以理論為基礎\\創新為基

　　摘要：通過分析數據結構在計算機專業學習過程中的重要性，介紹一種“以理論為基礎、以創新為基點，全面培養專業人才”的教學模式。實踐證明，該教學模式能充分調動學生的積極性和主動性，提高學生的學習興趣，為全面培養計算機專業人才奠定良好的專業理論知識基礎。
　　關鍵詞：數據結構；理論；創新；全面培養
　　
　　用計算機解決任何實際問題都離不開數據表示和數據處理，而數據的表示和處理的核心問題之一是數據結構[1-2]及其實現——這正是數據結構課程的基本內容。因此數據結構不僅被認為是計算機學科重要的核心課程[3]，而且已成為其他理工專業的熱門選修課。它對提高學生的程序設計技能，學習有效的數據組織和算法，編寫高效率的程序有重要的作用。
　　我校數據結構是精品課程，通過兩年的努力建設，已取得階段性成果，初步形成了“以理論為基礎、以創新為基點，全面培養專業人才”的教學模式，為本學科本專業的學生學習打下良好的基礎。
　　1以理論為基礎
　　扎實的理論基礎、典型的學科方法以及適合學科特點的思維能力和思維方法是支撐該學科人員進行理性思維和理性實踐的三大基礎。建立“理性思維”并不是通過“說教”來實現的，而是需要充分認識知識的載體屬性，積極地利用知識的載體作用，在傳授知識的同時，通過介紹和感受知識的來龍去脈，將問題的研究思路和方法傳授給學生。
　　1.1新老生座談方式使學生了解課程重要性
　　在授課過程中，教師總是強調課程的重要性，但是只有學生真正了解課程的重要性，與本學科其他知識融會貫通，才能激發學生的積極性。為此，課程建設組通過新開課班級與已學過數據結構課程的學生進行座談，以學生與學生的交流方式，讓新開課班級學生從計算機對數據的存放和處理分析、程序設計語言、操作系統、數據庫、軟件開發和軟件設計等角度全面認識“數據結構”，從而領悟數據結構是計算機科學中最基礎最重要的課程之一。
　　1.2 “授人以漁”的教學策略
　　課程建設組成員在教學過程中，采用“授人以漁”教學策略，注重對每一種數據結構的存儲結構及其有關算法來龍去脈、不同方法進行利弊分析，使學生在今后設計和應用數據結構時能夠全面考慮各種因素，選擇最佳方案。創造算法思想，逐步求精，完整實現，算法分析四段式教學設計。精講，教學手段多樣化。
　　1.2.1精講多練，自主學習
　　精講，集中精力對基礎知識、基本原理和重點內容精心組織，精心講授，講知識的精華，講知識的內在聯系，引導學生建立系統的知識結構。精講必須多練，從能力培養著眼，注重講、練結合，保證練的比重，增加習題課，加強綜合訓練，培養學生自主學習、增強分析問題和解決問題的能力。
　　1.2.2注重學習方法指導，培養自學能力
　　堅持教與學互動。教師不但要教給學生知識，更要教會學生如何去獲取知識，既要重視教法，更要重視指導學生的學法。
　　1.2.3采用多種教學方法，提高教學質量
　　教學中，摒棄滿堂灌的教學方法，使用激發學生興趣的啟發式、討論式教學方法，克服學生過分依賴教師的現象。讓學生自己去尋找身邊生活中數據結構應用的鮮活實例，充分發揮學生的主觀能動性，在教師引導下學生的創新思維得到很好的培養和開發。
　　1.3簡單易懂的自編教材
　　課程建設組在總結多年的教學經驗的基礎上，用近一年的時間完成了《數據結構》教材編寫工作，由中國電力出版社作為“21世紀高等學校規劃教材”出版，并已投入使用。該教材介紹了線性表、棧、隊列、樹和圖等幾種最基本的數據結構和各種檢索、排序方法。最大的特點是在語言描述上深入淺出、通俗易懂，非常適合學生閱讀。教材使用兩年，學生反映良好，對理解和掌握數據結構的概念以及數據結構的相關算法，提高分析和解決問題的能力有較大幫助。
　　1.4以網絡平臺為主的交流環境
