胡佳，胡啟宙（南昌師范學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)系，南昌　330000）

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基于LBL和PBL的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)研究與實踐

胡佳，胡啟宙
（南昌師范學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)系，南昌330000）

摘要：

關(guān)鍵詞：

創(chuàng)新能力；PBL；LBL

0　引言

創(chuàng)新是來自于需求并滿足需求的一個過程。經(jīng)過調(diào)查顯示，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在整個人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，對技能型人才的培養(yǎng)越來越重視，我們目前所缺乏的是高質(zhì)量的、具有創(chuàng)新能力的技能型人才。根據(jù)市場的需要，我們針對人才的培養(yǎng)目標(biāo)和課程的設(shè)置做了一個相應(yīng)的調(diào)整，以能力培養(yǎng)為核心，就業(yè)為基本導(dǎo)向；要求每位教師改變教學(xué)觀念，提倡教學(xué)以學(xué)生為主體，目前正嘗試把LBL和PBL相互結(jié)合的教學(xué)模式應(yīng)用到計算機(jī)課程教學(xué)中去。因為計算機(jī)類課程屬于經(jīng)驗、活動性的課程，它可以提供多個實際應(yīng)用的教學(xué)場景，學(xué)生通過這些教學(xué)情景可以進(jìn)行不斷地思考和探索，從而培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計算機(jī)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的教學(xué)目標(biāo)是為了培養(yǎng)學(xué)生一定的邏輯思維能力，包括分析問題和解決問題的能力，為高效的開發(fā)計算機(jī)軟件提供思路。這里我們在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中進(jìn)行嘗試，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。

1　LBL和PBL教學(xué)模式的構(gòu)建

PBL是基于問題的學(xué)習(xí)，PBL從提出到應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域有四十多年的歷史，這種方法已得到了一些可行性論證。我們通過CNKI進(jìn)行模糊查找，找到了有關(guān)PBL的文章大約10000篇左右，而在計算機(jī)方面的只有300余篇，PBL教育于2000年引入大陸，在香港，還有臺灣等多所大學(xué)已經(jīng)在使用，在一些985高校的醫(yī)學(xué)院也在使用，收到了一定成效，PBL教學(xué)分為很多層次，有單門學(xué)科的PBL教學(xué)、交叉學(xué)科的PBL教學(xué)，以及學(xué)院級別的PBL教學(xué)。吸取了前人的經(jīng)驗，針對課程的特點(diǎn)，我們正在嘗試探索單門學(xué)科的LBL和PBL相結(jié)合的教學(xué)模式。LBL和PBL教學(xué)模式如圖1。

圖1　LBL和PBL教學(xué)模式

在LBL模塊中，以教師講授為主，主要是針對于理論性的知識進(jìn)行系統(tǒng)的講授。它包括知識儲備和知識整合兩個階段。在知識儲備階段教師將整理出來的教學(xué)知識點(diǎn)以系統(tǒng)的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，這些知識點(diǎn)是由PBL教學(xué)模塊中所用到的知識所提煉的。在該教學(xué)模塊中將把知識儲備期的內(nèi)容整合到綜合題中，學(xué)生需要課后完成，依托校園網(wǎng)網(wǎng)上提交，借助精品課程網(wǎng)站，教學(xué)博客等多種途徑，進(jìn)行課下交流，學(xué)生通過完成教師布置的題目，將知識進(jìn)行消化和總結(jié)，提高理論上的認(rèn)知。最后在本模塊中，會有階段性的評價，以筆試為主。本模塊的關(guān)鍵點(diǎn)是組織教學(xué)內(nèi)容，整合出PBL教學(xué)模塊所要用到相關(guān)的知識點(diǎn)，并且給出課后的擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容。

