機(jī)電工程類(lèi)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的雙語(yǔ)教學(xué)探討

機(jī)電工程類(lèi)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的雙語(yǔ)教學(xué)探討

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(jì)算機(jī)科學(xué)中是一門(mén)綜合性的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它不僅是一般程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而且是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序的重要基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和有用性。對(duì)于機(jī)電工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，由于需要對(duì)單片機(jī)、PLC（ProgrammableLogicController可編程掌握器件）設(shè)備、機(jī)器人等進(jìn)行大量的編程掌握，所以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程也成為機(jī)電工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修專(zhuān)業(yè)課。我們針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)，有助于同學(xué)接觸更多的計(jì)算機(jī)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)英文詞匯，增加英語(yǔ)實(shí)際應(yīng)用力量，從而使我們的教育與國(guó)際前沿接軌，培育出更多的具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素養(yǎng)復(fù)合型機(jī)電工程類(lèi)的專(zhuān)業(yè)人才。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程特點(diǎn)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是一門(mén)結(jié)合數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)之間的比較抽象的專(zhuān)業(yè)核心課程，它是算法分析與設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、軟件工程、數(shù)據(jù)庫(kù)、編譯技術(shù)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)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(mén)課程具有自身的以下特點(diǎn)。

2.1學(xué)問(wèn)點(diǎn)多，抽象度高

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

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

從圖中我們可以發(fā)覺(jué)學(xué)問(wèn)點(diǎn)相對(duì)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(xiàn)性結(jié)構(gòu)（LinearStructure）中，線(xiàn)性表（List）是最常用且最簡(jiǎn)潔的一種線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，往往我們介紹線(xiàn)性表的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型定義（ADT），挨次存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的實(shí)現(xiàn)，以及線(xiàn)性表的應(yīng)用。而后面章節(jié)介紹有關(guān)棧（stack）、隊(duì)列（queue）、數(shù)組（array）和串（string）的內(nèi)容的時(shí)候，它們屬于特別的線(xiàn)性表，同樣也是通過(guò)抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型定義、存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)方式和應(yīng)用來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)，而這些都是基于線(xiàn)性表的相關(guān)學(xué)問(wèn)。

另外，有關(guān)樹(shù)（tree）和圖（graphy）等非線(xiàn)性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，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(shí)際的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行教學(xué)。

2.2計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)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(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言而編寫(xiě)，無(wú)論是C語(yǔ)言還是C++語(yǔ)言還是JAVA語(yǔ)言，都需要同學(xué)具有良好的編程基礎(chǔ)，這樣才能更簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言把握的不夠嫻熟，基礎(chǔ)薄弱，那么對(duì)于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程來(lái)說(shuō)，就會(huì)覺(jué)得比較困難?？梢?jiàn)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程和計(jì)算機(jī)編語(yǔ)言是親密相關(guān)的。

2.3理論和實(shí)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(jì)、實(shí)現(xiàn)算法和解決工程技術(shù)問(wèn)題供應(yīng)理論基礎(chǔ)。因此，教材中的理論學(xué)問(wèn)需要大量的實(shí)踐和試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行幫助。同學(xué)通過(guò)各種基礎(chǔ)、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)試驗(yàn)，才能更深刻的理解各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用，以及各類(lèi)算法的優(yōu)劣快慢。所以，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程，理論和實(shí)踐教學(xué)密不行分。

3雙語(yǔ)教學(xué)的必要性

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和進(jìn)展規(guī)劃綱要（2022-2022）》中第一次莊重提出要實(shí)施教育國(guó)際化的方針政策，而雙語(yǔ)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)教育國(guó)際化的一種有效途徑。

在我校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型進(jìn)展的前提下，培育高素養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的復(fù)合型人才是我們的最終目標(biāo)。隨著信息技術(shù)的快速進(jìn)展，需要大量既懂得機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)問(wèn)，又能夠進(jìn)行專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)溝通的復(fù)合型人才[2]。因此，我們?cè)跈C(jī)?工程類(lèi)人才培育的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加入一些雙語(yǔ)教學(xué)課程來(lái)提高同學(xué)的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的水平。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程和計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言如C語(yǔ)言是密不行分的，而C語(yǔ)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(jìn)行描述的，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程特別適合開(kāi)展雙語(yǔ)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(guó)際上聞名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家的成果，通過(guò)雙語(yǔ)教學(xué)，采納英文的規(guī)律思維來(lái)教授相關(guān)學(xué)問(wèn)，可以促進(jìn)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(yǔ)教學(xué)，可以加強(qiáng)同學(xué)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的意識(shí)，同時(shí)提高了外語(yǔ)技能，從而提高同學(xué)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(yǔ)教學(xué)方法

