系進(jìn)行分析，如表1是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》第六章的目標(biāo)分析，表2為知識點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)相關(guān)性分析。

其他章節(jié)也嚴(yán)格按照以上的方式進(jìn)行嚴(yán)格的目標(biāo)分析。

表1 學(xué)習(xí)目標(biāo)描述

表2 知識點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)相關(guān)性分析

4．學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本課題對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)內(nèi)容所采用的分析方法是“繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖”的分析方法，又稱為知識建模分析法。這種方法主要是繪制知識點(diǎn)之間的關(guān)系，不僅能用于學(xué)習(xí)內(nèi)容的鑒別和序列化，而且有助于學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)。

依照知識網(wǎng)絡(luò)圖的繪制方法，對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的每一章節(jié)進(jìn)行了分析。

5．學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)活動是旨在完成特定學(xué)習(xí)目標(biāo)而進(jìn)行的師生操作的總和。學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵的就是活動任務(wù)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)每章的活動任務(wù)時，我們采用“知識網(wǎng)絡(luò)圖——知識組塊——活動任務(wù)”的流程來設(shè)計(jì)，其中知識組塊是一組關(guān)系緊密的知識點(diǎn)群。根據(jù)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的知識網(wǎng)絡(luò)圖，我們對該課程各章節(jié)劃分的各個知識組塊，最后得出每個章節(jié)的學(xué)習(xí)活動。

6．教學(xué)方案的實(shí)施

根據(jù)以上形成的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，我們進(jìn)行了實(shí)際的運(yùn)作。

●實(shí)施對象、時間、目的：

實(shí)施對象：正是由于操作對象的不可重復(fù)性，這次方案的實(shí)施對象為河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)2004級的學(xué)生

實(shí)施目的：了解在教學(xué)方案實(shí)施過程中，教學(xué)問題是否再次出現(xiàn)，借此來判斷教學(xué)方案是否有效

實(shí)施時間：2005年3月至2005年7月。

7．教學(xué)方案的評價

●對學(xué)習(xí)結(jié)果的分析

教學(xué)方案實(shí)施結(jié)束以后，我們對參于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)的鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)的2002級、2003級的學(xué)生進(jìn)行了學(xué)習(xí)成績分析，具體分析如下：

條件：

(1) 2002級學(xué)生45名，2003級學(xué)生60名。

(2) 2002、2003級“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”授課教師、實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)教師沒有改變。

(3) 2002、2003級學(xué)生學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”前的基本水平基本一致。

(4) 2002、2003級“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程考試方案和形式都沒有改變，實(shí)驗(yàn)成績占30%，筆試成績占70%。

(5) 2002級學(xué)生上課時沒有采用學(xué)習(xí)方案，2003級學(xué)生上課時采用新的教學(xué)方案。

結(jié)果如圖1所示。

2002級學(xué)生“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”成績比例2003級學(xué)生“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”成績比例

圖1 2002、2003級學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果分析圖

依據(jù)圖1我們可以得到，在90-100分的比例上，2003級學(xué)生比2002級學(xué)生高2%，在80-90分的比例上，2003級學(xué)生比2002級學(xué)生高6%，在70-80分的比例上，2003級學(xué)生比2002級學(xué)生高4%，從這些比較數(shù)據(jù)整體看來，2003級學(xué)生整體學(xué)習(xí)成績比2002級學(xué)生要好一些。

●課堂觀察和實(shí)驗(yàn)室觀察總結(jié)

一學(xué)期的課堂觀察和實(shí)驗(yàn)室觀察結(jié)束了。在課前，大部分學(xué)生都能自覺地進(jìn)行預(yù)習(xí)，很少有人遲到。在進(jìn)行“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)時，絕大多數(shù)學(xué)生能積極投入到課堂的具體學(xué)習(xí)活動中去，大家非常喜歡小組合作學(xué)習(xí)，有什么問題自己先解決，解決不了的，小組在一塊兒商量，小組解決不了的，再請教老師。每次上課時，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，條理清晰，每節(jié)課可以看到學(xué)生提問、小組協(xié)作、氣氛活躍。在實(shí)驗(yàn)室里，從整個學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課來看，大多數(shù)同學(xué)每次實(shí)驗(yàn)都在認(rèn)真的編寫、調(diào)試程序，看不到以前經(jīng)常發(fā)生的在上實(shí)驗(yàn)課期間打游戲、上網(wǎng)的現(xiàn)象。

同學(xué)們的學(xué)習(xí)積級性得到了很大的提高，編程能力進(jìn)一步增強(qiáng)，自信心也得到了增強(qiáng)。

●授課教師的反思總結(jié)

在2003級計(jì)算機(jī)專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的學(xué)習(xí)過程中，相對02級學(xué)生，上課期間的睡覺現(xiàn)象少多了，很多同學(xué)都能積級參與到教學(xué)中來，在學(xué)習(xí)中，他們感覺自己成為學(xué)習(xí)的主體。在進(jìn)行課程內(nèi)容的時候比較順利，以前困擾學(xué)生的基礎(chǔ)差的問題，他們通過小組合作學(xué)習(xí)解決了。

在學(xué)習(xí)環(huán)境上，給學(xué)生提供了較為充分的學(xué)習(xí)材料——網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)活動手冊、FTP服務(wù)器等，學(xué)生對這門課感到滿意。

三、存在的問題及展望

高等職業(yè)教育計(jì)算機(jī)專業(yè)中“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)過四學(xué)期的研究、實(shí)踐，終于結(jié)束了，在課題結(jié)束之際，回過頭來看具體的設(shè)計(jì)、實(shí)踐過程仍存在以下一些問題：

1．在具體的知識網(wǎng)絡(luò)圖的繪制中，各種知識點(diǎn)的歸類對于普通教師來說，稍顯復(fù)雜。繪制知識網(wǎng)絡(luò)圖也是如此。

2．由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”科目本身的特點(diǎn)，在構(gòu)建具體實(shí)例時有一定難度。

3．如何把情感態(tài)度的培養(yǎng)更好地納入到日常的教學(xué)中去。

直面困難，并不是為了逃避和解脫。相反，在認(rèn)清現(xiàn)實(shí)和困難之后，在高職教育大力發(fā)展的今天，在高職教育從三年制到兩年制的轉(zhuǎn)變的時機(jī)，在高職課程改革進(jìn)行的如火如荼的時候，我們更應(yīng)該把好的教學(xué)設(shè)計(jì)理論引入到具體的科目當(dāng)中。