應用型本科數據結構課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐論文

　　摘要:應用型本科課程建設是我國高等教育的薄弱環(huán)節。本文在多方位研究了應用型本科特點(diǎn)之后，結合長(cháng)期從事應用型本科教學(xué)工作的經(jīng)驗和體會(huì )，重點(diǎn)論述了應用型本科“數據結構”課程的課程建設和教研教改問(wèn)題，并簡(jiǎn)要介紹了作者所在學(xué)校的一些做法。

　　關(guān)鍵詞:應用型本科 數據結構 課程建設 教學(xué)改革

　　“數據結構”是計算機科學(xué)課程體系中的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎課程。我國“數據結構”課程的開(kāi)設始于20世紀80年代初期，第一本教材是清華大學(xué)出版社1981年出版的嚴蔚敏教授組織編寫(xiě)的《數據結構》。經(jīng)過(guò)近三十年的建設，涌現出了許多版本的好教材和多門(mén)國家級精品課程。缺憾的是能很好地適應應用型本科教學(xué)的數據結構教材很少；數據結構國家級精品課程都是一本招生的重點(diǎn)大學(xué)課程，沒(méi)有一門(mén)二本、三本招生的應用型本科課程。我國的高等教育成功的從精英教育轉型到大眾教育，應用型本科的教材建設和課程建設是擺在我們面前刻不容緩急需解決的重大課題。

　　我校數據結構課程組經(jīng)過(guò)十多年的建設取得了較好的效果，1999年“數據結構”課程評為省級優(yōu)秀課程，2007年“數據結構”課程評為省級精品課程。建立了比較完備的教育資源，其中素材類(lèi)教育資源有:試題庫、試卷素材、媒體素材、文獻素材、課件素材、案例素材和常見(jiàn)問(wèn)題素材等等；根據教學(xué)的需要本課程已經(jīng)建立了多媒體課件、CAI課件、無(wú)紙化考試系統等。建立了“數據結構”教學(xué)網(wǎng)站，網(wǎng)站上的教學(xué)資源豐富，有教學(xué)方法、教學(xué)管理、教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、多媒體課件、習題、教案、講稿和授課錄象等網(wǎng)上資源，已供學(xué)生自學(xué)使用。本文就應用型本科數據結構課程建設，結合我校的教學(xué)改革研究與實(shí)踐談一點(diǎn)看法，供同仁參考。

　　1應用型本科的特點(diǎn)

　　應用型本科與重點(diǎn)大學(xué)的研究型本科有著(zhù)很大的不同，除了在生源、師資、教學(xué)條件等方面的較大差別外，主要有以下幾個(gè)方面。

　　1.1多樣性

　　研究型本科承擔社會(huì )所需要的創(chuàng )新型、理論性人才的培養和基礎性、原創(chuàng )性科學(xué)研究任務(wù)；而應用型本科則承擔社會(huì )各種各樣人才需求的培養任務(wù)，尤其是適應經(jīng)濟發(fā)展需要的實(shí)踐應用型人才培養的任務(wù)。其實(shí)，應用型人才更多的體現為一種人才培養目標的類(lèi)型結構而不是層次結構，這種應用性表現在多方面，也可以區分為學(xué)術(shù)型、工程型、技術(shù)型和技能型等四種應用性人才類(lèi)型，學(xué)術(shù)型人才的主要任務(wù)是探索和發(fā)現新原理，研究客觀(guān)規律，將客觀(guān)規律轉化為科學(xué)原理和學(xué)科體系；工程型人才則主要從事將科學(xué)原理及學(xué)科體系知識轉化為設計方案或設計圖紙；技術(shù)型人才主要從事將設計方案與圖紙轉化為產(chǎn)品；技能型人才則主要依靠熟練的操作技能來(lái)具體完成產(chǎn)品的制作。

　　1.2綜合性

　　應用型本科人才應該是和諧發(fā)展的高素質(zhì)應用型人才，高素質(zhì)應用型人才不僅要有一定的理論知識，同時(shí)還要有較強的理論技能；不僅要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎知識，還需要有過(guò)硬的應用性知識、一定的科學(xué)人文知識和相關(guān)的財務(wù)、管理和人際方面的知識。高素質(zhì)應用型人才不僅要有一定的操作實(shí)踐能力，還要有較強的創(chuàng )新能力。更要具有較強的理論知識和技術(shù)的應用能力，要培養學(xué)生構建應用知識進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新和技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)的能力、科學(xué)研究的能力。應用型人才不僅要有較高的專(zhuān)業(yè)素養，還要有一定的非專(zhuān)業(yè)素養。應用型本科教育要避免“重專(zhuān)業(yè)技能、輕綜合素養”、過(guò)分重視人的技術(shù)價(jià)值、工具價(jià)值，忽視人自我發(fā)展的價(jià)值，要把片面強調學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)轉變?yōu)榧嬷鼐C合素質(zhì)。

