第一章绪论
问题的提出
高职教育的课程具有促进学生工作能力提高、促进学生智慧进展、促进学生人格完善的三大功能,是高职院校改革与发展、提高教育质量的关键环节和直接载体,是高职教育“质量工程”建设的核心环节。为此,必须积极调整课程结构,改革教学方法和手段,促进课程功能发挥。
数据结构是计算机程序设计的重要理论基础,是计算机相关专业的专业基础课程。该课程的教学目的是让学生通过学习,能够掌握计算机对非数值运算问题处理的一般原理及其方法,熟悉解决各种问题的基本模型,从而达到培养学生运用已有的算法编写准确、清晰的程序的能力。
本文通过对数据结构课程现状的了解,结合与高职教师和学生的交流,以及对文献的分析,发现在数据结构教学策略、教学效果方面存在着以下的问题:
1.由于数据结构涉及到离散数学、可计算性理论、算法复杂性等理论知识。而且,由于教材受到篇幅的限制,常常只呈现关键概念的图示,省略了某些算法细节部分。因此,学生在阅读时,必须靠自己的理解去补足省略的细节过程,这样不少学生往往就被一些必须掌握的算法所困扰,感到它们难于理解和枯燥,从而影响了他们对该课程学习的积极性和主动性。
2.传统的教学手段难以让教师将数据结构中抽象的理论知识直观地表现出来,以至实际的教学效果离期望值有差距。即使随着计算机技术和网络技术的发展,大量地开发、制作和应用教学软件,但是有不少教师在多媒体技术运用上存在着这样的现象:把课本的文字、图像一成不变地投影到屏幕上,使媒体教只是文字教材的机械翻版和简单重现,没能够充分发挥多媒体技术与功能
3.虽然也有采用不同的技术开发出来的数据结构辅助教学软件,它们比较注重动态、形象的演示效果,但较少深入地结合大学生心理学、高等教育心理学来研发,较少关注到对高职学生深层次思维、能力方面的影响和培养,如探究的兴趣、想象力的激发、问题解决意识和方法的培养、创新能力等。
4.大部分辅助教学软件都是从教师的教来考虑,较少直接研究学生的学习需求,从学生学的角度去思考,来开发辅助教学软件。
可视化是理解复杂现象和大规模数据的重要工具,在自然科学领域得到了广泛应用。目前,可视化为教学活动提供了一种从抽象到具体的处理方法,它在教学的应用己经引起教育界的关注。在教学手段上,使用可视化教学软件,能使知识教学达到可视化效果,动态演示与教学内容相结合,将学生的形象思维与理论思维有机的统一起来。可视化教学的目的在于为传统教学创造一条清晰、生动、高效的途径,使学生熟练掌握学科知识。研究和开发可视化教学软件及其教学模式,可以直接改革课程的教学方法和手段,提高教学效率和质量
数据结构教学的复杂和困难最主要的因素来源于学生无法实际看到或想象到教师通过讲授法所传授的算法,而必须通过大脑执行静态的程序代码来了解数据结构的动态变化。可视化教学软件正好能够解决教师教学与教材内容呈现上所遇到的困境。
超级画板是张景中院士主持开发的,具有可视化、动态化、程序化、人性化和智能化功能特点的新型教育软件。它符合可视化软件的设计要求,具有可视化软件所提供的优点。因此,超级画板为高职数据结构课程采用可视化教学法提供了一个理想的平台。
故而,提出本文研究的问题:
1.如何在超级画板中深入地结合大学生心理学、高等教育心理学来开发高职数据结构可视化教学软件。
2.基于超级画板的高职数据结构可视化教学如何设计。
第四章 基于超级画板的高职数据............. 57-70
4.1 教学目标的制............. 57-59
4.1.1 学科目标............. 57-59
4.1.2 自主学习............. 59
4.1.3 学习态度目............. 59
4.2 教学内容的选择............. 59-62
4.2.1 教学内容............. 60
4.2.2 教学内容............. 60-62
4.3 可视化教学环境............. 62-66
4.3.1 可视化教学............. 62-63
4.3.2 人机交互设计............. 63-66
4.4 教学策略的选择和学习............. 66-69
4.4.1 教学策略的.............66-67
4.4.2 学习情境的............. 67-69
4.5 本章小结.............69-70
第五章 基于超级画板的高职数据............. 70-82
5.1 案例一──“二叉树的............. 70-76
5.1.1 二叉树的基本性质............. 70
5.1.2 二叉树的基本性质............. 70-75
5.1.3 教学启示............. 75-76
5.2 案例二──“............. 76-79
5.2.1 Kruskal(克鲁斯卡尔)算法............. 76
5.2.2 Kruskal(克鲁斯卡尔)算法............. 76-79
5.2.3 教学启示............. 79
5.3 案例分析............. 79-81
5.4 本章小结............. 81-82
结论与展望
本文分析创新体现在以五个维度充足的分析了专业的教学软件超级画板和高等职业数据课程可视化教学的适切性,并在超级画板中开发出高职数据结构可视化教学软件,还通过教学案例展示这些可视化教学软件如何应用在具体的教学过程中。
基于超级画板的高职数据结构可视化教学研究内容涉及了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法,从简单的链表、队列到复杂的树、图,以及常用的查找和排序算法。基于超级画板的数据结构可视化教学研究体现可视化思想,提供了一种化抽象为具体的处理方法,使抽象的算法能动态显示,能使学生更加直观地理解运行过程,从而激发学生的学习兴趣。同时,利用可视化教学中创设的学习情境,可帮助学生掌握算法的应用,从而让学生体验解决问题的过程,促进学生获取信息、分析信息、加工信息的实践能力的发展,和培养良好的创新意识,实现我们的教学目的,同时也促进课程建设发展,从而促使教育质量的提高。