應用型人才培養模式下《數據結構》課程教改探索

吳艷

（浙江工業大學之江學院，杭州310008）

應用型人才培養模式下《數據結構》課程教改探索

吳艷

（浙江工業大學之江學院，杭州310008）

根據應用型轉型下專業培養目標，針對本院計算機和軟件專業學生學習《數據結構》課程的現狀，分析轉型下《數據結構》課程教學中存在的問題，圍繞著如何調動學生學習的積極性和強化實踐教學，提出相應的教學對策，包括案例驅動教學、采用多元化教學手段以及建立課堂評價記錄等。

《數據結構》；應用型；實踐教學；教學改革；案例驅動

0　引言

人才培養質量和人才培養體制問題越來越受到教育界及全社會的重視和關心。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）（公開征求意見稿）》提出了改革人才培養體制一定要“創新人才培養模式”、“探索多種培養方式”的要求。應用型人才培養模式的重要環節是實踐教學。《數據結構》作為計算機科學技術和軟件工程專業一門綜合專業基礎課，在專業課程體系中起到承上啟下的作用。因此，在教學中不僅要重視課程基礎知識的教學；而且，更重要的是將其付諸于具體的實際應用。在實際教學中，學生普遍反映的是課程概念抽象、難易理解，學習積極性受挫，教學效果不佳。如何提高學生學習的主動性，加強實踐教學以提高學生綜合設計能力和編程技能，是《數據結構》課程教改的當務之急。

1　轉型下《數據結構》課程教學中存在的問題

本學院正處于向應用型大學轉型過程中，從歷屆畢業生和用人單位反饋信息來看，計算機軟件畢業編程能力和生綜合設計力偏弱，從而限制其發展空間。主要原因主要有以下幾點：

（1）教學內容安排不合理。本院向應用型學院轉換首先體現在培養計劃的改革，《數據結構》的學時由原來的64學時（實驗課學時為16）改為48學時。總課時的減少，又不能減少實踐教學學時，勢必減少理論教學課程。課程教學內容縮水、講解不到位，或者內容太抽象，學生難易理解導致不重視，反而導致實踐教學欲速而不達。

（2）課程銜接偏差。數據結構的前驅課程是《C和C＋＋語言程序設計》，學生編程能力普遍偏差，而且學生基本沒有理會面向對象設計思想和方法。但是，復雜的數據結構的構成必須要一定的面向對象理論和方法的支持。例如，不少學生認為C語言和C++語言的差異只是體現在在輸入和輸出語句上，根本沒有理解是兩種不同理念的編程思想和方法。因此，《數據結構》課程教學中往往需要“補課”，從而影響正常的教學進度，達不到預期教學目標。

（3）教學手段單一，缺乏吸引力。為了在有限的學時內完成課程的教學內容，主要教學手段是講解基本數據結構的概念和特點，并按照實驗指導書上機設計并實現基本的數據結構。學生基本上是模擬、機械和被動地學習，大部分學生缺乏思考、創新以及與教師互動的時間，大大影響課程教學質量。

（4）缺乏有計劃有效的課堂評價。教師在課堂教學中往往專注于對學生的學習情況做判斷、下結論，在設計課堂評價時，從主觀意愿出發，輕者拔苗助長，達不到預期結果。例如，教師在講第一個數據結構（線性表）時就將提高學生編程能力作為課堂評價目標，其實，學生還根本沒有完全理解線性表類的組成結構和存儲方式，怎么會對它進行編程實現。如此，疑惑積累，學生如負重軛，導致厭學情緒。

2　應用型人才培養模式下《數據結構》課程教改實施

2.1案例驅動教學，合理組織教學內容

案例驅動教學不同于運用案例進行教學，而是選擇一個合適的案例，貫穿整個教學過程，使得理論教學更有針對性，與實踐教學更加緊湊，從而彌補了課時的不足。隨著案例從展開到深入，《數據結構》教學內容也從基礎到高級、從簡單到復雜、從單一到綜合演進。

在課堂教學中，用《學生成績管理系統》（后簡稱系統）作為驅動案例。起始階段，系統只有兩個類，即學生類和學生表類。第一階段，第2章線性表結構實現這兩類之間的聯系和基本操作，第3章棧和隊列結構實現學生表的特定位置的插入和刪除。第二階段，添加課程類，衍生課程成績表類，第8章靜態查找和散列查找以及第9章內部排序實現學生成績的查找和排序，其中，附帶講解string類和數組的設計和實現思路（第4章和第5章內容）；第三階段，在系統中添加班級類和專業類，根據專業、班級和學生的關系講解第6章樹和二叉樹數據結構基礎知識和設計實現按層件檢索學生信息，在此基礎上介紹二叉排序樹和赫夫曼樹的應用。第四階段，在課程類基礎上，課程之間按開課順序組成課程圖結構，展開第7章的教學任務，用拓撲排序算法驗證課程安排的合理性；添加校園各個教學點類，用最短路徑算法計算各個教學點之間的最短路徑，用最小生成樹計算鋪設通路（模擬）的最低費用。