　　1.3技能性

　　應用型本科人才，以能力培養為重心構建教學(xué)體系，建立以社會(huì )適應性為核心的教育質(zhì)量觀(guān)和人才觀(guān)。我們必須圍繞應用型本科人才知識、能力、素質(zhì)和諧發(fā)展的目標要求，以能力培養為重心，構建相對獨立、內在統一的人才培養體系。必須打破傳統的研究型人才培養的教學(xué)體系，確定理論與技能的深度和廣度，整合教學(xué)內容，在教學(xué)過(guò)程中把傳授知識、培養能力、提高素質(zhì)有機地結合起來(lái)，體現多層次、個(gè)性化的培養特征，構建和完善以提高基礎理論和基礎知識為目標的理論課程體系，以提高基本技能與專(zhuān)業(yè)技能為目標的實(shí)踐課程體系，提高綜合能力和拓展專(zhuān)業(yè)外延為目標的素質(zhì)拓展體系，構成人才培養的主體框架。

　　1.4實(shí)踐性

　　高級應用型本科人才培養模式有別于研究型大學(xué)和中國傳統的專(zhuān)科教育。其顯著(zhù)特征是工程教學(xué)與工程實(shí)訓相結合，使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐獲得工程技術(shù)人員的初步訓練，為受教育者未來(lái)的自主擇業(yè)和自主創(chuàng )業(yè)奠定基礎。根據應用型本科人才多層次、多元化的能力特點(diǎn)，需要構建分類(lèi)設計、分層施教、分步實(shí)施、獨立設置的選修與必修相結合的實(shí)踐教學(xué)體系。圍繞著(zhù)社會(huì )對人才的創(chuàng )新、創(chuàng )業(yè)精神和實(shí)踐能力的要求，需要構建從課堂內系統的、綜合性的實(shí)踐技能訓練到課外的自助式開(kāi)放實(shí)驗、貫穿校內學(xué)習全過(guò)程的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)拓展訓練和校外實(shí)習相結合的培養體系。

　　1.5生產(chǎn)服務(wù)性

　　應用型本科的發(fā)展不同于研究型本科的追求以研究生培養為主，以原創(chuàng )性、基本性理論研究為主旨的發(fā)展路徑；也不同于我國傳統的高等教育以學(xué)術(shù)性本科生培養為主，以研究型大學(xué)為發(fā)展目標和參照依據的辦學(xué)模式，而是在強調必須的學(xué)術(shù)性和基礎理論性的同時(shí)，要更加強調面向市場(chǎng)現實(shí)需要和學(xué)生的實(shí)際與未來(lái)發(fā)展需求，主動(dòng)積極的為地方經(jīng)濟建設和區域社會(huì )與行業(yè)發(fā)展服務(wù)，以服務(wù)求支持，以貢獻求發(fā)展。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作教育培養高技能應用型人才的同時(shí)要積極從事應用技術(shù)研究和實(shí)踐開(kāi)發(fā)研究，積極致力于把原創(chuàng )性研究成果和學(xué)術(shù)性實(shí)驗成果直接推向市場(chǎng)，轉化為現實(shí)生產(chǎn)力和直接貢獻力。

　　2應用型本科數據結構課程建設問(wèn)題

　　2.1課程目標側重問(wèn)題

　　應用型本科的特點(diǎn)決定了其數據結構課程建在課程目標和要求等諸多方面與研究型本科有著(zhù)不同的側重。數據結構課程介紹程序數據的結構、組織和管理技術(shù)以及在此基礎上的算法設計與分析技術(shù)，不僅為后續課程操作系統、編譯原理、數據庫原理、軟件工程、人工智能、計算機圖形學(xué)、計算機輔助設計、多媒體技術(shù)等課程提供必要的知識準備，更重要的是可以提高學(xué)生軟件分析、設計、編程和數據組織的能力。研究型本科側重與數據對象的特性、算法分析等數據結構理論問(wèn)題的研究，注重理論的系統性、完整性和探索新結構新方法的創(chuàng )新性；而應用型本科則側重數據的邏輯結構、存儲結構和在特定結構基礎上的算法實(shí)現，注重結構的特性、算法的效率性和在實(shí)際問(wèn)題中選擇結構與算法的應用性。應用型本科數據結構課程的目標、要求和側重決定了應用型本科數據結構課程建設在教材建設、課程設計、實(shí)驗環(huán)節、師資隊伍建設等方面應該有著(zhù)與研究型本科不同的特色。

