機電工程類《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的雙語教學(xué)探討

機電工程類《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的雙語教學(xué)探討

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044（2022）04-0089-03

DiscussionsontheBilingualTeachingofDataStructuresCourseforMechanicalandElectricalEngineering

CHENGYi-yuan，HAITao，ZHENGYang-bing，LIGen-quan

（SchoolofMechanicalandelectricalEngineering，NanyangNormalUniversity，Nanyang473061，China）

Abstract：DataStructuresisoneofcompulsorycoursesformechanicalandelectricalengineeringspecialty.Thispaperdiscussesthereformandinnovationofbilingualteachingmethodsbasedonthecharacteristicsofdatastructurecoursesandthenecessityofbilingualteaching，whichlaysthefoundationforcultivatinginternationalhigh-qualitycompoundtalents.

Keywords：datastructures；bilingualteaching；teachingmethod；educationreform；mechanicalandelectricalengineering

1引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計算機科學(xué)中是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課，它不僅是一般程序設(shè)計的基礎(chǔ)，而且是設(shè)計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序的重要基礎(chǔ)，具有較強的理論性、實踐性和有用性。對于機電工程類專業(yè)的同學(xué)來說，由于需要對單片機、PLC（ProgrammableLogicController可編程掌握器件）設(shè)備、機器人等進行大量的編程掌握，所以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程也成為機電工程類專業(yè)的必修專業(yè)課。我們針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程開展雙語教學(xué)，有助于同學(xué)接觸更多的計算機相關(guān)的專業(yè)英文詞匯，增加英語實際應(yīng)用力量，從而使我們的教育與國際前沿接軌，培育出更多的具有國際競爭力的高素養(yǎng)復(fù)合型機電工程類的專業(yè)人才。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程特點

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門結(jié)合數(shù)學(xué)和計算機之間的比較抽象的專業(yè)核心課程，它是算法分析與設(shè)計、操作系統(tǒng)、軟件工程、數(shù)據(jù)庫、編譯技術(shù)、計算機程序設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的先行課程[1]，在形成同學(xué)編程力量與技巧方面起著特別重要的作用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程具有自身的以下特點。

2.1學(xué)問點多，抽象度高

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)問結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)問結(jié)構(gòu)圖

從圖中我們可以發(fā)覺學(xué)問點相對比較分散，章節(jié)與章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系不大，但是卻有相通之處。比如在線性結(jié)構(gòu)（LinearStructure）中，線性表（List）是最常用且最簡潔的一種線性結(jié)構(gòu)，往往我們介紹線性表的抽象數(shù)據(jù)類型定義（ADT），挨次存儲和鏈式存儲的實現(xiàn)，以及線性表的應(yīng)用。而后面章節(jié)介紹有關(guān)棧（stack）、隊列（queue）、數(shù)組（array）和串（string）的內(nèi)容的時候，它們屬于特別的線性表，同樣也是通過抽象數(shù)據(jù)類型定義、存儲實現(xiàn)方式和應(yīng)用來進行相應(yīng)的學(xué)習(xí)，而這些都是基于線性表的相關(guān)學(xué)問。

另外，有關(guān)樹（tree）和圖（graphy）等非線性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，抽象程度比較高，許多概念和定義都比較難以理解，因此需要往往需要借助一些實際的應(yīng)用來進行教學(xué)。

2.2計算機編程語言親密相關(guān)

大部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材中的大算法和描述都是基于計算機程序語言而編寫，無論是C語言還是C++語言還是JAVA語言，都需要同學(xué)具有良好的編程基礎(chǔ)，這樣才能更簡單更深刻的理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的相關(guān)內(nèi)容。假如同學(xué)前期的計算機編程語言把握的不夠嫻熟，基礎(chǔ)薄弱，那么對于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程來說，就會覺得比較困難?？梢?，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程和計算機編語言是親密相關(guān)的。

2.3理論和實踐親密結(jié)合

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的最終目的是培育同學(xué)的編程力量，為有效地設(shè)計、實現(xiàn)算法和解決工程技術(shù)問題供應(yīng)理論基礎(chǔ)。因此，教材中的理論學(xué)問需要大量的實踐和試驗來進行幫助。同學(xué)通過各種基礎(chǔ)、驗證和設(shè)計試驗，才能更深刻的理解各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點和應(yīng)用，以及各類算法的優(yōu)劣快慢。所以，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程，理論和實踐教學(xué)密不行分。

3雙語教學(xué)的必要性

《國家中長期教育改革和進展規(guī)劃綱要（2022-2022）》中第一次莊重提出要實施教育國際化的方針政策，而雙語教學(xué)是實現(xiàn)教育國際化的一種有效途徑。

在我校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型進展的前提下，培育高素養(yǎng)具有國際競爭力的復(fù)合型人才是我們的最終目標。隨著信息技術(shù)的快速進展，需要大量既懂得機電類專業(yè)學(xué)問，又能夠進行專業(yè)英語溝通的復(fù)合型人才[2]。因此，我們在機?工程類人才培育的過程中，應(yīng)當適當加入一些雙語教學(xué)課程來提高同學(xué)的專業(yè)英語的水平。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程和計算機編程語言如C語言是密不行分的，而C語言是全球通用，大部分的關(guān)鍵字和框架都是采納的英文進行描述的，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程特別適合開展雙語教學(xué)。此外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的相關(guān)內(nèi)容大部分都源于國際上聞名的計算機科學(xué)家的成果，通過雙語教學(xué)，采納英文的規(guī)律思維來教授相關(guān)學(xué)問，可以促進同學(xué)更深化的學(xué)習(xí)和理解[3]。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的雙語教學(xué)，可以加強同學(xué)學(xué)習(xí)專業(yè)英語的意識，同時提高了外語技能，從而提高同學(xué)的國際競爭力，也有利于深化素養(yǎng)教育的改革。

