基于CDIO理念的数据结构课程教学研究
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摘要：CDIO是国外高等工科教育的一种创新模式。文章在CDIO理念的工程项目教学的启发下，对数据结构课程的教学进行了研究，在教学中注重以学生为中心，重视工程项目在教学中的地位，同时加强实践教学，以提高学生的综合素质和团队能力。
关键词：数据结构；CDIO；教学研究
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)10-2473-02
Teaching Research Based on CDIO in Data Structure
RONG Li-xia
(Computer Department of Dezhou University, Dezhou 253023, China)
Abstract: CDIO is the innovation model of engineering education. In this paper, teaching of Data Structure course is studied based on CDIO engineering education model. In order to increase the comprehensive quality and team ability of student, we must pay attention to the dominant position of students and important of engineering object in teaching, and strengthen the practice teaching.
Key words: data structure; CDIO; teaching research
数据结构是计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础课。它研究的是计算机科学与技术领域里许多最基本的问题。通过本课程的学习使学生学会分析研究计算机加工的数据结构的特性，以便为应用中涉及到的数据选择合适的逻辑结构、存储结构及相应的运算方法，并培养学生的数据抽象能力，提高学生的专业素质，为后续课程的学习提供必要的基础[1]。
CDIO工程教育理念以产品从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生四个层面的能力[2]。文中在数据结构课程的教学中，在CDIO创新教学模式的引导下，对数据结构课程的教学进行了一系列研究，并进行了尝试。
1 CDIO工程教育理念
CDIO是当今国际高等工程教育的一种创新模式。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究所获得近千万美元资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念。它的指导思想是以诚信、职业道德培养为基础，以工程设计任务为导向，以培养个人能力、团队能力和系统的适应与调控能力为主要目标，让学生以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习工程[3]。
CDIO强调在加强基础教育的同时，关注工程实践，加强实践环节；强调个人职业技能和人际沟通的技能并重；强调综合创新能力与社会大环境协调发展[4]。数据结构课程在强调理论基础的同时，更加关注学生的实践能力，能够符合CDIO大纲对学生能力的要求。因此，以CDIO理念为基础对数据结构课程进行教学研究有着实际的意义。
2.1 数据结构教学现状
传统的教学观念片面的强调教师的主导地位，以教师传授知识为主，而忽略了学生这一主体，不利于学生学习能力、实践能力和创新能力的培养，从而不能很好的适应现代社会对他们的需求。从目前数据结构课程的教学现状来看，主要存在以下几个方面的问题：1) 授课中主要是以教师的讲授为主，忽略了学生的主体地位，不能激发学生的学习兴趣和主动性；2) 授课内容理论性较强，缺少实际的工程案例，不利于学生对内容的掌握和综合能力的培养；3) 实践环节薄弱，缺少对学生实践能力的训练，不利于学生创新能力和团队能力的提高。
2.2 基于CDIO理念的教学改革
2.2.1 以学生为中心
在教学中，改变传统以教师讲授为主的教学模式，让学生参与到教学过程中，将传统教学的以教师为中心转变为以学生为主体，以激发学生的学习兴趣，提高主动学习的能力。
例如在教学过程中，利用问题提问和讨论的方式来调动学生学习的积极性，让学生变被动为主动，积极地参与到整个教学过程中，营造一种轻松愉快的学习气氛，让学生在思考问题和讨论的过程中掌握所学内容。同时，在此过程中还能激发学生学习的兴趣，并提高他们分析问题、解决问题的能力。
2.2.2 以工程项目为导向
数据结构课程理论性强，内容抽象难以理解，为了让学生理解数据结构的实质，提高学生利用所学知识分析问题和解决问题的能力。在授课过程中，我们针对授课内容和学生的实际情况设计具体的工程项目，并将工程项目贯穿于教学中，以项目为导向，在掌握基础知识的基础上，进一步提高学生的创新能力。
例如我们在学习线性表时，和学生共同分析如果实现一个班级学生成绩的管理，各个学生的成绩之间存在什么样的关系，应该用什么样的方式存储信息，对学生成绩我们主要实现哪些管理，这样就建立了一个学生成绩管理系统。然后按照工程项目的实现过程，分析系统的设计思想、实现的目标和主要功能。在学习具体知识点的同时让学生去实现系统的功能，学生就能切身的体会项目的实现过程，提高他们的综合能力。当学生能够实现系统的基本功能时，我们可以进一步引导学生对项目进行扩展，从而提高他们的创新能力。
2.2.3 加强实践教学
实践教学是高等教育中一个重要的环节，尤其对一些工程学科来说更是不可缺少的。针对数据结构课程教学过程中实践环节薄弱这一问题，在加强随堂实践教学的同时，进一步加强综合性的实践内容，同时对教学内容进行了精心的设计。
数据结构课程的实践教学分两个环节，一是随堂的上机实验，二是学期末的课程设计。对于上机实验，我们摈弃传统教学中一刀切的传统，针对学生的不同层次设置实验内容。让学生都能在实践过程中充分发挥自身的能力，有所收获，增强他们学习的自信心和学习的动力。对于课程设计，主要是培养学生的综合能力和团队能力，我们也一改往日固定设计题目的形式，而是让学生自己组合，自选题目，自主设计，自己动手，自由探索。这样可以很好的锻炼学生自己发现问题、分析问题和解决问题的综合能力，同时在合作过程中提高学生的团队能力，为后续课程的学习打下坚实的基础。
3 总结
为了适应现代社会发展的需要，培养具有个人能力、团队能力和适应能力的工程人才，作者在CDIO教育模式的基础上对数据结构课程进行了研究。根据数据结构的教学内容和教学目标，在教学中注重以学生为中心，重视工程项目在教学中的地位，同时加强实践教学，以提高学生的综合素质和团队能力。
参考文献：
[1] 严蔚敏,吴伟民.数据结构（C语言版）[M].北京:清华大学出版社,1997.
[2] 陶勇芳,商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究,2006(11): 81-83.
[3] 宋桂娟,杨勇虎,王文生.基于CDIO的数据结构课程教学改革与研究[J].电脑知识与技术,2010,6(3):755-756.
[4] 杨蒙召,顾泽元,刘文强.CDIO理念在数据结构课程中的探索与实践[J].计算机教育,2010(12):124-126.