　　課程建設組以學校引進的清華大學教育技術研究所開發的“網絡教學綜合平臺”為基石，充分發揮網絡平臺在教學過程中的輔助作用，開展沒有時間、地點限制的教學，學生可通過課程論壇與教師及其他學生進行討論，及時解決學習過程中的疑惑問題，建立了較好的師生教學關系，進一步促進了課堂教學。
　　除此以外，學生還通過電子郵件或班級討論群等方式與教師進行溝通交流，充分利用網絡環境促進學生的學習。同時，課程建設組歡迎學生提出寶貴意見，例如指出教材中的不足、算法設計的獨到見解等，并給予相應的獎勵(例如平時成績加分等)。
　　2以創新為基點，全面培養專業人才
　　創新是以新思維、新發明和新描述為特征的一種概念化過程。起源于拉丁語，它原意有三層含義：第一，更新；第二，創造新的東西；第三，改變。
　　課程建設組結合課程內容，從日常生活中找尋數據結構應用的蹤跡，為學生設計多層次、循序漸進的課程實驗內容，幫助學生對抽象課程內容的理解，鼓勵學生以學科競賽為平臺，提高創新能力。
　　例如，學生參加亞太大學生機器人大賽時，設計制作機器人、機器人尋徑等問題都要合理地設計使用數據結構及算法；參加全國各類軟件設計大賽時，數據結構更是基礎，為設計實現好的軟件作品提供有力保障。
　　2.1分層次的實驗設置，靈活的實驗機制
　　課程建設組經過多年的實驗建設，開發設計了豐富的實驗課題。根據數據結構課程特色，課程建設組將本課程的實踐教學分為兩個層次、四個主題，即課程實驗和課程設計兩部分，線性結構主題、樹形結構主題、圖型結構主題和檢索排序主題。其中，課程實驗主要解決學生對數據結構基本工具箱中算法的理解和設計問題。課程設計主要訓練學生面對實際問題的綜合分析、方案設計以及綜合解決能力，為學生進一步對某個專題深入研究打下堅實的基礎。
　　課程建設組為每次實驗都準備了兩個練習供學生選擇，實驗完畢后，要求學生提交實驗報告及實驗體會。學生可憑興趣選做課程設計，重點在于培養學生的興趣和對數據結構工具箱的掌握，有余力和有興趣的同學還可自己設計一些實驗課題以加深對重要算法的理解和應用。
　　2.2由點到面提高學生的創新能力
　　在考慮對學生的引導和學生能力的逐步培養的基礎上，課程建設組將課程實驗分成四個主題，每個主題中的實驗都是由簡單到復雜，逐步覆蓋課程教學中的知識點，最后通過課程設計將知識點形成完整體系。這種由點到面的實驗設置使學生能系統掌握各知識點之間的聯系，進一步提高學生的科研創新能力。
　　通過引導學生進行研究性學習，以課程設計為主的綜合型實驗為基礎，培養學生基礎實踐能力，以學科競賽等為手段，激發學生自主創新興趣，培養創新意識，加快學生各方面能力和素質的發展，全面培養專業人才。
　　3結語
　　雖然數據結構課程學習僅一學期，但是并不意味課程建設組的工作就此停止。為全面培養專業人才，適應社會需求，課程建設組經常與學生舉行技術沙龍，交流新技術，討論新方法，指導學生的后續專業課程學習，將數據結構理論知識繼續深入。
　　在多年數據結構課程的教學中，我們一直尋求突破點，為了提高教學質量和學生的學習興趣，運用多種教學手段。經過多年教學與實踐，本文倡導的“以理論為基礎、創新為基點，全面培養專業人才”的教學模式已取得初步成果。在學生參加的各類科技競賽中獲得國家級獎勵十余人次，省(自治區)部級獎勵近百人次；獲得“大學生創新性實驗計劃”項目國家級一項，校級十余項；在2010年全國軟件專業人才設計與開發大賽總決賽獲得全國總決賽Java軟件開發一等獎和二等獎；在2010年全國大學生數學建模競賽中獲得本科組二等獎。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 嚴蔚敏. 數據結構[M]. 北京:清華大學