数字孪生水利水电工程扩展数据结构建立方法

针对水利水电工程专业众多,建模工具的差异会导致专业协同或阶段性成果移交时出现数据移交难度大甚至数据丢失的问题,创新性地提出通过按需扩展IFC(工业基础类)原数据结构,建立数字孪生水利水电工程扩展数据结构方法,形成面向语义表达、几何表达和属性集表达的水利水电工程IFC扩展表达方式,为水利水电工程易丢失的数据提供标准化存储空间。以此为基础,基于Autodesk Revit软件并借助Revit IFC Exporter开源工具包,研发包含几何信息、属性信息等的扩展IFC导出功能,对坝体结构进行扩展和导出,验证扩展数据结构建立方法的可操作性。最终通过数据移交案例,证明了该方法能够有效保证工程信息在移交过程中不丢失。

程序调试中的数据结构演变可视化方法

数据结构是程序执行时的重要信息载体,其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题,提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时,首先使用组件表达式表示数据结构,然后通过配置表以及布局函数将组件表达式生成可视化视图。在进行单步调试后,通过对比单步调试前后的可视化数据方式生成组件演变行为,运用有限状态机理论构建数据结构演变模型,该模型的执行使得组件发生演变,同时生成可视化动作。使用动画单元执行可视化动作,实现数据结构演变的可视化呈现,帮助初学者理解数据结构相关程序的执行过程。实验结果表明,将该方法应用于1个数据结构演变可视化框架StructV,并应用于1个在线可视化编程实训云平台的研发,可有效降低初学者理解数据结构演变过程的难度,并提升编程实训时的程序调试效率。

基于OBE的数据结构多维融合教学模式实践

在工程教育专业认证背景下,为了开展“以学生为中心、以产出为导向”的数据结构教学,借助现代信息技术构建线上线下、课内课外以及理论实践多维融合的教学模式。该教学模式以OBE理念为指导进行混合式教学及考核评价方法设计,并基于翻转课堂有效整合不同维度的学习活动,激发学生自主学习的积极性,拓展学生的知识体系。目前,该教学模式已面向河南大学计算机科学与技术专业进行了3个学期的教学实践,从学生、专家的反馈情况及课程目标达成情况来看,教学效果明显,多维融合教学模式有效提升了学生的自主学习能力、分析与解决实际问题能力以及拓展创新能力。

项目引导的三阶段—四课堂—两实践混合式教学方法探索——以数据结构课程为例

针对解决复杂工程问题所需要的抽象思维与创新实践能力培养需求,提出“三阶段—四课堂—两实践”的项目式线上线下混合教学新模式。以数据结构课程为例,详细阐述该模式的实施过程,并分析对提升学生自主学习能力、抽象思维、创新思维以及创新实践能力的积极作用。该教学模式突破了传统知识学习、方案设计与创新实践之间的界限,有效促进了学生解决复杂工程问题中数据结构设计等核心能力提升。

课程思政视角下的数据结构课程设计建设与改革探索

从实践类课程开展课程思政的难点出发,提出课程目标的修订方案,以计算机专业核心课程的实践类课程数据结构课程设计为例,提出以新工科为背景、以一流课程建设思想为指导、以课程思政为引领的“一先导、二驱动、三育人、四协同”的课程思政体系框架,通过案例实施阐述如何把课程思政与计算机专业知识进行有机融合,为计算机专业其他实践类课程的思政改革提供一种可借鉴的教学模式。

“可见的学习”理念下数据结构与算法设计实验教学探索

分析数据结构与算法设计实验教学中存在的问题,基于“可见的学习”理念,提出以知识迁移为目标的实验任务分层设计与融合哈蒂反馈模型的实验过程设计方案,并以图的实验为例介绍该方案的实施过程,最后说明实践效果。

建构式学习范式下数据结构实践教学模式探索与实践

针对现行的数据结构实践教学存在的问题,以建构主义学习为理论基础,提出“从应用场景深入建构知识、将知识转化为实践应用”的双向推动数据结构实践教学模式。借助知识图谱导学工具,训练学生大知识观和大思维观的形成,为提升学生解决复杂工程问题的能力训练提供一种新的实践教学思路。

