機電工程類《數(shù)據(jù)結構》課程的雙語教學探討

機電工程類《數(shù)據(jù)結構》課程的雙語教學探討

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)結構在計算機科學中是一門綜合性的專業(yè)基礎課，它不僅是一般程序設計的基礎，而且是設計和實現(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，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)的同學來說，由于需要對單片機、PLC（ProgrammableLogicController可編程掌握器件）設備、機器人等進行大量的編程掌握，所以數(shù)據(jù)結構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)結構這門課程開展雙語教學，有助于同學接觸更多的計算機相關的專業(yè)英文詞匯，增加英語實際應用力量，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)復合型機電工程類的專業(yè)人才。

2數(shù)據(jù)結構課程特點

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

2.1學問點多，抽象度高

數(shù)據(jù)結構課程的學問結構如圖1所示。

圖1數(shù)據(jù)結構學問結構圖

從圖中我們可以發(fā)覺學問點相對比較分散，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。比如在線性結構（LinearStructure）中，線性表（List）是最常用且最簡潔的一種線性結構，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)，以及線性表的應用。而后面章節(jié)介紹有關棧（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)方式和應用來進行相應的學習，而這些都是基于線性表的相關學問。

另外，有關樹（tree）和圖（graphy）等非線性的數(shù)據(jù)結構時，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用來進行教學。

2.2計算機編程語言親密相關

大部分的數(shù)據(jù)結構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，都需要同學具有良好的編程基礎，這樣才能更簡單更深刻的理解數(shù)據(jù)結構課程中的相關內(nèi)容。假如同學前期的計算機編程語言把握的不夠嫻熟，基礎薄弱，那么對于學習數(shù)據(jù)結構課程來說，就會覺得比較困難?？梢?，數(shù)據(jù)結構課程和計算機編語言是親密相關的。

2.3理論和實踐親密結合

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

3雙語教學的必要性

《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，而雙語教學是實現(xiàn)教育國際化的一種有效途徑。

在我校向應用型高校轉(zhuǎn)型進展的前提下，培育高素養(yǎng)具有國際競爭力的復合型人才是我們的最終目標。隨著信息技術的快速進展，需要大量既懂得機電類專業(yè)學問，又能夠進行專業(yè)英語溝通的復合型人才[2]。因此，我們在機?工程類人才培育的過程中，應當適當加入一些雙語教學課程來提高同學的專業(yè)英語的水平。數(shù)據(jù)結構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，大部分的關鍵字和框架都是采納的英文進行描述的，因此數(shù)據(jù)結構課程特別適合開展雙語教學。此外，數(shù)據(jù)結構課程的相關內(nèi)容大部分都源于國際上聞名的計算機科學家的成果，通過雙語教學，采納英文的規(guī)律思維來教授相關學問，可以促進同學更深化的學習和理解[3]。

數(shù)據(jù)結構課程的雙語教學，可以加強同學學習專業(yè)英語的意識，同時提高了外語技能，從而提高同學的國際競爭力，也有利于深化素養(yǎng)教育的改革。

4數(shù)據(jù)結構課程雙語教學方法

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)容學問點掩蓋全面，風格嚴謹。同時，選取機械工業(yè)出版社馮舜璽所譯的相對應的中文版《數(shù)據(jù)結構與算法分析――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)結構（C語言版）》[6]作為幫助教材和參考書，以此保證同學不會由于語言的障礙而影響對課程內(nèi)容的學習和理解。

4.2課堂教學模式

傳統(tǒng)教學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模式。隨著現(xiàn)代教學模式的不斷改革進展，我們針對數(shù)據(jù)結構雙語課程的相關特點，擬采納以下幾種教學模式。

4.2.1中英結合

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，以確保同學對學問點的理解和把握。同時，鼓舞同學課堂采納英文進行提問，以及和老師進行溝通，在把握鞏固教學內(nèi)容的基礎上，進行英語口語的練習。

4.2.2微課視頻

由于數(shù)據(jù)結構課程的學問點比較分散，可以依據(jù)學問模塊制作成比較簡單被同學把握的5-15分鐘的微課視頻[7]。當同學在課堂上對某些學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習和復習。另外，網(wǎng)絡上的各個主流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數(shù)據(jù)結構的精品課程[8]，也可以引導同學通過這些網(wǎng)絡平臺來進行自學和補充。

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)課堂的教學模式，把課堂的主動權交給同學，充分發(fā)揮同學的樂觀主動性，鼓舞同學自己探究和把握學問模塊。在課前把任務提前布置給同學，督促并要求同學完成并上交，這樣可以將同學的學習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，讓他們習慣在英文環(huán)境中尋求資源，還可以引導同學組成學習小組進行擴展學問的深化討論和思索。

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

4.3實踐環(huán)節(jié)

數(shù)據(jù)結構這門課程關鍵在于實踐，即需要把所學的數(shù)據(jù)結構和算法的相關內(nèi)容進行應用，所以課后的實踐環(huán)節(jié)必不行少。在試驗課中，要求同學在電腦上運用英文版的編程環(huán)境來進行相關的編程和調(diào)試，準時地把課堂中所學的理論應用于實踐中，將抽象化的學問轉(zhuǎn)變?yōu)樵敿殞嶋H的程序運行，這樣可以極大地提高同學的愛好。例如，在棧的漢諾塔應用、二叉樹中的HuffMan編碼應用、圖的最短路徑應用等這些問題就可以進行編程模擬。同時，我們激勵同學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用案例的設計性試驗，通過實踐環(huán)節(jié)使同學對理論學問有更深刻的理解和把握。

4.4課程考核

數(shù)據(jù)結構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)結構的基礎學問以及應用相關的內(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)教學的主要內(nèi)容，要求同學運用計算機語言進行相關算法的編程實現(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對于教學內(nèi)容的把握和應用狀況。

5總結

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