　　然而，在近些年我國推行的高等教育質(zhì)量工程中，應用型本科教育卻是被忽視了的薄弱地帶。國家精品課程建設，只區分本科和高職高專(zhuān)兩部分，結果是本科部分基本上讓本一批招生的重點(diǎn)高校包攬，數據結構國家級精品課程全部是重點(diǎn)高校包攬。國家“十一五規劃教材”也是如此，數據結構教材入選者全部是研究型重點(diǎn)高校的教材，國家級教學(xué)成果獎、國家級教學(xué)名師對于應用型本科高校來(lái)說(shuō)更是稀缺。這些都嚴重影響和制約著(zhù)應用型本科高等教育的發(fā)展，影響和制約著(zhù)應用型本科教育質(zhì)量和教學(xué)效果的提高，也影響和制約著(zhù)應用型本科的數據結構課程的建設。

　　2.2教材偏重理論問(wèn)題

　　教材是保證教學(xué)質(zhì)量與效果的前提�？v觀(guān)我國學(xué)者出版的數據結構課程教材，其中不乏許多有特色的好教材，如清華大學(xué)嚴蔚敏教授組織編寫(xiě)的《數據結構》等國家“十一五”規劃教材。然而，這些教材理論性都比較強，對于應用型本科使用不夠理想。針對應用型本科特點(diǎn)，出版一套教材體系科學(xué)、面向大學(xué)二本三本學(xué)校學(xué)生、側重應用性、教學(xué)內容與應用實(shí)例有機融合、符合應用性本科特點(diǎn)的數據結構教材，是應用型本科數據結構課程建設的首要問(wèn)題。

　　2.3教學(xué)實(shí)踐環(huán)節的設計問(wèn)題

　　數據結構課程的難點(diǎn)在于學(xué)生聽(tīng)得懂、看的明白，但當動(dòng)手設計算法，解決實(shí)際應用問(wèn)題時(shí)會(huì )感到無(wú)從下手。該課程一般在本科低年級開(kāi)設，對于僅學(xué)過(guò)一門(mén)高級程序設計語(yǔ)言的學(xué)生，理解和掌握其中的原理比較困難。學(xué)生在學(xué)習時(shí)，對“數據結構”在計算機科學(xué)的算法理論和軟件設計中的重要性認識不足，缺乏學(xué)習興趣和學(xué)習動(dòng)力。針對這些問(wèn)題，注重課程設計、課程實(shí)驗等實(shí)踐環(huán)節設計是提高課程教學(xué)效果的主要措施。要精心選擇與課程教學(xué)內容密切相關(guān)的典型案例，通過(guò)典型案例培養學(xué)生獨立分析解決問(wèn)題的能力�？砂颜n程必須掌握的技能點(diǎn)設定為必修實(shí)驗(設計)，對于技能延伸性技能點(diǎn)設為選做實(shí)驗(設計)，供學(xué)生自由選擇，給學(xué)生以個(gè)性化發(fā)展的空間。以基礎性與先進(jìn)性、綜合性相結合為原則，篩除部分傳統課程體系內的驗證性經(jīng)典實(shí)驗，加大綜合性或設計性實(shí)驗數量，通過(guò)實(shí)踐環(huán)節，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，強化學(xué)生的創(chuàng )新能力、技術(shù)開(kāi)發(fā)能力培養。在實(shí)驗教學(xué)的方式上，要注重因果式引導、成果型訓練，刺激學(xué)生的成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣與鉆研的好奇心。這種全方位、立體化、系統規范的培養模式創(chuàng )新和實(shí)踐，可使所培養人才符合社會(huì )對創(chuàng )新型、創(chuàng )業(yè)型人才的需要。

　　2.4考核與平臺問(wèn)題

　　在課程考試考核環(huán)節設計上，既要考核基本理論的掌握程度，更要考核實(shí)驗實(shí)踐能力和開(kāi)發(fā)設計能力。在教學(xué)資源平臺建設上，既要建設一般性常規教學(xué)資源，還要考慮充分利用網(wǎng)絡(luò )等現代化教學(xué)手段建設優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)資源。在師資隊伍建設上，既要考慮有研究型本科師資具備的較扎實(shí)的理論基礎，又要考慮有應用型本科師資必備的較強的工程技術(shù)和應用研究開(kāi)發(fā)能力。

　　3我校的數據結構課程建設

　　我校數據結構課程課程組不斷探索教學(xué)手段和教學(xué)改革的新思路，經(jīng)過(guò)十多年的建設取得了較好的效果，1999年“數據結構”課程評為省級優(yōu)秀課程，2007年“數據結構”課程評為省級精品課程。我們的主要做法是:

　　3.1重視教材建設

　　2000年在華東地區計算機基礎教育研究會(huì )的組織下，主持編寫(xiě)了《數據結構——用C語(yǔ)言描述》和《數據結構習題解析與上機實(shí)驗指導》等教材，該教材一經(jīng)使用就受到各校師生的一致好評，2006年發(fā)行了第二版，累計發(fā)行83000冊。2006年還應清華大學(xué)出版社邀請，針對應用型本科的特點(diǎn)主持編寫(xiě)了高等院校信息技術(shù)規劃教材《算法與數據結構》、配套輔導與實(shí)驗教材《數據結構學(xué)習輔導》和《算法與數據結構習題精解和實(shí)驗指導》，已發(fā)行31500冊。有關(guān)專(zhuān)家的評價(jià)是:“教材體系科學(xué)，面向大學(xué)二本、三本學(xué)校學(xué)生側重應用性，教學(xué)內容與應用實(shí)例有機融合符合應用性本科特點(diǎn)，有助于培養學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的思維能力和創(chuàng )新能力；教材內容新信息量大，融入最新科研成果內容，很好地體現了該課程內容的基礎性與先進(jìn)性�！�

　　3.2重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節

　　學(xué)校在數據結構課程設計和上機實(shí)驗課的內容設計與方法改革等方面做了大量的工作。精心設計實(shí)驗案例和課程設計案例，出版《數據結構習題解析與上機實(shí)驗指導》、《算法與數據結構習題精解和實(shí)驗指導》教學(xué)參考書(shū)籍，實(shí)行開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)改革，引進(jìn)軟件企業(yè)培訓軟件開(kāi)發(fā)項目驅動(dòng)，這些措施有效地保證了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

　　3.3重視教學(xué)教改研究

　　課程組成員積極參加教研教改活動(dòng)，積極參加各種教學(xué)研討會(huì )議，經(jīng)常性的總結和交流教育教改經(jīng)驗體會(huì )。先后主持和參與“計算機科學(xué)與技術(shù)課程CAI特性的研究和CAI軟件包研制”、“軟件人才培養實(shí)踐教學(xué)體系的建立與實(shí)施”等省校級教改項目十多項，發(fā)表教研教改論文二十多篇�！皵祿�結構課程建設”、“數據結構教材”、“高等學(xué)校高級語(yǔ)言程序設計課程教學(xué)改革與實(shí)踐”、“開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)踐”等十多項教學(xué)成果獲得校級以上教學(xué)成果獎。

　　3.4重視教學(xué)資源建設

　　搭建數據結構課程資源平臺，為學(xué)生提供更多更好的學(xué)習途徑。我們除了在清華大學(xué)出版社網(wǎng)站和中國水利水電出版社網(wǎng)站掛出電子教案和多媒體課件外，還專(zhuān)門(mén)建立了數據結構精品課程網(wǎng)站，提供教學(xué)方法、教學(xué)管理、教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、多媒體課件、習題、教案、講稿和授課錄象等網(wǎng)上資源。這些教學(xué)資源有效地改善了學(xué)生的學(xué)習條件，方便了學(xué)生的學(xué)習需要。

　　3.5重視師資隊伍建設

　　課程組一直都很重視教學(xué)梯隊建設，目前已形成有3位教授、3位副教授、3位講師的具有較高學(xué)術(shù)水平的課程教學(xué)團隊。團隊中有3位博士(含1位在讀博士生)，省級優(yōu)秀中青年骨干教師1名，1人入選省百千萬(wàn)人才工程，多人主持或承擔省級以上科研項目，發(fā)表具有較高學(xué)術(shù)水平的學(xué)術(shù)論文(SCI/EI收錄)30多篇，多人參加國內外主辦的國際學(xué)術(shù)會(huì )議報告交流學(xué)術(shù)論文。師資隊伍科研水平的提高，有效地保證和促進(jìn)了課程教學(xué)水平的提高，對提高教學(xué)質(zhì)量和效果產(chǎn)生了積極的作用。

　　4結語(yǔ)

　　應用型本科承擔著(zhù)社會(huì )各種各樣人才的培養任務(wù)，招生量大、影響面廣，應當引起社會(huì )各界尤其是各級教育管理部門(mén)的重視。應用型本科課程建設在質(zhì)量工程中被忽視或弱化，是一個(gè)應當盡快引起教育界重視的重大問(wèn)題。數據結構課程在計算機科學(xué)課程體系中占據著(zhù)十分重要的核心位置，應用型本科數據結構課程的建設任務(wù)任重而道遠。

　　參考文獻:

　　[1]寧正元，王秀麗，林大輝.算法與數據結構[M].北京:清華大學(xué)出版社，2006.

　　[2]寧正元，王秀麗，林大輝.算法與數據結構習題解析和實(shí)驗指導[M].北京:清華大學(xué)出版社，2007.

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