基于建构主义理论的《数据结构》课程教学改革实践

马秋菊

(承德石油高等专科学校计算机与信息工程系，河北承德 067000)

基于建构主义理论的《数据结构》课程教学改革实践

马秋菊

(承德石油高等专科学校计算机与信息工程系，河北承德 067000)

《数据结构》课程是计算机类专业的一门核心的专业基础课程。引入建构主义学习理念对《数据结构》课程的内容体系、表现形式及教学方式进行全面改革，建立灵活、多样的教学方法以及考核制度，为学生“建构”《数据结构》知识提供良好的环境。

数据结构;高职院校;建构主义

《数据结构》课程是计算机类专业的专业核心课程，是以解决实际应用问题为主旨的、理论与实践并重的课程。然而，长期以来以知识接受为特征的传统知识教学对本课程教学的“抽象化”造成了学习动机不强、教学效果不佳等现象的存在。为此，我们以建构主义理论为教学改革的理论基础，从课程目标、课程内容组织策略、教学方法和考核评价等方面进行改革，得到了很好的教学效果。

1 建构主义简介

建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是构成学生自主学习的四大要素，学生需要在一定情境中对所学内容进行意义建构，即针对某一主题的不同学习任务分工协作，交流各自完成任务的经过和所遇到的问题，使每个学习者的工作成果在学习集体中共享，最后使学习者明确事物的性质、规律以及事物之间的内在联系，完成对所学知识的意义建构［1，2］。建构主义学习理论很符合数据结构的学习要求，它的应用性为学生创设了合理的情境，在教师的帮助下，能够形成学生与学生之间相互合作、思考、讨论的学习方式，这样能形成学生对知识进行有意义的建构的学习过程。

2 基于建构主义理论的课程教学改革实践

2.1 建立基于建构主义的教学内容体系

《数据结构》作为理论与实践并重的课程，它要求学习者在掌握基础理论、原则和方法的基础上，在运用算法设计方法解决具体的应用问题实践中提升技能，在设计方案的实施中体验知识如何应用，并通过分析、反思等形式对课程知识进行内化，从而达到掌握知识的习得和算法设计技能的提升。所以在教学内容的安排上将传统知识和IT业的应用有机结合，引导学生积极主动思考，充分培养学生的好奇心和创造意识，从而达到在有限的教学时间内帮助学生建立必要的知识体系，培养学生发现、分析问题的能力。例如，我们在顺序表内容中，加强其应用性，将顺序表的知识承载于简单的信息管理中，使学生感知其应用性，这样有利于学生接受和掌握。

2.2 建立基于建构主义的教学方法

以建构主义为理论指导，克服数据结构的传统教学中无视学习者的主体地位、一味地向学生灌输知识，这样容易造成学生的惰性，学生过分依赖老师的传授而忽略了自身积极主动地建构。建构主义理论中，教师的作用从传统的传递知识的权威转变为学生学习的辅导者，成为学生学习的伙伴或合作者，是学生建构知识的帮助者和引导者。而学生的角色是教学活动的积极参与者和知识的积极建构者。

1)教师“基于问题的教学”。由师生根据教学内容，联系生活实际创设情境、提出问题，在教师的指导下通过个人、小组搜集材料、提取信息、处理信息、合作研究、探索解决问题的方式，最终完成知识的建构。这种教学方式中，教师的工作重心由传统的知识的讲解转变为在教学的设计中更加注重培养学生问题意识、鼓励学生探索问题、引导学生去解决问题，更加注重学生学习兴趣、学习能力和实践能力的培养。这要求教师对课程教学有全新的设计，以有效的问题或情境设置，激活学生求知欲望，指导学生通过丰富的课程资源寻找合适的解决办法，基于问题的教法要求教师对教学内容进行再组织，要围绕课程的能力目标，对课程内容体系进行优化，并根据内容的理解难易、性质特点设计教学的形式，掌握好学生课前导入性预习、课堂理解性讲授和学生课后运用性学习内容的分配，要有更好的教学组织，能掌控学生自主学习和协作学习的情况并进行有效的引导。

2)学生协作探究学习策略。协作学习作为一种有效的学习形式，是学生们在教师的组织和引导下一起讨论和交流，共同建立起学习群体并成为其中的一员。在这样的群体中，共同地考察各种理论、观点和假说;进行协商和辩论，通过自主学习和协作学习解决问题，构建知识，提升能力。协作学习形式能促进学生的思维和学习，促进相互了解，发展学生的合作意识和合作能力。这样的学习状态与传统的被动接受教师的传授不同，表现为学生为解决问题而要求学习，从主观上学习的意愿表现的更为强烈，学习的目的也更为清晰。也更符合人人成才、全面成才的新的人才观。

3)注重构建情境，强调方法学习。从信息的收集、计划的制定、方案的选择、目标的实施、信息的反馈到成果的评价，学生在整个教学过程中都处于主体地位。教师也向学生传授知识，也是知识的传授者，但更多的是学生行为的指导者，是学生碰到问题时候的咨询者。建构主义对教师提出了全新的要求。教师并不把知识传授作为其唯一的任务，而主要是准备教学情境、营造学习氛围、组织和引导教学过程。教师设计的学习情境要与现实问题相类似，以提高学生解决现实问题能力为目标。在数据结构学教学中，根据每一部分内容的实际情况创设多样化情境，引导学习者利用学习“情境”，积极思考学习“情境”提供的信息之间逻辑关系，培养学习者的建构能力。

