趙錦元 熊兵 唐志航

摘要：針對數據結構課程抽象難懂的特點，總結傳統教學方式教師處于絕對主導地位的弊端，提出將任務驅動教學法應用于數據結構教學過程中，以“任務為主線，教師為主導，學生為主體”的教學方式，將教學分為任務設置、任務實施、任務評價3個階段，并對3個階段的主要活動和實施要點分別闡述。

關鍵詞：任務驅動；教學法；數據結構

引 言

數據結構課程是計算機專業(yè)以及相關專業(yè)的一門號業(yè)基礎課和核心課程，它在計算機相關專業(yè)的課程體系中處于承上啟下、聯系前后的中心地位 。大量實踐表明，學好該門課程，對后續(xù)課程的學習和研究都有深遠的影響。但由于數據結構課程包含的算法知識抽象、繁多，難以直觀表達，這給參與“教”與“學”的師生雙方都帶來一定的難度 。教師采用傳統的講授式方式，將知識灌入學生腦海，容易忽視學生自己的理解和思考過程，學生的想象能力和創(chuàng)造能力很難得到提升 。與此同時，學生一味被動地跟著教師的教學思路走，缺乏互動性，學生跟不上調，反應慢半拍，教師感覺難“教”；而數據結構課程本身抽象繁雜的特征，學生感覺難“學”。為了彌補傳統教學方式的不足，本課題引入“任務驅動”教學法，將其應用到數據結構課程的教學中，以任務驅動的方式來調動學生學習的主動性和能動性，同時以學生的反饋信息激勵教師不斷地改進教學方式，將“教”與“學”統一起來，做到教學相長，以此達到良好的教學效果。

1 傳統的數據結構教學方法存在的弊端

在傳統的數據結構教學過程中，教學模式主要是以教師講授為中心，對教學信息進行加工處理后，通過語言、教學工具呈現給學生，學生則通過感官被動接受教師傳達的教學信息 。因此，教師處于絕對的主導地位。

傳統的數據結構教學組織過程 如圖1所示。

教師首先闡述數據的某種邏輯結構（線性結構、樹形結構、圖形結構），接著分析其存儲結構。對于線性結構和樹形結構，其存儲結構分別以順序存儲結構和鏈式存儲結構加以闡述，對于圖形結構，其存儲方式分為鄰接矩陣和鄰接表兩種存儲方式 。接著講述這兩種存儲方式的基本操作算法，最后舉實例加以說明。

在這種以教師講授為絕對主導的教學模式中，首先讓學生接觸到的是抽象的理論模型，因此學生理解比較困難 。接著介紹數據的存儲結構以及基本的操作算法，由于脫離了實際的應用，學生被動地接受灌輸的理論模型的操作算法，往往一頭霧水，難以真正理解。在最后的應用舉例中，由于學生對前面的知識沒有真正消化，因此閱讀復雜的算法更覺得吃力難懂。在整個教學過程中，學生一直處于被動接受的地位，學習積極性、主動性都比較低，因此比較難跟上教師的節(jié)奏，而沒有真正地主動思考和探索，對知識也是一知半解，難以應用到解決實際的問題當中。因此，這種教學方式的教學效果不佳。

2 任務驅動教學法具體應用過程

任務驅動教學法是一種以“任務為主線、教師為主導、學生為主體”的教學方式，主要體現在以下3點 ：①教學內容被巧妙地設置在具體的任務當中，學生帶著真實的任務去學習；②學生擁有學習的主動權，在教師啟發(fā)式的教學方式下自主思考、分析、解決實際問題；③教師不斷地引導、激勵學生，幫助學生完成教學內容。

將任務驅動教學法應用于數據結構的教學過程當中，該教學模式分為任務設置、任務實施和任務評價3個階段 ，如圖2所示。

“任務設置階段”分為“任務分析”和“任務設計”兩個方面，首先分析課程結構和教學大綱，羅列出各章節(jié)的教學主題，根據教學主題提出符合整個課程知識體系的教學計劃，并設計出任務驅動的方案。在此過程當中，特別注意以下幾點：①任務設計的難度要適中。太容易的任務沒有挑戰(zhàn)性，使學生喪失興趣和動力；太難的任務讓學生容易產生挫敗感，以致半途而廢。②設計的任務要循序漸進，先易后難，盡量有內在聯系，并且難度是層層遞進的關系。這樣學生一步一步深入學習，直至掌握難度較強的知識點。③設計的任務存在一定的缺陷。實踐證明，有缺陷的任務，有助于提高學生的興趣，學生在修正缺陷后，更有成就感。同時，缺陷設計能夠培養(yǎng)學生發(fā)現問題和解決問題的能力，達到良好的教學效果，