在PBL模塊中，是以項目為主導(dǎo)，教師主要采用啟發(fā)式的教學(xué)。它包括實踐探索和知識總結(jié)兩個階段。在實踐探索階段中教師將學(xué)生進(jìn)行分組，共同完成一個實驗項目，在知識總結(jié)階段學(xué)生將應(yīng)用于實踐的知識進(jìn)行總結(jié)，最后采用學(xué)生互評和教師評價，進(jìn)行綜合性的評價。本模塊的三個關(guān)鍵點(diǎn)為：一、創(chuàng)設(shè)問題情景（即實踐項目的設(shè)計），二、找出一個與現(xiàn)實生產(chǎn)生活相關(guān)的題目，囊括適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)知識點(diǎn)。三、合作學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建，分配多少人為一組，小組成員的任務(wù)分配。四、教師組織引導(dǎo)學(xué)生，如何給學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u價，激勵學(xué)生不斷的探究，建立過程性評價標(biāo)準(zhǔn)。

2　具體實施過程

實驗對比班為12級計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)和13級計算機(jī)技術(shù)專業(yè)的學(xué)生。實驗課程為《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，采用的教材為校本教材，推薦參考教材為十一五規(guī)劃教材，課時分配為，LBL教學(xué)模塊36課時，PBL教學(xué)模塊36個課時。

（1）知識存儲階段中將《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》所有的知識點(diǎn)提煉，給出整門課的知識結(jié)構(gòu)，每章將構(gòu)造知識大綱圖表?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在計算機(jī)學(xué)科中屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的章節(jié)比較獨(dú)立，里面主要介紹了一些常用的算法。在知識儲備階段，把常用的算法整理出來，借助現(xiàn)代教育技術(shù)將它用CAI課件呈現(xiàn)給學(xué)生。并介紹它的相關(guān)應(yīng)用。

（2）知識整合階段將這些小的算法給它們整合在一起，讓學(xué)生進(jìn)行驗證。例如在線性表中的算法有對線性表的元素進(jìn)行插入、刪除、合并和排序等。那么我們把這些算法整合放在一起，形成一個線性表的驗證系統(tǒng)。

（3）實踐探索階段，我們將給出課程設(shè)計題。如下列表1。學(xué)生根據(jù)題目提出問題，解決問題。

表1　知識模塊與對應(yīng)的實踐模塊對照表

（4）知識總結(jié)階段通過具體實踐項目的團(tuán)隊協(xié)作，對所學(xué)的知識進(jìn)行具體應(yīng)用，最后將所用到的知識進(jìn)行總結(jié)。

每個知識模塊對應(yīng)一個綜合設(shè)計項目。這里我們將按照上學(xué)年關(guān)聯(lián)課程的成績的級別進(jìn)行分組，原則是人數(shù)的范圍控制在4-6人，成績分為三段分別為好中差，每段至少一人，每組選一個組長，組長的作用在全隊是最重要的，在整個實踐項目中起到聯(lián)絡(luò)的作用，在本階段的最后環(huán)節(jié)將進(jìn)行最后陳述。也就是實踐項目匯報。根據(jù)課程實踐項目的需要，每組的成員分為3個角色，分別為代碼人員、測試人員和文檔人員。代碼人員主要負(fù)責(zé)需求分析，書寫基本的模塊，代碼的編寫；測試人員主要負(fù)責(zé)代碼的測試和修改；文檔人員主要負(fù)責(zé)實驗項目報告的書寫，具體內(nèi)容如圖2。這里的將每組的代碼人員直接認(rèn)定為組長。

圖2　實踐項目報告模板

例如學(xué)生管理系統(tǒng)，第一部分實踐項目的內(nèi)容介紹中介紹系統(tǒng)中的幾個子功能，查找學(xué)生記錄、添加學(xué)生記錄和刪除學(xué)生記錄等；第二部分算法介紹中將所有的子功能所用的算法進(jìn)行描述；第三部分給出具體的源代碼；第四部分給出一些測試用例，將所有的情況考慮進(jìn)來，特別是一些邊界條件，將記錄運(yùn)行結(jié)果。

