以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，開展“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)

王海艷

摘要:本文介紹將科學(xué)發(fā)展觀應(yīng)用于指導(dǎo)我?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)的思路、做法和經(jīng)驗(yàn)。首先對(duì)精品課程、科學(xué)發(fā)展觀的含義進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述,分析了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)現(xiàn)狀,并借鑒有關(guān)高校課程建設(shè)取得的經(jīng)驗(yàn),針對(duì)我?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)存在的問題,提出了我校進(jìn)行“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)可以采取的一些改革措施。

關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);精品課程;科學(xué)發(fā)展觀

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1引言

2007年,胡錦濤總書記在中央黨校省部級(jí)干部進(jìn)修班講話時(shí)首次提出了“科學(xué)發(fā)展觀”。科學(xué)發(fā)展觀,第一要義是發(fā)展,核心是以人為本,基本要求是全面協(xié)調(diào)可持續(xù),根本方法是統(tǒng)籌兼顧。作為?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員,我們深刻體會(huì)出,將科學(xué)發(fā)展觀應(yīng)用于指導(dǎo)課程建設(shè)意義非常重大。

本文借鑒前人已有的成果及經(jīng)驗(yàn),談一談新形勢(shì)下如何將科學(xué)發(fā)展觀應(yīng)用于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)。

2 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”及精品課程簡(jiǎn)介

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,ACM/IEEE CC-2004將它列為核心課程之首。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的主要內(nèi)容為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及核心操作的算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的重要理論技術(shù)基礎(chǔ)。該課程的學(xué)習(xí)效果不僅關(guān)系到許多后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí),也關(guān)系到軟件設(shè)計(jì)水平的提高和專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。課程的培養(yǎng)目標(biāo)是要求學(xué)生學(xué)會(huì)分析、研究計(jì)算機(jī)加工處理的對(duì)象即數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)元素)的特性,以便能根據(jù)其特性選擇恰當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的算法,并初步掌握對(duì)算法的時(shí)間和空間復(fù)雜度的分析。

在全國(guó)高等教育規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)的情況下,為繼續(xù)保持教育質(zhì)量的不斷提高,2003年4月,教育部高教司正式頒布《教育部關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》,啟動(dòng)中國(guó)精品課程建設(shè)項(xiàng)目。

什么是精品課程?美國(guó)課程專家小威廉姆?C?多爾曾指出:未來的課程是一種開放性、互動(dòng)性、自組織的課程。精品課程就應(yīng)該是這樣一種符合課程發(fā)展趨向的課程。精品課程一般包括三個(gè)層次:國(guó)家級(jí)精品課程、省級(jí)精品課程、校級(jí)精品課程。精品課程建設(shè)的最終目標(biāo)是將所有課程變?yōu)榫?。?guó)家教育部對(duì)精品課程所下的定義是:精品課程是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。

2.2 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)現(xiàn)狀分析

目前國(guó)內(nèi)各高等院校中,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程已成為國(guó)家級(jí)精品課程的高校有清華大學(xué)、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)等,還有許多“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程已成為省級(jí)精品課程的高校,正積極投身于國(guó)家精品課程的申報(bào);也有更多已成為校級(jí)精品課程的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)正積極投身于省級(jí)甚至國(guó)家級(jí)精品課程建設(shè)。

綜合分析各有關(guān)高校在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)方面取得的成果,我們不難看出,精品課程建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程,正是由于有關(guān)高校在教材建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容等方面不懈的努力和追求,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程才被定位為具有示范性的精品課程。如在教材建設(shè)方面比較有代表性和影響力的清華大學(xué),從上個(gè)世紀(jì)80年代初期就開始組織教師編寫高質(zhì)量的教材和教輔材料。1987年在對(duì)國(guó)外教材研究的基礎(chǔ)上,嚴(yán)蔚敏老師等編寫并出版了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材,成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教材的翹楚,1990年該教材獲得國(guó)家級(jí)特等獎(jiǎng)?；谡n程目標(biāo)的要求和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,該校課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷改進(jìn)教材的質(zhì)量,該校編寫的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》系列教學(xué)、考研書籍已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)備考“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的考生的首選參考書。