“任務實施階段”的活動包括課堂內任務實施和課堂外任務實施。課堂內，教師按照任務設置階段設計的任務驅動方案進行施教。該階段以學生的操作為主，教師要留給學生充裕的操作時間和空間，讓他們在實踐中去體會、感受、消化和吸收知識。在完成任務的過程中，由于學生有足夠的時間思考、探索，因此會不斷涌現出新的問題，提出新的任務，這時候教師要適當地引導學生，在正確的范圍內自由發(fā)揮，教師在適當的時候加以點撥提示，并在最后做總結回顧。課堂外，由教師分配任務后，學生采取分組的方式完成。學生之間在進行相互交流和學習的過程中，很可能產生新的難解問題，反饋給教師后，在教師的引導下，產生新的任務，組內成員繼續(xù)討論完成任務。因此，課堂外的任務實施過程是一個循環(huán)反饋的過程。教師要多鼓勵學生查閱相關資料和請教其他同學，多鼓勵成績優(yōu)秀又學有余力的學生幫助其他同學共同進步。這樣，既培養(yǎng)了學生與人協作、和睦相處、樂于助人的品質，又能很好地提高學生解決實際問題的能力和創(chuàng)造力。

“任務評價階段”的主要活動是對“學”和“教”共同的考核、評價。教師根據每個學生的課堂內表現以及課堂外各組任務完成情況，結合小組各成員的貢獻大小，對每個學生給予合理評分。教師根據教學效果以及學生的反饋意見，對自己的教學方法進行反思、改進。

“任務驅動”教學模式體現了以“任務為主線，教師為主導，學生為主體”的教學過程。任務、教師、學生三者的互動，體現了“任務驅動”教學模式的基本特征。應用“任務驅動”法教學，教師的主導作用和學生的主體作用相得益彰、密不可分。教師提出任務，并為任務的展開創(chuàng)設合理的情境，在環(huán)環(huán)相扣的教學過程中，以“引而不發(fā)”的方式推動學生發(fā)揮主體作用，直至完成任務。在任務完成過程中，學生有足夠的思考和自由發(fā)揮的空間，可以集思廣益、開拓思維，義會提出與任務有關的新問題，促使教師發(fā)揮主導作用，點撥學生合理完成任務。在學生和教師共同推動下，任務本身可能有更深層次的拓展，也可能會出現一些不可預知的變化，甚至產生新的任務，從而促使學生深入、全面地掌握知識。

3 教學實例分析

數據結構這門課程重點圍繞線性結構、樹形結構和圖形結構這3種邏輯結構層層深入講解，對于每種邏輯結構，又根據不同的存儲結構分別闡述。我們以線性結構中的鏈式存儲結構為例，應用任務驅動法，闡述教學組織過程。

首先教師講解鏈式存儲的基本結構以及特點，并將鏈式結構圖畫出來，標注每個結點的起始地址。讓學生思考前一個結點的指針域部分和后一個結點是什么關系，并寫出結點指針域部分的值。在學生實驗階段，讓學生自己用按步驟調試方法實時查看每建立一個新結點，并插入到鏈表中，該結點與前后結點的關系（特別要學生注意查看指針域部分值的變化），以此驗證課堂上的理論知識，讓學生自己動手，理解更透徹。

接下來講解鏈式存儲結構的基本操作。以插入操作為例，教師先畫出一個單鏈表和一個待插入的新結點（指針域為NULL），并在單鏈表巾標注要插入的位置，讓學生自己先嘗試著畫出指針的箭頭如何指向，然后再引導學生寫出該操作的關鍵語句，教師在此過程中適當加以引導、點撥。最后教師作總結，并強調學生出錯的地方和不易理解的知識點。

在線性表的鏈式結構講解完畢后，布置學生在課外完成綜合性的題目，該題目要求用線性表鏈式結構去完成（例如生死者游戲，用循環(huán)單鏈表實現）。根據以往的教學經驗，學生通過自主思考、查閱參考資料，以及與同學探討切磋，絕大部分的學習小組能夠完成任務。在自主學習和交流學習并行的過程中，學生的學習興趣大大提高，積極主動地去思考問題，探索問題的解。通過綜合性的實戰(zhàn)練習和學生自主學習的方式，學生對課本知識的理解更透徹，教學效果明顯提高。

4 結語

任務驅動教學法應用于數據結構教學過程當中，將抽象難懂的知識化為具體的任務，在教師的引導下，學生自由地發(fā)揮自己的主觀能動性，思考探索問題的解。在此過程中，遇到難以完成的任務，同學之間共同探討，相互協作，在教師的引導下共同完成任務。教學實踐表明，這種教學方式有利于培養(yǎng)學生自主學習的能力，獨立分析問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力以及溝通協作的能力。

任務驅動教學法應用于數據結構教學中時，要在實際教學中多思考多總結經驗，更好地提高教學質量。例如教師如何做到“引而不發(fā)”，引導學生到什么程度，在什么時候給予學生適當的點撥，課堂的氣氛如何調動起來，如何把握一個“度”，既讓學生大膽地發(fā)散性地去思考，又要引導學生不偏離教學主題。諸如此類問題，都需要教師在教學實踐中去感受、總結。