4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程雙語教學(xué)方法

4.1雙語教材選取

本課程選用的教材的是為MarkAllenWeiss的英文原版教材《DataStructuresandAlgorithmAnalysisinC，SecondEdition》[4]的影印版，該教材曾被評為世紀頂尖的30部計算機著作之一，教材英文表達簡潔易懂，內(nèi)容學(xué)問點掩蓋全面，風(fēng)格嚴謹。同時，選取機械工業(yè)出版社馮舜璽所譯的相對應(yīng)的中文版《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析――C語言描述》[5]以及清華高校出版社嚴蔚敏所著的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版）》[6]作為幫助教材和參考書，以此保證同學(xué)不會由于語言的障礙而影響對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和理解。

4.2課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)過程中多采納多媒體和板書的形式，主要是老師課堂講授的教學(xué)模式。隨著現(xiàn)代教學(xué)模式的不斷改革進展，我們針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)雙語課程的相關(guān)特點，擬采納以下幾種教學(xué)模式。

4.2.1中英結(jié)合

我們主要采納英文教材，中英文對比的教案和課件。在課堂講授過程中，涉及重要的概念、術(shù)語，盡量使用英語，但在一些簡單抽象難理解的問題和算法中，可以采納中文解釋，中英文相結(jié)合的方式。盡量采納簡潔語法的句子，少用簡單句，以確保同學(xué)對學(xué)問點的理解和把握。同時，鼓舞同學(xué)課堂采納英文進行提問，以及和老師進行溝通，在把握鞏固教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進行英語口語的練習(xí)。

4.2.2微課視頻

由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學(xué)問點比較分散，可以依據(jù)學(xué)問模塊制作成比較簡單被同學(xué)把握的5-15分鐘的微課視頻[7]。當同學(xué)在課堂上對某些學(xué)問點把握不夠堅固的時候，就可以通過微課視頻進行課下的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。另外，網(wǎng)絡(luò)上的各個主流MOCK平臺已經(jīng)有許多斯坦福高校、清華高校、北京高校等名牌高校的有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的精品課程[8]，也可以引導(dǎo)同學(xué)通過這些網(wǎng)絡(luò)平臺來進行自學(xué)和補充。

4.2.3翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是顛覆了傳統(tǒng)意義上的課堂教學(xué)模式的一種新型改革。我們考慮在一些章節(jié)采納翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，把課堂的主動權(quán)交給同學(xué)，充分發(fā)揮同學(xué)的樂觀主動性，鼓舞同學(xué)自己探究和把握學(xué)問模塊。在課前把任務(wù)提前布置給同學(xué)，督促并要求同學(xué)完成并上交，這樣可以將同學(xué)的學(xué)習(xí)效果和重難點準時地反饋給老師，在課堂上就能作出比較有針對性的講解和答疑[9]。另外，我們還可以在課堂上選擇一些可作為參考的英文書籍或英文網(wǎng)站推舉給同學(xué)，讓他們習(xí)慣在英文環(huán)境中尋求資源，還可以引導(dǎo)同學(xué)組成學(xué)習(xí)小組進行擴展學(xué)問的深化討論和思索。

除了上述三種教學(xué)模式的嘗試之外，我們在課堂上將充分利用多媒體設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源，尤其是在講授樹、圖等相關(guān)章節(jié)時，利用動畫、視頻等方式進行演示，以此關(guān)心同學(xué)能夠直觀的理解和把握。

4.3實踐環(huán)節(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程關(guān)鍵在于實踐，即需要把所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的相關(guān)內(nèi)容進行應(yīng)用，所以課后的實踐環(huán)節(jié)必不行少。在試驗課中，要求同學(xué)在電腦上運用英文版的編程環(huán)境來進行相關(guān)的編程和調(diào)試，準時地把課堂中所學(xué)的理論應(yīng)用于實踐中，將抽象化的學(xué)問轉(zhuǎn)變?yōu)樵敿殞嶋H的程序運行，這樣可以極大地提高同學(xué)的愛好。例如，在棧的漢諾塔應(yīng)用、二叉樹中的HuffMan編碼應(yīng)用、圖的最短路徑應(yīng)用等這些問題就可以進行編程模擬。同時，我們激勵同學(xué)采納不同的算法來解決相同的問題，然后進行不同算法之間的比較。在實踐環(huán)節(jié)中，我們可以由易到難，先進行教材中案例的一些驗證性試驗，然后再進行一些擴展應(yīng)用案例的設(shè)計性試驗，通過實踐環(huán)節(jié)使同學(xué)對理論學(xué)問有更深刻的理解和把握。

4.4課程考核

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)雙語課程的考核主要分為理論和實踐兩個部分。理論部分的考核主要實行英文閉卷考試的方式，題目主要涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學(xué)問以及應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容，采納選擇題、推斷題、填空題以及綜合題等題型來進行考核。實踐部分的考核主要實行上機編程的方式，依據(jù)教學(xué)的主要內(nèi)容，要求同學(xué)運用計算機語言進行相關(guān)算法的編程實現(xiàn)，可以通過個人或者小組的形式來綜合考核。同學(xué)的最終成果是理論和實踐兩部分根據(jù)肯定的比例進行綜合，通過這個成果從而全面了解同學(xué)對于教學(xué)內(nèi)容的把握和應(yīng)用狀況。

5總結(jié)

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