[ＮＴｅＱ模式在数据结构课程中的应用]在数据结构课程的应用
时间：2018-12-27 03:32:49 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 信息技术与学科课程整合是实现教育信息化的重要途径，近几年已成为教育研究领域的一个热点问题。NTeQ教学模式是一种将信息技术与课程整合的教学模式，它指导教师制定基于问题的整合课堂教学计划。本文通过对此模式的介绍和此模式在数据结构课程中的应用，引导教师如何制定教学计划，以及在教学过程中如何进行有效的整合教学。
关键词： NTeQ模式 教学设计整合教学研究
1.引言
NTeQ的含义是“整合技术促进探究”（iNtegrating Technology for inQuiry），是由美国孟菲斯大学的Gary R.Morrison教授和Deborah L.Lowther教授首先提出的。该模式是信息技术与课堂教学整合的实用模式，它真正实现将信息技术作为教师教的工具和学生学的工具。NTeQ模式以学生和课程目标作为出发点，从学习理论、学习目标、课程内容及学习方式等方面入手，选择适当的计算机技术，将信息技术与课程整合的规划过程详细地体现出来，从而能够帮助教师在做教学设计时有一个清晰的设计思路。
2.NTeQ模式的操作步骤
按照NTeQ模式的思路，创建一个将计算机技术整合到课堂教学的单元计划需要10个步骤，如图1所示。
2.1制定目标
教师的每一个课程计划的列出都是从学习目标开始的。一般根据课程大纲要求，结合学生的认知结构及内容特点，制定出学生在不同阶段应达到的目标。
2.2计算机功能
教师在课前应充分考虑需要用到的计算机功能，并选择合适的功能来辅助完成教学目标。例如学生需要使用互联网或者教学光盘搜索相关资料，因此连通的网络和光驱是必需的；学生在数据分析时可能用到电子表格、数据库和图表等，还可能会创建文档，编辑图片、绘图等，这就需要安装相应的Office组件和其他应用软件。
2.3确定问题
问题是在教学目标的基础上提出来的，教师在向学生陈述问题时要讲究艺术性［１］，从学生的角度考虑，问题要来自现实世界，具有真实性，也可以围绕教学目标引导学生自己提出问题，教师指导学生制定行动计划，让学生通过自主、探究的学习活动来解决。
2.4处理数据
在处理数据阶段，教师要明确学生将如何解决问题，也就是教学目标将如何成功的实现过程。
2.5显示结果
学生的学习结果展示有多种方式，有打印稿、口头陈述、Web页、幻灯片演示、海报等，教师可以根据教学目的和教学时间的不同选择不同的展示方式。
2.6评估
NTeQ教学模式中替代性评估弥补了传统评估的不足，不仅能让教师掌握学生的学习情况，还能做到因材施教。选择评估内容，如测验、演示报告等，采用任务列表或量规等评价工具，根据教学目标设计评价量规，为行为标准分配分数级别［２］。
2.7支持性活动
计算机是用来辅助教学的，在教学过程中有时仅靠计算机不能完成整个教学活动，有的教学活动本身不适合使用计算机，需要在教学过程中借助支持性活动，如相关阅读、小组讨论等。
2.8准备活动
考虑学生在使用计算机时将开展哪些活动，以什么方式开展活动，是自主学习还是合作学习。教师的活动设计必须紧紧围绕教学目标和中心问题展开。
2.9结束活动
教师对结束活动也需要精心准备，准备好响应的问题以引导学生进行活动反思，从而加深他们的学习过程。
2.10技术整合活动
考虑学生在使用计算机时将开展哪些活动，以什么方式开展活动（是自主学习还是合作学习）。教师的活动设计必须紧紧围绕教学目标和中心问题展开。
3.教案示例
NTeQ教学模式应用方便，教师按照NTeQ教学模式的步骤进行教学设计即可。下面是对计算机本科专业《数据结构》课程排序章节采用NTeQ教学模式进行教学设计的教案。
3.1基本内容
本章主要讨论比较各种内部排序方法――插入排序、交换排序、选择排序、归并排序和基数排序的基本思想、算法特点、排序过程，以及它们的时间复杂度分析。在每类排序方法中，从简单方法入手，重点讨论性能先进的高效方法（如插入排序中的希尔排序、交换排序中的快速排序、选择排序中的堆排序等）。
3.2学习目标
学习目标A：掌握每一种排序方法的机理；
学习目标B：深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点，并能加以灵活应用；
学习目标C：掌握各种排序方法的算法描述及时间复杂度的分析；
学习目标D：理解排序方法“稳定”或“不稳定”的含义，清楚在什么情况下要求应用的排序方法必须是稳定的。
3.3资源列表
3.3.1网络资源列表。
A.吉林大学“数据结构”精品课程