4.1雙語(yǔ)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(píng)為世紀(jì)頂尖的30部計(jì)算機(jī)著作之一，教材英文表達(dá)簡(jiǎn)潔易懂，內(nèi)容學(xué)問(wèn)點(diǎn)掩蓋全面，風(fēng)格嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí)，選取機(jī)械工業(yè)出版社馮舜璽所譯的相對(duì)應(yīng)的中文版《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析――C語(yǔ)言描述》[5]以及清華高校出版社嚴(yán)蔚敏所著的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）》[6]作為幫助教材和參考書(shū)，以此保證同學(xué)不會(huì)由于語(yǔ)言的障礙而影響對(duì)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(guò)程中多采納多媒體和板書(shū)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(jìn)展，我們針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)雙語(yǔ)課程的相關(guān)特點(diǎn)，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(duì)比的教案和課件。在課堂講授過(guò)程中，涉及重要的概念、術(shù)語(yǔ)，盡量使用英語(yǔ)，但在一些簡(jiǎn)單抽象難理解的問(wèn)題和算法中，可以采納中文解釋?zhuān)杏⑽南嘟Y(jié)合的方式。盡量采納簡(jiǎn)潔語(yǔ)法的句子，少用簡(jiǎn)單句，以確保同學(xué)對(duì)學(xué)問(wèn)點(diǎn)的理解和把握。同時(shí)，鼓舞同學(xué)課堂采納英文進(jìn)行提問(wèn)，以及和老師進(jìn)行溝通，在把握鞏固教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行英語(yǔ)口語(yǔ)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(wèn)點(diǎn)比較分散，可以依據(jù)學(xué)問(wèn)模塊制作成比較簡(jiǎn)單被同學(xué)把握的5-15分鐘的微課視頻[7]。當(dāng)同學(xué)在課堂上對(duì)某些學(xué)問(wèn)點(diǎn)把握不夠堅(jiān)固的時(shí)候，就可以通過(guò)微課視頻進(jìn)行課下的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。另外，網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)主流MOCK平臺(tái)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(guò)這些網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行自學(xué)和補(bǔ)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(dòng)權(quán)交給同學(xué)，充分發(fā)揮同學(xué)的樂(lè)觀主動(dòng)性，鼓舞同學(xué)自己探究和把握學(xué)問(wèn)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(diǎn)準(zhǔn)時(shí)地反饋給老師，在課堂上就能作出比較有針對(duì)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(shū)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(jìn)行擴(kuò)展學(xué)問(wèn)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?cè)谡n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(shù)、圖等相關(guān)章節(jié)時(shí)，利用動(dòng)畫(huà)、視頻等方式進(jìn)行演示，以此關(guān)心同學(xué)能夠直觀的理解和把握。

4.3實(shí)踐環(huán)節(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程關(guān)鍵在于實(shí)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(jìn)行應(yīng)用，所以課后的實(shí)踐環(huán)節(jié)必不行少。在試驗(yàn)課中，要求同學(xué)在電腦上運(yùn)用英文版的編程環(huán)境來(lái)進(jìn)行相關(guān)的編程和調(diào)試，準(zhǔn)時(shí)地把課堂中所學(xué)的理論應(yīng)用于實(shí)踐中，將抽象化的學(xué)問(wèn)轉(zhuǎn)變?yōu)樵敿?xì)實(shí)際的程序運(yùn)行，這樣可以極大地提高同學(xué)的愛(ài)好。例如，在棧的漢諾塔應(yīng)用、二叉樹(shù)中的HuffMan編碼應(yīng)用、圖的最短路徑應(yīng)用等這些問(wèn)題就可以進(jìn)行編程模擬。同時(shí)，我們激勵(lì)同學(xué)采納不同的算法來(lái)解決相同的問(wèn)題，然后進(jìn)行不同算法之間的比較。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，我們可以由易到難，先進(jìn)行教材中案例的一些驗(yàn)證性試驗(yàn)，然后再進(jìn)行一些擴(kuò)展應(yīng)用案例的設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)使同學(xué)對(duì)理論學(xué)問(wèn)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(yǔ)課程的考核主要分為理論和實(shí)踐兩個(gè)部分。理論部分的考核主要實(shí)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(wèn)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(lái)進(jìn)行考核。實(shí)踐部分的考核主要實(shí)行上機(jī)編程的方式，依據(jù)教學(xué)的主要內(nèi)容，要求同學(xué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行相關(guān)算法的編程實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)個(gè)人或者小組的形式來(lái)綜合考核。同學(xué)的最終成果是理論和實(shí)踐兩部分根據(jù)肯定的比例進(jìn)行綜合，通過(guò)這個(gè)成果從而全面了解同學(xué)對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的把握和應(yīng)用狀況。

5總結(jié)

雙語(yǔ)