以能力培养为导向的数据结构课程多层次循环教学新生态构建

针对数据结构课程教学的诸多困惑,提出构建多层次循环教学新生态,围绕“以学生为中心”和“以能力培养为导向”,探讨如何从理念内容、教学方法、实践教学和多元评价4个方面出发构建基于数据结构课程的多层次循环教学新生态。

工程认证背景下计算机专业课程教学模式的重构与实践——以数据结构课程为例

针对传统计算机专业课程教学模式以知识传授为主、实践能力较弱和评价方式不合理等问题,在工程认证的背景下,基于OBE思想,以数据结构课程为例,结合双在线教学平台(超星学习通和Eudcoder实践平台)进行课程体系重构,设计并实施以实践能力培养为重点的混合教学模式,给予多元化评价方式并建立反馈机制促进课程的持续改进,最终达到以学生为中心,重点培养学生实践能力,提升教学效果的目的。

“数据结构”课程教学培养直觉思维的思考

“数据结构”课程是计算机科学领域的关键课程,对于塑造学生科学的计算思维与创新能力、提升计算机科学素养具有重要作用。在课程教学中,逻辑思维对于构建知识体系结构、推导演绎理论及验证新成果具有主要作用;而直觉思维以其整体性、突发性和随机性为显著特征,在提出新算法、发现新思想等创造性活动中扮演着关键性作用,能够为创新思维的培育提供重要基础。基于“数据结构”课程教学实践,以发挥学生学习的自主性、营造开放的学习环境以及培养学生的创新能力为整体思路,提出了增强学生直觉思维培养的教学策略:首先,强化知识结构的整体性与连贯性,激发学生的思维活力;其次,拓宽思维的深度与广度,着重培养学生的创造性思维能力;再次,打破传统思维框架的束缚,促进学生高阶思维能力的发展;最后,精选具有启发性的典型案例,强化学生探究性学习与知识创造。这些方法为“数据结构”课程教学改革提供了新思路,也为学生计算思维与创新能力的培养提供了参考与借鉴。

数据结构课程的“三核三好”思政教学

基于计算机类专业核心课程定位和内容特点以及新时代课程思政建设的目标导向,提出“三核三好”的课程思政教学,阐述如何挖掘“科学精神教育、实践能力教育、工程伦理教育”的“三核”课程思政元素,探讨“讲好故事、做好项目、搭好桥梁”的“三好”教学途径,以“队列”内容为例介绍课程教学设计,最后说明课程思政育人成效。

混合式教学下学生计算思维能力培养——以燕山大学“数据结构与算法”课程改革为例

计算思维能力是软件工程专业学生的核心能力。混合式教学以其线上线下协同运作、资源先进、优势互补的特点,受到高校教师的关注。以“数据结构与算法”混合式教学改革为切入点,从线上MOOC资源、PTA上机实训和自主学习平台的构建、“任务/项目”为支架的授课形式、授课内容和作业设计、教师团队优化和教学评价设计等方面,搭建计算思维能力培养框架,以提升学生的知识水平、问题解决能力和算法思维能力,激发学生的好奇心和求知欲,提升计算思维水平。

数据结构课程的混合式一体化案例驱动实践教学改革

分析数据结构课程教学中的痛点问题,提出混合式一体化的案例驱动教学改革方案,提出基于费曼学习法的课前预习、案例驱动+实验构建的翻转课堂与借助PTA平台的课后强化实践相互支撑的课前、课中课后一体化改革思路,通过实践分析说明该课程改革的做法有利于提高学生学习的主动力。

基于类C语言内存模型的复杂数据结构验证方法

对系统中操作复杂结构程序的正确性验证是保证软件高可信的重要途径,目前大多数基于高层抽象建模和程序结构拆分的方法难以满足复杂数据结构程序的验证要求。针对这一问题,论文提出基于类C语言内存模型的验证方法。首先,以内存块为基础将复杂数据结构的操作进行函数形式的定义和描述,形式化描述内存对象操作性质;其次,针对程序层定义了符合复杂结构描述的文法和语义,并基于符号化的程序逻辑进行推理。实验对嵌入式操作系统内核μC/OS-III中的复杂数据结构进行分析和自动化验证,断言描述和验证条件脚本通过了自动定理证明器的求解。