http：//202.198.16.51/wangluo/xueyuan/wangluoxuexi/01.dkch/selected.jsp
B.西北大学“数据结构”精品课程
http：//jpkc.nwu.省略/datastr/
C.西安石油大学“数据结构”精品课程
http：//jpkc.dept.xsyu.省略/shujujiegou/index.htm
D.浙江师范大学“数据结构”精品课程
http：//teacher.省略/quyt/
3.3.2文章列表。
A.数据结构中典型排序算法性能分析（PDF文件）
B.一个比快速算法更快的算法（PDF文件）
C.摇动排序算法性能的研究（PDF文件）
D.奇偶交换排序算法性能的研究（PDF文件）
3.4技术与工具
A.Microsoft PowerPoint
B.Microsoft Word
C.IE浏览器或其他浏览器
D.Macromedia Flash MX
E.Microsoft Visual C++6.0
3.5多维活动
3.5.1活动1：内容的讲解。
在这个活动里，教师讲解排序方法的基本分类及分类所依据的原则。插入排序、交换排序、选择排序和归并排序的基本思想和各类排序方法中的简单排序法的排序过程通过Flash动画演示。插入排序类中的直接插入排序、选择排序类中的简单选择排序和堆排序、交换排序类中的快速排序等排序方法的实现、算法即算法分析是本章教学中的难点和重点。
在讲授各种排序方法的同时，提醒学生注意排序方法的稳定性问题。即对于具有同一排序码的多个记录来说，若采用的排序方法使排序后记录的相对次序不变（即前面的仍在前面，后面的仍在后面，当然由远邻变相邻），则称此排序方法是稳定的，否则称为不稳定的。
3.5.2活动2：内部排序方法的比较。
此活动通过上机操作深化学生对各种排序方法的理解和掌握。
上机内容为对6种常用的内部排序算法进行比较：直接插入排序、简单选择排序、堆排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序。已知待排序的表长不小于100，其中的数据要用伪随机数产生程序产生，至少要用5组不同的输入数据作比较，比较的指标为有关键字参加的比较次数和关键字的移动次数。最后要求对结果做出简单分析，包括对各组数据得出结果波动大小的解释。
本活动的主要工作是设法在已知算法中的适当位置插入对关键码的比较次数和移动次数的计数操作。程序还可以考虑几组数据的典型性，如，正序、逆序和不同程度的乱序。调试的时候可以采用分块调试的方法。
3.6评价
对于学生的评价主要包括以下几个方面：
3.6.1完成上机实验要求，程序调试成功，运行结果正确。
3.6.2能对结果进行合理分析。
3.6.3提出创新思路或对现有程序有所改进。
3.6.4成果展示（作业、实验报告等）内容完整，材料齐全。
4.教学过程中几点需注意的问题
教师在教学过程中要充分发挥NTeQ教学模式的作用，必须注意以下几个问题：
4.1明确教师的主导和引导角色
传统的教学，只要教师带着已经精通的教学内容走进教室，再拿起粉笔和张开嘴就能开始课堂的进行。而现在要求教师作为学习促进者的角色设计教学计划，要求将技术整合到教学活动中，引导学生不仅要掌握教学内容，还能通过其他的手段在加强掌握知识的同时熟练使用计算机的应用软件和开发软件。
4.2教学环境的准备
教师在教学设计时，应根据不同的教学内容准备好教学环境。例如在讲授栈的应用时，可以通过演示小运用程序汉诺塔来阐释栈在递归调用中的使用，如图2所示。
4.3正确使用信息技术
NTeQ教学模式强调以学为主、以计算机为辅来解决问题，并且在解决问题的过程中不断学习。但是应注意到信息技术只是加强教学效果的手段，而更为重要的是教师如何引导学生学会怎样思考，即通过信息技术的使用解决问题而不是单纯地操作计算机。
5.结语
从上面的教学设计中可以看出，采用NTeQ教学模式进行教学，不仅可以提高学生掌握课程基本内容，还可以让学生在掌握学科知识的同时学会思考，提升学习的主动性。
教学有法但无定法。当使用一种新模式时，我们只能在摸索中前进。NTeQ模式是国外教育专家首创的，由于国外教育方式与我国有着很大的区别，因此在运用该模式的时候，要从我国的教学环境出发，根据所在院校的条件，制定出符合教学对象的教学模式。
在信息技术与《数据结构》课程的整合教学研究中，作为教学研究方案的设计者和实施者，笔者在教学实践过程中不仅开拓了视野，而且激发了探索各种教学模式的热情，更认识到教学研究的开展和深入是自身不断发展和完善的过程。
参考文献：
［1］张建伟.基于问题解决的知识建构［J］.教育研究，2000，（10）.
［2］莫里森，劳德著.顾小清等译.计算机技术与课堂教学的整合［M］.北京：中国轻工业出版社，2005.
