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        基于CDIO模式的數(shù)據(jù)結構實踐教學改革

        2018-09-10 10:37:56柴世紅
        求知導刊 2018年18期
        關鍵詞:數(shù)據(jù)結構教學改革

        柴世紅

        摘 要:文章闡述了數(shù)據(jù)結構實踐教學改革,介紹了CDIO的教學理念及如何將其應用在數(shù)據(jù)結構的實踐教學中:實踐教學的三次結構、實踐教學的具體實施策略。

        關鍵詞:CDIO;數(shù)據(jù)結構;教學改革

        一、CDIO教學理念

        CDIO是麻省理工學院探索創(chuàng)立的工程教育理念,以真實軟件系統(tǒng)為基礎,將軟件產(chǎn)品從構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)的生命周期作為載體,教導學生分析問題、解決問題的手段和方法,讓學生主動地把課程知識結構融入到學習、實踐的過程當中,培養(yǎng)學生的工程實踐能力[1]。我們在專業(yè)教學實踐中,應用CDIO探索了專業(yè)實踐課程新思路。

        二、基于CDIO的實踐教學架構

        實驗環(huán)節(jié)要求所有學生獨立完成,在每個章節(jié)理論知識學習完成之后,對該知識點涉及的基本數(shù)據(jù)結構完成其設計、實現(xiàn)。不限定所使用的語言,可以采用C、Java、C++、matlab、Python語言等,鼓勵學生學習新知識,激發(fā)學生學習興趣。

        課程設計環(huán)節(jié)以2~3人為小組進行,選用具有典型應用案例的問題作為實踐題目,讓學生討論設計方案,完成算法實現(xiàn)。在這一過程中,培養(yǎng)鍛煉學生的溝通能力、語言表達能力,并進行團隊合作,這也是CDIO工程能力中強調的目標。

        課外創(chuàng)新性實驗項目環(huán)節(jié),充分利用各級專業(yè)競賽、學生社團活動、學生項目申報等途徑組織培養(yǎng)有能力的學生參與軟件產(chǎn)品開發(fā)。

        三、實踐教學實施

        1.實施案例

        根據(jù)CDIO的思想,實踐教學的實施以軟件系統(tǒng)開發(fā)生命周期作為流程,將軟件產(chǎn)品開發(fā)過程中的工作步驟分解為需求分析、系統(tǒng)設計、算法編碼、軟件測試、運行結果分析五個環(huán)節(jié)。尤其在課程設計、課外創(chuàng)新性實驗項目可依據(jù)該流程逐步地完成項目,從而將關于該應用涉及的基本知識、技術、開發(fā)平臺、項目實施的基本策略匯聚成整體,對知識的應用有了更深層次的理解。

        以“路徑規(guī)劃”應用課程設計為例,學生拿到項目任務及要求“對于某交通網(wǎng)絡圖,找到任意兩點之間的最短路徑”。先進行需求分析,按照軟件工程文檔規(guī)范建立需求分析報告,從而將問題研究透徹。在系統(tǒng)設計的過程中,考慮采用適合的數(shù)據(jù)結構來對交通網(wǎng)絡建模,這個階段教師可以適當引導,但是不要過多干預,提倡學生“主動學習”,讓學生直接參與到軟件項目的開發(fā)中,引導學生獨立思考問題,讓學生運用知識去操作、應用、主動解決問題和評測[2],盡量避免讓學生被動地接受知識。

        在算法編碼階段,教師要重點訓練學生應用已有技術解決問題的應用能力,編碼能力有限的學生,可以在項目中分擔部分任務,降低難度但仍有學習空間。在軟件測試階段全組共同參與,鍛煉學生的交流能力。

        運行結果分析階段進行小組答辯,鍛煉學生總結問題的能力和語言表達的能力。

        2.實踐教學實施保障

        實踐環(huán)節(jié)的教學需要軟硬件條件的支撐。實驗環(huán)節(jié)安排在專業(yè)實驗室進行;課程設計依托實踐實訓基地完成;課外創(chuàng)新實驗項目在學生社團工作室、項目工作室完成。

        基礎實驗項目已經(jīng)建成了相關指導性文件,并有實驗任務,每個任務包括必做和可選任務,學生可根據(jù)實際情況完成。課程設計項目、實習項目已經(jīng)建立了相應的項目庫,學生可以選擇題目完成。創(chuàng)新性實驗項目主要由學生申報,學生可以自擬題目,也可以參與老師的科研教改項目完成。

        四、結語

        CDIO教學模式注重工程教育,強調學生的素質培養(yǎng),教學要達到最優(yōu)效果關鍵在于實踐環(huán)節(jié)完成質量。對實踐環(huán)節(jié)進行分層次設計,在實施過程中遵照軟件生命周期展開。該教學模式強調學生用豐富的項目庫作支撐,在不斷提高教學質量的過程中,積累豐富的教學資源。

        參考文獻:

        [1]朱亞玲,張睿敏.基于CDIO模式的軟件技術專業(yè)教學改革[J].高教學刊,2016(2).

        [2]易著梁,黃 偉.基于CDIO教育模式軟件技術專業(yè)項目教學實踐[J].計算機教育,2010(11).

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