在基礎數據結構內容的教學中能彌補和鞏固學生《C和C++程序設計》課程中編程知識的不足，在綜合運用時又能實訓學生綜合分析能力和編程技能，為后續課程，如《軟件工程》做了鋪墊；再者，實踐教學貫穿了整個課程教學過程，理論教學推動著實踐教學的開展，從而達到理論與實踐并進。更重要的是，案例系統階段性成果激發了學生的成就感和學習的積極性。

2.2建設課程網站，豐富教學手段

根據本院學生實際需求，建設并開發《數據結構》課程網站，整合了教學大綱及計劃、教學PPT、教學視頻、動態演示等課程教學資料，并實現了在線自測、作業提交以及在線答疑等功能。即豐富了課堂教學手段、促進了學生自主學習、增加了師生之間的互動；又能針對本院的學生因材施教，針對具體問題分層進行課程課外輔導，彌補了課程教學課時不足造成的影響。課程教學網站是組織學生建立的，例如，本屆畢業生在原有的網站中添加了作業自動批改功能，學生能查看教師批改提示，并就此作業和教師展開一對一答疑，具有針對性。

2.3重構課堂評價目標，建立課堂評價記錄

案例驅動教學，是一個迭代、演化的過程，整個過程一環扣著一環。如何控制教學過程的順利展開，如何達到階段性教學目標就顯得格外重要；因此，必須重構現有的課堂評價目標，并建立課堂評價記錄，及時跟蹤課程教學過程。通過課堂評價記錄中的師生反饋信息，發現當堂教學中存在的問題，并作為教師改進教學方法、內容和過程的決策性依據。學生反饋信息的形式主要有習題、實驗報告（習題和實驗成績課程總評的30%）、在線和面對面答疑等。例如，學生反映案例進展太快，跟不上。教師會將案例進展階段再分幾個子階段，每個階段預留時間讓學生展開討論和消化，并做階段性知識的梳理和總結。通過參與課堂評價，進一步激發學習自主學習的積極性和主動性。

3　課程教改中教師的素質和引導作用

在《數據結構》課程改革中，對于教學和實踐內容的組織依賴于案例的設計。案例原型的演化過程不是簡單的功能迭加，涉及到教學內容的融合、教材中教學內容的順序調整和案例軟件結構的設計，例如，教師在課程開始前要設計好系統的軟件結構（系統類圖），使之便于維護和擴展，整個系統的設計和實現必須先走一遍（通常用UML建立系統建模型）。在案例的演化過程中不僅要引導學生循序漸進學習課程內容、理解并掌握面向對象軟件開發的一般過程，還要引導學生自主學習，并在他們受挫時給予輔導和幫助。

此外，課堂評價設計需要教師花費大量的時間和精力。在突出應用型人才的實踐教學中，專業基礎課不能忽視其理論教學的作用。在課堂評價結果中需要關注學生對課程基礎知識和技能的理解和實踐。例如，初期的課堂評價目標是提升專注力和復述能力，中期的評價目標是提高學生舉一反三和編程能力，后期的評價目標是讓學生具有一定的綜合應用能力。

4　結論

《數據結構》課程的任務就是在程序設計語言課程上提升學生的綜合編程能力，包括軟件結構的綜合分析和設計能力、算法分析和實現能力，為后續專業課打下扎實基礎，從而滿足應用型人才的需求。

課程教學改革要求教師要不斷更新教學觀念、勇于探索和創新多元化的教學方法，培養學生自主學習能力、嚴謹和綜合分析能力，向社會輸送更多應用型、創新性人才。

［1］關仲和．關于應用型人才培養模式的思考［J］．中國大學教育，2010（6）．

［2］唐慶鵬，康麗麗．應用型大學專業實踐教學的反思與探索［J］．職業技術教育，2015（20）．

［3］萬安，宋梅．淺談計算機基礎課程教學中計算思維的培養［J］．現代計算機，2015（4）．

［4］甄阜銘．理論教學與實踐教學的同構關系［J］．現代教育科學，2011（9）．

Exploration of Data Structure Course Reformation in Applied Talents Training Mode

WU Yan

（Zhijiang College，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310024）

According to the professional training target under the practical transformation and in view of the present study situation in Data Structure course of our college computer software professional students，analyzes the problems existing in the data structure course teaching under the translation and puts forward the corresponding teaching strategies that revolves around how to arouse the enthusiasm of students learning and strengthen the practice teaching，including using case to drive teaching，adoption diversified teaching methods and construction the classroom assessment correct record，etc.

Data Structure；Applied；Practice Teching；Teaching Reform；Case Driven

1007-1423（2016）25-0041-03DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.25.009

吳艷（1967-），女，浙江杭州人，碩士，講師，研究方向為數據結構和軟件工程

2016-06-30

2016-09-10