摘要：本文探討了研究型教學(xué)法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的應(yīng)用研究。研究表明，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中實施研究型教學(xué)不僅有利于學(xué)生掌握專業(yè)知識，而且有利于對學(xué)生的研究水平、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；創(chuàng)新能力

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913（2007）02-0055-03

研究型教學(xué)，就是以素質(zhì)教育為主，通過研究型課程的建設(shè)和教學(xué)，使學(xué)生提高基本素質(zhì)、夯實基本知識、培養(yǎng)基本能力、提高基本技能；教學(xué)方法由傳統(tǒng)的“注入式知識教育”，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)要求的“研究式素質(zhì)教育”；授課方式要由“連續(xù)型細(xì)節(jié)式授課”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤S型平臺式授課”；教學(xué)形式要由“單一的課堂教學(xué)”，轉(zhuǎn)化為“多形式的互動交流”；教學(xué)氛圍要有濃烈的研究氣氛。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門計算機(jī)專業(yè)的核心課程，它在整個計算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系中處于舉足輕重的地位。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)過程不僅是訓(xùn)練學(xué)生研究和設(shè)計算法以及編寫復(fù)雜程序的過程，同時也是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象能力從而提高學(xué)生的研究水平和創(chuàng)新能力的過程。因此在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中實施研究型教學(xué)法是非常必要的。

1開展研究型教學(xué)法的原則

研究型教學(xué)法，是相對于以單向知識傳授為主的教學(xué)型教學(xué)法提出的一種融合教學(xué)與研究為一體的新型教學(xué)法。研究型教學(xué)法認(rèn)為教育者應(yīng)建立一種合適的體系，采用一種合適的模式，激勵、引導(dǎo)和幫助學(xué)生去主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，并在這樣的“探究”過程中獲取知識、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)能力、發(fā)展個性。研究型教學(xué)法以學(xué)生及其探究式學(xué)習(xí)為主體，以培養(yǎng)和提高他們的研究和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，很好地體現(xiàn)了指導(dǎo)與自主、規(guī)定與開放、統(tǒng)一與多樣、理論與實踐有機(jī)結(jié)合和辨證統(tǒng)一的教育指導(dǎo)思想。蘇霍姆林斯基的研究型教學(xué)法認(rèn)為，應(yīng)該遵循教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生主體作用對立統(tǒng)一、相互制約的規(guī)律，體現(xiàn)啟發(fā)發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的指導(dǎo)思想，實現(xiàn)教學(xué)的民主化原則和主體性原則，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣和成就動機(jī)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，使學(xué)生真正成為一個學(xué)習(xí)者、思考者和發(fā)現(xiàn)者，從而能夠生動、活潑地全面發(fā)展。教師的任務(wù)就是指導(dǎo)學(xué)生的腦力勞動，讓學(xué)生學(xué)會思考，進(jìn)行研究性的活動。研究型教學(xué)是高等教育發(fā)展的必然趨勢。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中研究型教學(xué)法的實踐

2.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)模式

研究型教學(xué)模式是將過去傳授式教學(xué)轉(zhuǎn)化為交互式的教學(xué)，使教師成為課程教學(xué)中的引導(dǎo)者，學(xué)生成為主動的思考者和積極的參與者，充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位，改變過去“什么是什么”式的教學(xué)。在研究型教學(xué)中，被強(qiáng)調(diào)的是教學(xué)的過程而不是結(jié)果。即通過問題，并且以動態(tài)的、遞進(jìn)的問題去引導(dǎo)學(xué)生思考和參與。例如在學(xué)習(xí)深度優(yōu)先遍歷算法之后，引導(dǎo)學(xué)生自主思考什么是廣度優(yōu)先遍歷算法，比較圖的深度優(yōu)先遍歷算法與廣度優(yōu)先算法的異同，設(shè)問應(yīng)采用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)廣度優(yōu)先遍歷算法中鄰接點的依次訪問，等等。通過這些啟發(fā)性問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和探究，讓學(xué)生自覺地將獨立的問題串起來，尋找并建立它們的聯(lián)系，從而加深對算法的理解，培養(yǎng)分析問題和綜合問題的能力。