在評分階段每個角色的得分系數(shù)不同，代碼人員為0.5，測試人員為0.3，文檔人員為0.2。

學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)中，角色實行輪換制。每個學(xué)生在一個學(xué)期之內(nèi)各個角色都會輪到一次。項目的評分通過團(tuán)隊的組長PPT匯報給出，組長要求對每個環(huán)節(jié)和整個過程有總體的把握，在匯報階段要求對采用的算法進(jìn)行簡單的闡述，給出源程序代碼，并且對關(guān)鍵的部分進(jìn)行解釋，運(yùn)行結(jié)果。在整個階段本階段學(xué)生的項目要求至少為4個。

本階段的以小組為策略實現(xiàn)PBL教學(xué)，學(xué)生和教師的工作量都很大，學(xué)生在具有了一定的理論基礎(chǔ)以后，對項目進(jìn)行分析，采用什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較合理，采用哪些算法，算法的效率是否可以提高等問題。在實驗過程中也會遇到很多的問題，小組成員的意見不統(tǒng)一，面對這些問題都需要大家共同面對和解決。本階段需要學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作，同享知識，應(yīng)用知識，總結(jié)知識進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

3　教學(xué)評價

教學(xué)評價采用過程評價方法，從不同階段和不同角度對學(xué)生評分。通過科學(xué)的評價體系提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這里我們設(shè)計了兩張評價表格，分別為LBL學(xué)習(xí)評價表（表2）和PBL學(xué)習(xí)評價表（表3）。

表2　LBL學(xué)習(xí)評價表

將分?jǐn)?shù)分為A，B，C3個等級。分別對應(yīng)以下三個層次沒掌握、基本掌握、熟練掌握。例如在知識模塊一中，題目是通過網(wǎng)上提交，如果源程序代碼中的子函數(shù)全錯了，那么為A，如果2/3的功能函數(shù)正確為B，如果運(yùn)行出來完全正確，那么等級為C。

表3　PBL學(xué)習(xí)評價表

通過綜合能力的評價促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

4　該模式的要求

該模式對教師的要求比較高，要求教師要有完整的知識結(jié)構(gòu)和一定的實際操作能力，并且要求教師能夠提供完備的教學(xué)資源，該模式可以推廣到不同層次，和不同領(lǐng)域的教學(xué)改革中，將教學(xué)和社會需求緊密的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。相關(guān)的系列工作包括動態(tài)課程體系的設(shè)計，精品課的建設(shè)，教師的培訓(xùn)等。

參考文獻(xiàn)：

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Combining the current social demand for talent，puts forward the teaching model，and the teaching model is the combination of theoretical teaching and practical teaching，the model combines with the two teaching methods，PBL teaching methods are applied to the practical teaching，LBL teaching methods are applied to the theoretical teaching；specific implementing process takes Data Structure course as an example，gives the processing evaluation scheme which is the teaching model.

Keywords：

Innovation Ability；PBL；LBL

Research and Practice of Data Structure Teaching Based on LBL and PBL

HU Jia，HU Qi-zhou
（Department of Math and Computer Science，Nanchang Normal University，Nanchang 330000）

Abstract：

結(jié)合目前社會對人才能力的需求，提出兼顧理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合的的教學(xué)模式，該模式將兩種教學(xué)方法相結(jié)合，PBL教學(xué)方法應(yīng)用于實踐教學(xué)，LBL教學(xué)方法應(yīng)用于理論教學(xué)；具體的實施過程以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)為例進(jìn)行闡述，給出該教學(xué)模式的過程性評價方案。

基金項目：

2013年江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究課題

文章編號：1007-1423（2016）15-0032-04

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.15.009

作者簡介：

胡佳（1982-），碩士，江西新建人，講師，從事領(lǐng)域為計算機(jī)教學(xué)研究工作

胡啟宙（1961-），江西新建人，副教授，從事領(lǐng)域為課程與教學(xué)論

收稿日期：2016-03-22修稿日期：2016-05-16