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一堂别开生面的数据结构课


发布日期:2016-03-30 浏览数:

        
       任燕老师的课已多次获得同学的好评。我有幸聆听了一堂任燕老师上的《数据结构》课,感触颇深。
《数据结构》是计算机类专业的核心课,本课程基本理论、算法设计、算法实现并重,既可以提高学生逻辑思维和抽象思维能力,又能培养学生良好的程序设计风格和程序设计能力。
        一、任燕老师上课记实
任燕老师本节课上的是《数据结构》中的“循环链表”。上课前,她告诉我,这节课不用多媒体,不照本宣科地用多媒体课件的内容讲授算法。
       作为铺垫,她与同学一块复习了上节课“非循环链表”的内容,并让同学黑板上填写实现“非循环链表”算法的几个主要程序小模块。
       切入正题,任老师先简明扼要地阐述循环链表的基本理论:即循环链表的特点和主要操作,剩下各种操作的算法实现,这部分内容实践性强,培养学生的程序设计能力,任老师的做法不同于解读现成的程序代码这种传统教学法。具体做法以“在第i个结点元素处插入数据值为e的结点”这个操作的算法实现为例。
      第一步:任老师在黑板上写出实现该任务的算法框架,框架内几个关键处留下空白,留待学生到黑板填写。
      第二步:任老师组织学生分为若干个讨论组(同学可以自由组合),在各小组酝酿问题解答时,任老师穿梭于同学之间,耐心细致地解难释疑。
      第三步:各小组讨论出结果后推举代表上黑板写出,如果中途遇到困难可以向其他同学求助。
      第四步:老师进行言简意赅的归纳小结。
      整节课,同学们精神饱满,注意力高度集中,开动脑筋积极思考,相互切磋启发。在这种浓烈的学习氛围下,任何思想懒汉都无藏身之  地,也无机会分心去做与主题无关的事情。
     整节课,任老师既当传业授道的教师,又仿佛是引导组织学生开动脑筋在知识的崎岖小径中探幽寻奇的向导和主持人。
      这节课很成功,与我所听的大多数课的授课方式不同,让我耳目一新。
      二、两点感想
      1、为了上好每一堂课,任燕老师都做了充分准备,都经过精心设计。
任老师讲援《数据结构》已有不少年头,屡获同学好评。任老师没有满足所取得的成绩,不拘泥于一种教学模式,而是求变思进,不断摸索新的教学法,根据课程内容选择最适宜的讲授方式、教学手段和教学工具。
       显然,任老师这节课在讲授循环链表的算法实现时,没有采用传统的教学法。通常,传统教学法在遇到算法实现(即代码或伪代码)时往往由老师按书本给出的内容从头到尾逐句讲解,学生对新知识的接收是被动的,学生的思维随老师起舞,谈不上主动,更谈不上在学习中培养创新精神。
       将传统教学法称为“注入式教学法”或“填鸭式教育”确实太形象了。它的出发点是把学生当成学习的机器,在课堂上只是把老师和书本的思想原封不动地灌输给学生,它忽略了学生创造力的培养,把学生训练成只会学习、不知道创新的墨守成规的学究或书呆子。显然,固守传统教学法不利于创新人才的培养。
       任老师这节课的做法,实质上是将算法实现的任务交给学生,启迪每个学生积极开动脑筋,进行创造性思维(程序设计本身就是创造性劳动)。偶创造于学习中,通过同学主动编写关键代码来学习循环链表的算法实现这一新知识点。
       国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)中提出:“创新人才培养模式。适应国家和社会发展需要,遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。注重学思结合,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,帮助学生学会学习。激发学生的好奇心,培养学生的兴趣爱好,营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。”
       任老师本节课的实践符合上述创新人才培养模式的要求。任燕老师的课是我校课堂中一股清新的教学改革之风,值得提倡,值得推广。                     
       2、任老师在《数据结构》中采用的创新性教学模式之所以可行与《数据结构》这门课的特点有关。《数据结构》主要内容是数据和围绕数据的各种操作,操作是通过算法来描述的,而算法的设计和实现是基于以往知识的构思型思维,这种构思型思维就蕴含着创新。在《数据结构》这门课程中,有很多场合,后面的知识可以通过前面的知识导出,前后之间是一个递推或迭代关系。可以用这种递推关系作抓手,根据学生已掌握的知识来设计新知识的教学框架,从中引进启发式等各种教学理念和手段。实际上,有许多课程前后节章内容的逻辑关系与“数据结构”类似,都存在前后内容在逻辑上的递推关系,这就为引进新的教学手段提供了可能。如果在一门课中自始至终坚持这种偶创造于学习之中的教学模式,久而久之,潜移默化,具有创新思维和创新习惯的一代学人就会应时而生。任老师在“数据结构”课程教学中的实践,可作为其他类似课程教学改革的借鉴。 
       从传统教学法转变为启发式教学法需要人们付出艰苦卓绝的劳动,需要消耗大量的时间和精力。学校应给出强有力的激励政策,并在教学硬件上创造必要条件,否则只能是曲高和寡,很少会有人去做这种吃力不讨好的事情。
 传统教学法经营时间长,有它继续存在理由,但不能是它的一统天下。理想的是各种教学法共存,因教学内容而作适当选择,以期达到互相补充之效,目的是构建一个适于创新型人才脱颖而出的人才培养体系。
        三、由任燕老师的课想到PI教学法
        任燕老师这节课蕴含的教学法十分类似于当前逐渐进入我国教育界视野的PI教学法。
        所谓PI教学法是哈佛大学著名教授Eric Mazur创立的同伴教学法(Peer Instruction简称PI),这种方法鼓励学生基于问题进行自主学习和协作探究,在课堂教学中实现学生自主学习、合作学习、师生互动、生生互动,有效地改变了传统课堂教学手段、教学模式。这种教学方法在课程概念教学、激发学生学习兴趣、培养创造性的思维、高水平的推理和批判性思维能力等方面都有积极作用,对提高教学质量、培养学生创新能力效果明显。
       PI教学法具体实施方法如下:(1)每节课前提前布置给学生阅读内容,并在课堂上回答三个问题。目的是便于教师在课堂上了解学生对知识的理解程度,而不是考察学生在书本中寻找正确答案的能力。教师可根据学生的反馈情况选择即将在课堂上讨论的题目。(2)  接下来的课堂时间分成几个小节,每小节重点讲解学生针对课前阅读时所反映的难点,或者是教师根据历年的教学经验而确定的一些问题。(3) 学生相互之间展开讨论,交流答案。在讨论过程中,学生阐述自己的观点,并且尝试说服对方或者接受对方的观点。教师在学生间走动,聆听学生的讨论,并给出一些建议。讨论完成后,学生可以重新给出答案。(4) 教师给最终的正确答案,并进行讲解。重复步骤进行其他知识要点的讨论和讲解。
       将任燕老师这节课的教学过程与PI教学法进行对比,发现有许多相似之处,任燕老师正不事声张地默默探索新的教学法,任燕老师钻研教学法的执着精神难能可贵,值得钦佩。
   