4)建立基于建构主义的多媒体辅助教学方式。以计算机课件为主的多媒体教学具有内容可变、图片可视、信息量大的优点，适合营造真实的问题情境、任务情境和学习情境，让学习者有身临其境的感觉，有利于学生获取知识并对所获取的知识进行“意义构建”，激发学生的学习主动性，是提高教学效率的重要手段［3，4］。

鉴于这种情况，我们按建构主义学习理论的4大要素的要求，改革传统的数据结构教学模式。首先，利用多媒体技术为学习者获取知识营造良好的“情境”，课件强调“情境”设计，促进学生对所学内容进行“意义建构”。例如在讲述顺序表操作原理的时候，用VBA技术形象地将内存中的数据操作与算法的语句对应，使操作过程与操作结果形象展示，给学习者充足的“意义建构”的时间和空间。再如，在学习“堆栈”的知识时，构建“老鼠走迷宫”的情景，首先用多媒体技术把抽象数据结构理论的“静”变成“动”、高速变成“低速”、连续变成“定格”，将“抽象”变成具体应用，因此，建构主义理论指导下的数据结构教学中，需要信息技术特别是多媒体教学的广泛参与。

2.3 建立基于建构主义的动手操作能力培养和训练

实验技能培训是数据结构教学工作不可缺少的重要环节，因此，如何有效改革实验教学、提高教学质量和效率，是数据结构教学改革中不可忽视的问题，实验教学内容要紧贴实际，突出综合性实验和设计性实验，让学生“真刀真枪”地操作训练，在训练过程中实现意义构建［5］。

2.4 建立基于建构主义的考核制度

原有考核制度的主要特点是期末考试成绩决定学生综合成绩，造成学生忽视知识积累的学习态度。推行多元化考核制度，可促进学生转变学习态度，提高学生课堂学习的积极性，促进学生积极参加课堂讨论、重视实验教学。因此，有利于培养学生的“建构”能力、实验操作能力，以及主动利用理论知识分析问题、解决问题的能力［6］。

1)加大平时的考核力度。加大平时的考核力度，有利于全面测评学生能力。这样可以激励学生的积极性和主动性，并将这种积极性和主动性贯穿于学习的始终。平时考核的方法有课堂提问、课堂讨论、作业与练习，包括学生提出有价值的问题都给予计分，平时考核成绩占总成绩的20%。

2)加强和完善实践环节考核。《数据结构》知识的学习，问题的最终是通过计算机程序并在计算机上调试得出正确结果。对于数据结构的每一个上机项目，要在结果和过程两个方面对学生进行测评，既看结果，更注重过程。若在算法上有创新或对算法的使用有创新，要给予鼓励。上机考核要占总成绩的30%。

3)灵活多样的期末综合测评。期末考试是对学生整个学期对本课程的全部知识掌握情况的一次考核，这个环节是必须的，是强化学生对本课程的系统复习过程，但考核的手段上、命题方式上可以创新，例如，考核手段上可以选择开卷或闭卷;可以笔试也可以机试。这些考试有利于考核学生的素质和能力，期末考核成绩占总成绩的50%。

3 结束语

建构主义理论为《数据结构》课程的教学改革提供了坚实的理论基础，通过基于建构主义理论的《数据结构》课程教学改革，以学生为本，充分利用学生的积极性、主动性，培养学生积极的学习态度和协作精神，充分发挥了学生学习和创新的潜力，极大地提高了课程的教学效果和学生的专业素质。同时，教师在帮助和指导学生建构知识的同时也不断提升了自身素质，更新了自身的科学观和教学观。

［1］ 游景如.建构主义学习理论对建立高校新型师生关系的启示［J］.江苏大学学报(高教研究版)，2004(3):42－44.

［2］ 吴刚.建构主义与学习科学的崛起［J］.南京社会科学，2009(6):98－104.

［3］ 赵乐华，任毅.启发式教学方法与建构主义学习理论［J］.中国地质教育，2009(1):140－142.

［4］ 史玉娟.CAI课件在英语教学中使用误区的分析［J］.沈阳农业大学学报(社会科学版)，2005(2):183－185.

［5］ 刘美丽，周俊杰.浅谈《数据结构》课程教学与实践［J］.中国新技术新产品，2010(18):246.

［6］ 邹丽珊.高职《数据结构》课程教学改革与探索［J］.现代计算机(专业版)，2010(13):50－51.

Teaching Reform Practice of Data Structure Based on Constructivist Theory

MA Qiu-ju
(Department of Computer and Information Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

Data Structure is a basic course in computer specialty of professional courses.By introducing the concept of constructivism to Data Structure course，a comprehensive reform of the content system，realization of the content，and teaching methods is carried out.The aim is to establish flexible and diverse teaching methods and assessment system for students to construct Data Structure to provide a good knowledge environment.

data structure;higher vocational colleges;constructivism

TP311-40

B

1008-9446(2011)02-0070-03

2011-03-28

马秋菊(1957－)，女，河北保定人，承德石油高等专科学校计算机与信息工程系副教授，硕士，主要从事计算机专业基础课程教学的研究。