3我?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程建設(shè)

3.1我?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)歷史與現(xiàn)狀

我校的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程開設(shè)于1988年春,當(dāng)時(shí)由于師資力量薄弱,該課程只對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)生開設(shè)。隨著社會(huì)對(duì)信息技術(shù)需求的不斷增強(qiáng),該課程的教學(xué)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,經(jīng)過二十多年的發(fā)展,目前該課程已成為我校一門非常重要的骨干課程。在學(xué)校、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心與重視下,該課程在2006年被評(píng)為省級(jí)二類精品課程,新版的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材被評(píng)為江蘇省高等學(xué)校精品教材,并被列為“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)也由起初的一名教師發(fā)展成為以中青年為主導(dǎo)、具有高學(xué)歷、高素質(zhì)和較強(qiáng)科研水平的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

南京郵電大學(xué)是以工科為主體、以信息學(xué)科為特色的一所培養(yǎng)通信、IT行業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員為主的教學(xué)研究型大學(xué),結(jié)合本校的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo),我們“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極進(jìn)行教學(xué)手段與教學(xué)方法的創(chuàng)新研究,以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為目標(biāo),使學(xué)生掌握本課程要求的基本內(nèi)容、了解該領(lǐng)域內(nèi)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算機(jī)科學(xué)素養(yǎng),提高編程的能力。

然而,與同行相比,特別是那些已經(jīng)被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品課程的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)相比,我們還有很大差距。我們?nèi)绾螌で蟾蟀l(fā)展?這是我們團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員必須認(rèn)真考慮的一個(gè)重要問題。

3.2我?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)現(xiàn)階段存在的問題

結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐,我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)我校“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)現(xiàn)階段存在的主要問題如下:

(1) 課程教學(xué)對(duì)學(xué)生自身的要求相對(duì)于其他課程而言比較高。這種高要求首先體現(xiàn)在學(xué)生不但要掌握基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念及應(yīng)用,而且要在此基礎(chǔ)上結(jié)合C或C++語言進(jìn)行算法描述及算法閱讀分析。同時(shí),該課程需要學(xué)生有較為扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的邏輯推理能力。

(2) 學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力特別是上機(jī)實(shí)踐能力較差制約了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性。許多同學(xué)隨堂聽課時(shí)覺得老師講的內(nèi)容都理解了,但真正遇到利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原理進(jìn)行問題求解時(shí)往往覺得無從下手,對(duì)編程題更有畏難情緒。解題思路不清晰,遇到算法設(shè)計(jì)不知所措,上機(jī)調(diào)試程序更加困難。很多學(xué)生沒有真正掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì),知識(shí)零散,對(duì)學(xué)過的知識(shí)不知如何應(yīng)用。前續(xù)課程掌握不好,比如“高等數(shù)學(xué)”和“離散數(shù)學(xué)”知識(shí)掌握得不到位,程序設(shè)計(jì)語言(如C語言或C++語言)學(xué)得不透。

(3) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及大量的概念、模型及操作算法,較為抽象,晦澀難懂,單純用語言表述或利用幻燈片無法完全將理論知識(shí)很直觀地表現(xiàn)出來,學(xué)生理解起來也非常困難,教學(xué)難度較大。

(4) 存在教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)偏少的矛盾。由于我校以通信為特色,所以許多計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)學(xué)生要學(xué)習(xí)通信類課程,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程課時(shí)相比于其他高校偏少,如本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程除上機(jī)實(shí)踐8學(xué)時(shí)外,只有48學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)時(shí)間,而要在這短短的學(xué)時(shí)內(nèi)將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涉及的主要內(nèi)容、主要思想深入淺出地介紹清楚、完整,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算機(jī)思維能力,并非易事。