参考文献:
[1]张萍MAZUR Erci.Peer-Instruction:哈佛大学物理课程教学新方法[J].中国大学教学,2010(8):69—71.
[2]范红等.PI教学法在“数据结构"课程教学中的运用.纺织服装教育.2013年8月 .第28卷第4期

注:   本文的作者是南昌大学教学督导组理工组程从从教授。摄影:吴文庆    


       我(注:程从从教授)将《听任燕老师的课所想》一文向任燕老师征询意见,下面是任燕老师的回信。信写得情真意切,字字句句体现一个同学喜爱的老师的闪光之处。我们通过回信可以找到任燕老师的课为什么深受同学好评的原因,这正是我文中所欠缺的内容。因此,我觉得有必要将此信作为本文的附件。

附:任燕老师阅读程从从教授述评的回信

程老师:
您好!
       收到您的邮件,让我激动了好长一段时间,谢谢您的认可和温暖的关怀!
       您的文章写得很好,简单的一次课,您能从纵向及横向进行深刻剖析,足以窥见您对教学研究有很高的造诣!让我自愧不如的,值得好好学习!
对于那次课,我做几点解读,仅供参考:
(1)用心爱每一个孩子
       虽然像田间的农民一样,日复一日,年复一年,做着每一次教学,但我珍惜教学的每一个孩子,就像农民珍惜田间的每一棵作物一样。因为有了珍惜,孩子们上课也能把心交给我,因为有心,我才能从农民变成了交响乐的指挥,教学的每一次跌宕起伏由我来主宰,由我来把控,所以每次教学是我和孩子们之间的一种艺术享受,孩子们渴盼我一周的两次课,在自主学习的高校阶段,这种现象是不多见的。
(2)只在适当的时候使用PPT
       我有PPT,是自己做的(不是网上下的),图文并茂,还有音响效果,应该属上层之作,但我只在必要时放PPT(当有课外内容补充时,PPT是一个很好的选择),PPT只能是教学辅助工具,绝对不能成为教学的主角。
       人是有情感的,当能用语言、肢体、简短的即兴板书把授课内容表述清楚时,我更愿意采用这种情感式交流方式。
(3)把知识的脉络教给孩子
     《数据结构》是计算机及其相关专业的核心课程,是编程思想的主心骨。当一个教师只能传播每一个知识点时,孩子们会觉得很难很难;但当教师能把里面的脉络理清,让孩子们沿着脉络前行,或许只要引导一段时间,孩子们就能自我学习,乐在其中。
       例如,数据结构中链表、指针的学习很难。链表里面有非循环单链表、循环单链表、循环双链表等。其中非循环单链表是基础,把它的操作框架打好,让学生感悟其中的脉络,能稍作变通,是打通学习其它链表的关键。
       这也就是您看到的,我那次课的开场白,从非循环单链表谈起,目的即是为上次课做复习,也是为了定格一种知识框架,引导孩子们循着上次课的知识脉络,稍作修改和补充,进入下一个主题——循环单链表的学习,让孩子们不知不觉,轻轻松松地驾驭新知识。每一次教学尽可能做到这样的无缝对接,让学习有一个连贯性,可循性和方法性。
       不是您的邮件,我或许不会去思考每日的这些工作行为,所以再一次向您表示感谢!
                                                 任  燕
                                    
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