2.2 豐富已有的教學(xué)方法和手段

以多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，采用現(xiàn)代教學(xué)方法和實現(xiàn)手段，制作高質(zhì)量的多媒體課件、算法動態(tài)演示系統(tǒng)和交互式的教學(xué)網(wǎng)站，豐富已有的教學(xué)方法和手段。教師和學(xué)生之間除了課堂交流外，可以充分利用Internet等條件進(jìn)行交流與溝通。教師將備課筆記、作業(yè)、參考資料等放在教學(xué)網(wǎng)站上供學(xué)生隨時查閱，也可以將研究心得和教學(xué)體會發(fā)布于網(wǎng)站，而學(xué)生則可以通過BBS提出問題或建議，各抒己見，形成一個輕松活潑的研究型學(xué)習(xí)氛圍。例如某學(xué)生在網(wǎng)站論壇上發(fā)表《最小生成樹的算法與單源最短路徑問題算法之比較》的帖子之后，一周內(nèi)就有一百多條跟帖。

2.3 注重實驗教學(xué)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門實踐性很強(qiáng)的課程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗集中反映了課程的典型方法和基本技術(shù)。我們在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)方面，除了加大實驗課教學(xué)時數(shù)外，還根據(jù)實驗內(nèi)容以及學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，設(shè)置了驗證型、設(shè)計型和綜合型三個層次的實驗。驗證型實驗，即根據(jù)已有的算法進(jìn)行實現(xiàn)，驗證算法的有效性和可行性。例如線性鏈表的刪除與插入操作、Prim算法實現(xiàn)最小生成樹等。設(shè)計型實驗則要求學(xué)生根據(jù)問題提出算法和采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)。例如判定某有向圖是否有回路、游覽公園的每個景點問題等。而綜合性實驗給定的問題更加注重綜合性，涉及更多的算法和更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。將三個層次實驗的難易程度進(jìn)行合理設(shè)置，不僅可以鍛煉學(xué)生的動手能力，而且還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合分析能力。

2.4 以研究促進(jìn)教學(xué)

研究型教學(xué)要求教學(xué)和研究有機(jī)的結(jié)合，以研究促進(jìn)教學(xué)，堅持用高水平研究帶動高質(zhì)量教學(xué)。因此教師不能只滿足于依照一成不變的教材“完成”教學(xué)任務(wù)，而要通過繼續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的途徑不斷更新自己的知識結(jié)構(gòu)，使自己處于學(xué)科的前沿。首先是要對課程進(jìn)行研究，通過對課程和教材的研究來提高教學(xué)水平和質(zhì)量，注重跟蹤和學(xué)習(xí)國內(nèi)外數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的最新教學(xué)和教材成果；其次要擔(dān)負(fù)具有一定創(chuàng)新性的研究課題，力爭成為本學(xué)科的學(xué)術(shù)骨干乃至學(xué)術(shù)帶頭人，使研究與教學(xué)真正地結(jié)合起來，從而在向?qū)W生傳授基本知識和新知識的同時，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.5 協(xié)同學(xué)習(xí)

研究型教學(xué)鼓勵學(xué)生間的協(xié)同學(xué)習(xí)、合作研究。強(qiáng)調(diào)通過小組學(xué)習(xí)的方式，加強(qiáng)合作交流，共同學(xué)習(xí)，達(dá)到教學(xué)相長、學(xué)學(xué)相長的目的。把學(xué)生劃分為學(xué)習(xí)小組，參與一些課堂討論、綜合性實驗甚至是研究課題。小組內(nèi)學(xué)生一起學(xué)習(xí)，共同研究，各盡其責(zé)，協(xié)同合作，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神。學(xué)習(xí)小組的協(xié)作同時還可以擴(kuò)展學(xué)生的思維方法，使學(xué)生有了更多的主動學(xué)習(xí)的機(jī)會。