此外,由于團(tuán)隊(duì)成員以中青年為主導(dǎo),原有的一些資深教師已經(jīng)退休,教師梯隊(duì)有些青黃不接,導(dǎo)致我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)中缺乏具有知名度和影響力的教授作為帶頭人,這也成為制約我們團(tuán)隊(duì)向更高層目標(biāo)努力的一個(gè)重要因素。

3.3以科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)我?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)

根據(jù)調(diào)研及教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們認(rèn)為:我們的課程建設(shè)應(yīng)該形成以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體的教學(xué)模式,課程建設(shè)應(yīng)與學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究建立密切的聯(lián)系,我們的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)搭建成為教師與學(xué)生“零距離”接觸的有效橋梁,我們的教師應(yīng)具備良好的師德、師風(fēng),勇于進(jìn)取,敢于創(chuàng)新,不斷學(xué)習(xí)新知識(shí),積極投身教學(xué)改革。

針對(duì)存在問題,應(yīng)用科學(xué)發(fā)展觀,我們擬作出或正在進(jìn)行一些改革措施,具體如下:

(1) 精心準(zhǔn)備每節(jié)課,教學(xué)內(nèi)容形散而神不散

教學(xué)實(shí)踐的主要場(chǎng)所是課堂。一個(gè)負(fù)責(zé)任的教師必須對(duì)每一節(jié)課都要認(rèn)真做好備課準(zhǔn)備,而課堂效果好壞卻不是主觀愿望所能決定的,因此,如何達(dá)到好的教學(xué)效果,讓學(xué)生滿意,起到示范性作用,很值得反思和回顧。教師在開課前首先要明確,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的方法和能力。那么,如何把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)核心基石的信息傳遞給學(xué)生,讓學(xué)生感受到它的作用和價(jià)值呢?這個(gè)觀念必須融合在每節(jié)課的教學(xué)環(huán)節(jié)中,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,這門課要學(xué)習(xí)的不僅僅是知識(shí),還包括運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)分析和解決應(yīng)用問題的基本方法。

(2) 以為學(xué)生服務(wù)為宗旨進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的軟件基礎(chǔ)課程,課外練習(xí)是理解和掌握課程內(nèi)容的重要手段?？梢酝ㄟ^以下兩個(gè)環(huán)節(jié)來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)踐能力。

第一,認(rèn)真“洞察”學(xué)生的作業(yè)。

教師必須根據(jù)學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的主要問題及時(shí)進(jìn)行反思,對(duì)教學(xué)效果做出準(zhǔn)確評(píng)估,然后采取適當(dāng)措施,切實(shí)調(diào)整教學(xué)策略,糾正教學(xué)過程中的不足之處。例如,通過批改學(xué)生的作業(yè),我們發(fā)現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生對(duì)二叉樹和森林的遍歷和轉(zhuǎn)換掌握得不好,還存在模糊之處,因此在復(fù)習(xí)時(shí)就強(qiáng)化了這一部分的練習(xí),用精練的語言總結(jié)出瑯瑯上口的規(guī)則,深化了學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的理解。

第二,認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生“大膽”進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐。

上機(jī)實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生的一種綜合訓(xùn)練。通過上機(jī)實(shí)驗(yàn),學(xué)生在數(shù)據(jù)元素的物理表示、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇和應(yīng)用、算法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)等方面更容易加深理解。我們發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生的編程能力不強(qiáng),原因是編程方面的訓(xùn)練較少,特別是對(duì)算法設(shè)計(jì)有較大的畏懼心理。我們首先明確地告訴學(xué)生,進(jìn)行實(shí)踐的目的絕不是培養(yǎng)程序員,而是運(yùn)用簡(jiǎn)明的C/C++語言驗(yàn)證和體會(huì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論方法。這樣,我們一邊打消學(xué)生對(duì)上機(jī)的顧慮,一邊提供大量的經(jīng)典源代碼供學(xué)生學(xué)習(xí)模仿,并發(fā)動(dòng)學(xué)生組成課外小組或參加校級(jí)或省級(jí)ACM編程大賽,積極開展網(wǎng)上討論,交流編程心得和技巧,引導(dǎo)學(xué)生形成進(jìn)行編程水平的良性競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)氣。通過這些有效途徑,提高了學(xué)生編寫和運(yùn)用程序的能力。

(3) 通過網(wǎng)絡(luò)等手段加強(qiáng)師生聯(lián)系,注重師生之間的互動(dòng)

作為一名教師,應(yīng)該能夠及時(shí)地對(duì)同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中遇到的問題給以準(zhǔn)確的意見和建議,這需要教師和學(xué)生之間能夠很順暢地進(jìn)行溝通。然而,現(xiàn)階段由于我校學(xué)生位于仙林,教師除了上課及答疑時(shí)間一般很少有機(jī)會(huì)與學(xué)生親切接觸,所以,我們提倡借助QQ或飛信、教學(xué)網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)手段加強(qiáng)師生聯(lián)系,確保教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),通過老師的及時(shí)指導(dǎo)來減少學(xué)生走彎路的可能性。

(4) 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),提高教師教學(xué)水平

第一,培訓(xùn)教師教書的能力。

教學(xué)是一門藝術(shù)。目前我校從事該課程教學(xué)的老師大多畢業(yè)于計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)口的高等院校,雖然他們必須參加短期崗前培訓(xùn),但由于他們一般都是從學(xué)校走進(jìn)學(xué)校,其教學(xué)存在著很多的盲目性,缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此,加強(qiáng)教學(xué)基本理論的學(xué)習(xí),對(duì)新任課教師進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)勢(shì)在必行。這不僅需要學(xué)校組織定期的一般性教育理論學(xué)習(xí),更要督促教師進(jìn)行教學(xué)反思,特別是要有針對(duì)性地提高所授課程的教學(xué)能力。

第二,創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓教師接受定期培訓(xùn)或進(jìn)修。

根據(jù)計(jì)算機(jī)學(xué)科自身發(fā)展的特點(diǎn),“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的內(nèi)涵也會(huì)有一些更新,我們的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理念也應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整,我們應(yīng)定期組織教師參加該課程的研討與培訓(xùn),與時(shí)俱進(jìn),保持課程教學(xué)的先進(jìn)性。此外,針對(duì)我們梯隊(duì)中青年教師占絕大多數(shù),為建設(shè)合理的梯隊(duì),我們還要多給青年教師創(chuàng)造培養(yǎng)機(jī)會(huì),提供出國(guó)進(jìn)修或深造機(jī)會(huì),促進(jìn)他們?cè)缛粘砷L(zhǎng)、成熟,成為同行中的領(lǐng)軍人。

4總結(jié)

科學(xué)發(fā)展觀是一個(gè)普適的概念,它不僅適應(yīng)于指導(dǎo)國(guó)民建設(shè),也適應(yīng)于課程建設(shè)。精品課程建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工

程,需要教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員一代人甚至幾代人多年的努力。我們相信,以科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)我校的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè),在學(xué)校的關(guān)心和支持下,我們的教學(xué)團(tuán)隊(duì)一定能勇于創(chuàng)新,不斷豐富課程建設(shè)內(nèi)涵、開拓發(fā)展思路,以學(xué)生為服務(wù)根本,將該課程建設(shè)成為具有先進(jìn)性和示范性的精品課程。

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Constructing “Data Structure” Excellent Course based on the Scientific Concept of Development

WANG Hai-yan

(College of Computer Science, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing 210003, China)

Abstract: This paper applies the scientific concept of development into the construction of “data structures” excellent course. After a comprehensive review of the meaning of excellent course and the insight of scientific concept of development, a detailed analysis of the development status about “data structure” excellent course is given. Based on the experience we can learned from our predecessors engaged in the construction of “data structure” excellent course and aiming at solving the problems during our construction of excellent course at our university, some practical reform measurements are presented.

Key words: Data Structure; excellent course; scientific concept of development