以《数据结构》为代表的新工科课程思政建设研究

鉴于目前专业课教学过程中存在的思政未进入教学大纲、思政授课过程无主线、思政元素融入生硬等现实问题,本文提出基于教学各环节思政融入的专业课全方位思政建设框架。构建全方位思政建设框架,首先以数据结构课程要求和培养目标为基础,分析课程与思政的共同点,重构融入思政元素的课程目标;针对重构的课程目标,修订教学大纲,整体考虑课程内容与思政元素的融合,以此作为思政课堂的指挥棒;在数据结构课堂教学中以教学大纲环节拟订的思想政治元素为主线,引入热点社会事件,达到思政教育的与时俱进和潜移默化;实践环节是专业课程的重要组成部分,也是思政教育的重要一环。通过将思政元素全方位多环节的融入教学过程,实现数据结构为代表的专业课程与思政元素的深度融合。

数据结构课程融入思政元素的PBL教改模式实践

针对数据结构课程的特点,结合基于问题的学习方法(PBL),重构教学内容。深入挖掘数据结构课程教学内容中的思政元素,在PBL教学模式实践过程中融入课程思政。通过项目情境来激发学生的学习兴趣,培养学生分析问题和解决问题的能力。将专业知识与思政元素深度融合,发挥课堂潜移默化的引领作用,推动专业知识教学与思想政治教育紧密结合。

工程认证背景下“算法与数据结构”课程教学改革

“以学生为中心、以成果为导向,以及持续改进”的理念为满足学生的学习需求和达到毕业要求提供了一个新的指导框架。在这种认证背景下,本项目对“算法与数据结构”课程的教学大纲进行了重新设计和有效实施。通过加强学生应用能力的培养、加强学生实践环节的训练、开展线下和线上相结合的教学方法和建立结果和过程相结合的评价机制等一些举措,进行教学改革,充分体现工程认证的核心内涵,为培养学生的实践动手能力和工程能力、为提高本课程的教学质量、为培养计算机软件开发和软件应用人才做出贡献。

面向工程能力培养的“数据结构”课程教学改革探索

为了适应社会快速发展和转型升级,满足行业对计算机类人才培养的要求。基于计算机类专业核心课程“数据结构”开展了面向工程能力培养的教学改革。首先,对“数据结构”课程内容的教学要点进行了分析。其次,对“数据结构”课程的教学内容进行分层对照,明确分析从基础知识到工程创新不同层次与课程的对应关系。再次,对课程的主要内容设计了面向工程能力教学案例以及课程内容学习的流程。最后,改进了课程考核方式由传统的知识考核转为多层次、全方位的考核模式。因此,对课程的教学改革有利于提高学生的解决工程问题的能力。

“数据结构与算法”小班教学方法探索实践

为提高“数据结构与算法”课程教学效果,针对课程大班授课存在的师生互动频率低、学生课堂学习主动性不高、课堂学习效果难以随时评估等问题,对小班授课教学方法进行了探索。通过安排本门课程与先修课程进行平稳衔接,采用多种教学手段相结合的方法,例如,动画演示数据操作过程、微课视频讲解重要知识点、示例程序现场运行演示计算结果,以及使用随堂测验方法检查学习效果等方法,改善了师生互动效果,增强了学生的学习主动性,学生考试成绩得到提高。

基于研究性教学的数据结构课程教学实践

将研究性教学理念引入教学实践是培养学生研究性能力和创新观念的一种有效途径。针对目前数据结构课程教学在研究性教学方面的不足,探索研究性教学在该课程教学中的应用。文章将科学问题和课程知识单元结合,实现教学内容重构,将研究性教学理念和线上线下混合式教学模式融合,提出研究性教学视域下的混合式教学模式,将知识考核和研究性能力考核相结合,设计体现研究性教学的教学效果评价体系。实践表明,该课程教学实践不仅提升了教学效果,而且增强了学生的研究性学习能力。