2.6 建設(shè)開放式、立體化的教材體系

開展研究型教學(xué)離不開教材體系的建設(shè)，教材體系的建設(shè)應(yīng)該摒棄封閉式的“一本教科書”傳統(tǒng)，提倡開放式教材。開放式教材應(yīng)該是在采用最新的優(yōu)秀中文教材的同時，精選全球范圍內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)出版的或知名大學(xué)選用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教科書為參考教材。同時開放式教材要求應(yīng)該方便更新。比如國內(nèi)外大學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的聯(lián)機(jī)電子教學(xué)素材，這些電子素材本身都是經(jīng)過教師精心選擇并統(tǒng)一編碼，內(nèi)容上體現(xiàn)基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和前瞻性。同時力求反映多家學(xué)術(shù)流派，內(nèi)容體現(xiàn)“開放性”，可以隨技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步及時得到更新擴(kuò)充。還應(yīng)注重技術(shù)的時新性，例如C++描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材，將C++提供的面向?qū)ο缶幊毯头盒途幊痰裙δ軓?qiáng)大的抽象方法引入到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中，可使教學(xué)和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，從而增強(qiáng)傳統(tǒng)課程的實用性。

另外一方面，教材體系的建設(shè)還應(yīng)改變傳統(tǒng)上局限于“紙介質(zhì)知識”和“課堂教學(xué)”的做法，建設(shè)立體化的教材體系。例如，教材體系除了教科書、實驗習(xí)題用書以及參考教材之外，同時還應(yīng)配有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)網(wǎng)站和多媒體資料等。這些立體化的教材可以從不同視角，在任何空間和時間內(nèi)，利用不同媒體為授課者提供教學(xué)依據(jù)，為不同學(xué)習(xí)者提供最佳學(xué)習(xí)環(huán)境，以此激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力，使教學(xué)發(fā)揮最大的效能。

2.7 建立多元評價體系

教學(xué)評價體系是整個研究型教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分。如何全面、科學(xué)地評價教學(xué)對教師與學(xué)生都會產(chǎn)生極大的影響。研究型教學(xué)的實施必須建立多元化的教學(xué)評價體系，使之成為提高教學(xué)質(zhì)量的有效手段。以前，我們絕大多數(shù)都用一次期終考試決定學(xué)生一個學(xué)期的學(xué)習(xí)成績。事實上，這種單一的終結(jié)性評價是不全面、不客觀的，甚至?xí)靷麑W(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，我們應(yīng)該對學(xué)生整個學(xué)期的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全面考察，綜合評估。如學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂表現(xiàn)、自主學(xué)習(xí)、實踐能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊協(xié)作精神等。然后，將這些過程性的評價與期終評價結(jié)合在一起，確定學(xué)生一個學(xué)期的學(xué)習(xí)質(zhì)量。例如學(xué)習(xí)態(tài)度是根據(jù)出勤率和作業(yè)的態(tài)度進(jìn)行評價的，權(quán)值設(shè)為10％；課堂表現(xiàn)和自主學(xué)習(xí)主要反映在課堂上對問題的回答以及主動提問等，占10％；實踐能力主要依據(jù)實驗的每個環(huán)節(jié)來評定的，由驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合性實驗按權(quán)求和而得，在最終成績中占40％；期終考試的成績占40％；創(chuàng)新能力和團(tuán)隊精神貫穿于每個環(huán)節(jié)的評價過程中。

3結(jié)束語

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中應(yīng)用研究型教學(xué)法不僅可以使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識、主要的算法思想，而且培養(yǎng)了學(xué)生的知識遷移能力，獲取新知識的方法，培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神、團(tuán)隊協(xié)作精神與創(chuàng)新能力。教師不僅是對學(xué)生授之以“魚”，更應(yīng)授之以“漁”。通過研究型教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)新欲和探索精神。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖明宏， 張巖， 李秀坤，等. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法精品課程介紹[J]. 計算機(jī)教育， 2006，（5）:21-24.

[2] 丁桂芝. 立體化教材為課程計劃的有效實施提供保障[J]. 計算機(jī)教育， 2005，(7):53-56.

投稿日期：2006-08-10

作者簡介：楊種學(xué)(1974－)，男(漢族)，江蘇南京人，講師，碩士，研究方向：機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘。