應(yīng)用型本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革

余鵬

（湖北大學(xué)知行學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系，湖北武漢 430011）

應(yīng)用型本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革

余鵬

（湖北大學(xué)知行學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系，湖北武漢 430011）

應(yīng)用型本科院校建設(shè)是我國(guó)高等教育改革中的一個(gè)重要目標(biāo)。我院作為湖北省首批應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型的試點(diǎn)院校，經(jīng)過(guò)五年的努力，在專業(yè)建設(shè)、課程改革以及實(shí)踐性教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)等方面做出良好的成績(jī)，取得好的教學(xué)效果。本文作者結(jié)合在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，重點(diǎn)論述了應(yīng)用型本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的課程建設(shè)和教研教改問(wèn)題，并介紹作者所在學(xué)院的一些做法。

應(yīng)用型本科；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程建設(shè)；教學(xué)改革

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅是程序設(shè)計(jì)的重要理論基礎(chǔ)，而且是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和大型應(yīng)用軟件的重要理論基礎(chǔ)。因此，該課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量將直接影響計(jì)算機(jī)軟件系列課程的學(xué)習(xí)效果。鑒于《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程在計(jì)算機(jī)課程體系中如此重要的地位，我系特別重視該課程的教學(xué)建設(shè)和改革。如何針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)搞好課程教學(xué)，一直是我們努力實(shí)踐探索的目標(biāo)。幾年來(lái)，在校、系領(lǐng)導(dǎo)的高度重視下，經(jīng)課程組全體教師的共同努力，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的課程教學(xué)建設(shè)和改革取得了顯著成效。

1 學(xué)生特點(diǎn)的分析

獨(dú)立學(xué)院在三本批次招生，因此與一本、二本的學(xué)生相比，有其特殊的群體特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，錄取線低，基礎(chǔ)知識(shí)薄弱。雖然說(shuō)高考的成績(jī)并不能完全反映出一個(gè)人的學(xué)習(xí)能力，但在很大程度上反映出獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的總體成績(jī)并不高，大多數(shù)學(xué)生在中學(xué)階段的文化基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程對(duì)數(shù)學(xué)有一定要求，這就增大了學(xué)習(xí)的難度。第二，學(xué)生的思想活躍，但學(xué)習(xí)自律性不高。大多數(shù)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的家庭條件都相對(duì)較好，這種孩子通常見多識(shí)廣，視野較為開闊，社會(huì)活動(dòng)能力較強(qiáng)；但優(yōu)越的條件也使得他們?cè)趯W(xué)習(xí)中缺乏吃苦的精神，存在畏難情緒。第三，學(xué)生的水平參差不齊。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生來(lái)自不同省份，存在地域性差異，給教學(xué)增加了難度。第四，學(xué)生對(duì)理論缺乏興趣，喜歡動(dòng)手。學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)較差，難于理解較深?yuàn)W枯燥的理論。另一方面他們喜歡動(dòng)手，對(duì)工程應(yīng)用感興趣。

2 應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的目標(biāo)

國(guó)內(nèi)獨(dú)立學(xué)院經(jīng)過(guò)不斷摸索、不斷進(jìn)步，其管理體系不斷完善，人才培養(yǎng)目標(biāo)也更加明確。各獨(dú)立學(xué)院公開的資料顯示，多數(shù)高校都將人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為“應(yīng)用型”人才，即經(jīng)過(guò)4年的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了懂基本的理論知識(shí)外，關(guān)鍵是“懂技術(shù)，能做事”。顯然，要培養(yǎng)應(yīng)用型人才，必須加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，增加學(xué)生參與實(shí)際項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，提高學(xué)生動(dòng)手能力。

我們學(xué)院秉承“厚德載物，認(rèn)知踐行”的育人理念，以培養(yǎng)“基礎(chǔ)知識(shí)面寬，實(shí)踐能力強(qiáng)，服務(wù)于生產(chǎn)、管理第一線的高級(jí)應(yīng)用型人才”為目標(biāo)，積極探索和改革應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程體系改革

3.1 制定適合應(yīng)用型本科培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)大綱

針對(duì)獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生講授《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》這門課不能過(guò)多偏重理論教學(xué)，而要放在“實(shí)用、夠用”上面，放在算法理論結(jié)合的算法的設(shè)計(jì)和開發(fā)上。

3.2 選擇恰當(dāng)?shù)慕滩?/h3>

給計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開課一般選擇的教材是清華大學(xué)出版社出版的嚴(yán)蔚敏、吳偉民編著的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》。這本教材編寫注重算法的設(shè)計(jì)，實(shí)際例題較少，并不完全適合獨(dú)立學(xué)院學(xué)生。我們選擇了李春葆主編的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程（第五版）》，該本教材有配套的教學(xué)視頻，教學(xué)資源，動(dòng)用了微課慕課等先進(jìn)的教學(xué)手段，使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)變得生動(dòng)靈活。同時(shí)我們團(tuán)隊(duì)也在編寫適合于獨(dú)立學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)的相應(yīng)教材。

3.3 教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化

展開主次分明，重點(diǎn)明確的教學(xué)。把課程體系分為線性結(jié)構(gòu)（包括線性表、堆棧、隊(duì)列等）、非線性結(jié)構(gòu)（包括樹和圖）、基本算法（包括查找、排序算法以及遞歸算法）三大模塊。前期教學(xué)用較為簡(jiǎn)單的線性結(jié)構(gòu)打好基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生入門，逐步過(guò)渡到復(fù)雜的非線性結(jié)構(gòu)，最后以查找排序?yàn)榇?，介紹相應(yīng)的算法。尤其著重介紹計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中較為普遍用到的遞歸、回溯、窮舉等算法。在這些算法中會(huì)用到曾經(jīng)學(xué)過(guò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生能學(xué)以致用，同時(shí)也為后續(xù)的《算法設(shè)計(jì)與分析》課程做好鋪墊。

4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)方法改革

第一，加強(qiáng)編程能力訓(xùn)練。教材中一般只給出核心代碼，或者用算法語(yǔ)言描述做出粗略的描述。我們?cè)谡n堂上，將引導(dǎo)學(xué)生把書本程序補(bǔ)充完整。起步階段由教師引導(dǎo)完成，中期將把這個(gè)任務(wù)當(dāng)做預(yù)習(xí)任務(wù)交給學(xué)生獨(dú)立完成，或者充當(dāng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。以便提高他們編程能力。第二，注意理論聯(lián)系實(shí)踐。在講授課程過(guò)程中,盡可能地用身邊的客觀問(wèn)題做實(shí)例,讓學(xué)生更好地理解相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在生活工作中的應(yīng)用。例如：在介紹棧時(shí)，可以舉例說(shuō)明棧先進(jìn)后出的特點(diǎn)，小到進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換可以用棧實(shí)現(xiàn)，大到迷宮問(wèn)題求解、人機(jī)對(duì)弈也能用棧來(lái)實(shí)現(xiàn)遞歸、回溯算法。講授隊(duì)列時(shí)，可以用銀行面前排隊(duì)等候取錢的人作為例子，誰(shuí)先到就先排隊(duì)、先取錢，不能插隊(duì)，這就是隊(duì)列的先進(jìn)先出概念。第三，提供難度不一的大量實(shí)驗(yàn)題，供學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生選擇完成。讓每個(gè)學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，而不能只做一個(gè)旁觀者。以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決問(wèn)題的能力。第四，鼓勵(lì)學(xué)生在課下通過(guò)各種途徑，預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)課程內(nèi)容。包括學(xué)生在網(wǎng)上搜索相關(guān)微課、慕課視頻資料，掌握教材中的重難疑點(diǎn)。

5 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)考核方式改革

考核方式往往決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。作為工科的課程，一切以適用實(shí)用為根本目標(biāo)。我們學(xué)習(xí)借鑒了國(guó)外數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的考核模式，采取課內(nèi)理論考核和課外實(shí)踐考核相結(jié)合的考核模式。即課堂上利用試卷考核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中必須掌握的基本概念和理論，這種考核一般題量少，難度低，學(xué)生一般可以通過(guò)，占總成績(jī)的30%。另一個(gè)就是課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生在一個(gè)月左右的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)中小型軟件項(xiàng)目，并在項(xiàng)目中使用2～3種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種開放式的考核方式使得學(xué)生更能把所學(xué)應(yīng)用到實(shí)踐的生產(chǎn)生活中，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才大有裨益。這種考核方式必然會(huì)突破傳統(tǒng)的應(yīng)試教育模式，對(duì)我國(guó)的素質(zhì)教育改革也有值得借鑒之處。

經(jīng)過(guò)近三年來(lái)的實(shí)踐和探索，我們用此方案培養(yǎng)出的學(xué)生，取得了良好的實(shí)際效果。不僅僅在一次次各類型競(jìng)賽中取得突破性優(yōu)異的成績(jī)，畢業(yè)生也深受社會(huì)歡迎，就業(yè)率高，我們學(xué)院的應(yīng)用型轉(zhuǎn)型也取得階段性成果。

[1]李春葆,尹為民,蔣晶玨,等.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程(第4版)(“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材)[J].計(jì)算機(jī)教育,2013(18)：57.

[2]安楊,李春葆,趙波.“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐的研究[J].計(jì)算機(jī)教育,2008(10)：145-146.

[3]張揚(yáng).《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程改革的探索與實(shí)踐[J].科技與企業(yè),2011(10)：150.

[4]寧正元,王秀麗,鐘一文,等.應(yīng)用型本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(17)：119-121.

TB482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4110（2017）04（a）-0076-02