以應用人才培養為目標的數據結構課程的教學改革

米偉娟

摘 要：高等教育在不斷發展過程中，越發重視培養應用型人才，數據結構屬于計算機專業和相近專業中的一門重要課程，教學中需重視培養學生應用能力，使學生發展能夠與社會實際需要相適應。就當前課程實際教學現狀來講，開展中仍存在一些問題，需積極推動教學改革實施，使學生能力獲得更好發展，保證應用型人才培養效果。

關鍵詞：應用人才;數據結構;教學改革

新工科這一思想的提出使高等院校在工程教育方面的理論和實踐獲得了新的方向與新的思路，其中新結構、新理念、新模式等融入其中，其在不斷發展過程中可以更好適應專業發展規律以及經濟發展實際需要，推動高等教育總框架中進行創新。數據結構這門課程涉及理論分析、數據處理、數據組織等多個方面，課程改革在實施過程中，需注重對現代教育技術的運用，體現出以生為本思想理念，與當前實際教學現狀結合在一起，加強對學生知識理解能力、知識應用能力以及創新能力的有效培養，使學生成為與社會實際需要相適應的應用人才[1]。

一、應用人才概述

應用人才主要指能夠將專業技能與專業知識但運用于專業性社會實踐的人才類型，需對社會活動和社會生產進行靈活掌握，能夠進入到一線聲場中，是隨著高等教育不斷發展產生[2]。培養應用人才過程中，需與生產實際需求之間相適應，建設教材與設置課程時，關注知識的成熟性、基礎性以及實用性。同時在培養學生能力過程中，強調學生對知識的靈活運用以及熟練掌握，相對來講，對于研發能力和開發能力方面的要求并不高。除此之外，培養應用人才時，十分重視實踐獲得的開展，其中主要為生產實習、實驗教學等，旨在使教學活動能夠將專業技能與專業知識充分結合在一起，當前社會對這類人才的需求較大。

二、數據結構基本內涵

數據結構為計算機在組織數據和存儲數據時的方式，其為相互存在多種特定性關系或者是一種特定性關系[3]。一般情況下，數據結構如果進行精心選擇，則會獲得較高存儲效率和運行效率，其和高效索引技術以及索引算法相關，屬于計算機科學以及和計算機技術相關專業的重要課程[4]。在學習過程中，為保證計算機在使用時的效果，以及計算機在使用時的性能，應注重對數據結構相關知識的掌握。在數據結構中，會涉及到大量難度較高的算法，因此在學習中需注重分解和抽象，加強課程學習和課程實踐，進而不斷提升操作能力與應用水平。

三、數據結構課程教學中存在的主要問題

（一）課程難度較大

數據結構這門課程具有較強邏輯性，知識較為抽象，一些課程內容即便使用課件形式也難以比較直觀的呈現，學生在學習時需花費大量時間進行理解與揣摩[5]。同時課程在內容方面比較多，具有龐大知識結構，學生在未能理解和吸收前面學習知識情況下便需學習新的知識，進而導致課程問題不斷積累，部分學生在學習這門課程時會產生一種抵觸情緒，難以獲得較好學習效果。

（二）教學內容未能體現銜接性

培養應用人才過程中，需重視學生編寫程序，這主要是由于數據結構可以使理論與實踐之間充分結合在一起，實現對知識的學以致用。因此學生在正式學習數據結構這門課程前需具備一定編程基礎[6]。在高校中，一般會設置C語言這門課程內容，但是進行C語言教學中，受計算機等級考試影響，教學活動在開展時往往會按照大綱中的內容進行，對于學生的編程能力有所忽視，進而影響學生問題分析能力與問題解決能力的提升[7]。對于C語言這門課程來講，相關規則比較多，概念較為復雜，學習時比較容易出現錯誤，學生在學習中如果單純死記硬知識點，則難以有效思考怎樣編寫程序，C語言這門課程中的機構體和指針等內容，在數據結構中使用的會比較頻繁，在數據結構學習中發揮著基礎性作用，需學生在學習中對其產生深入認識與理解，并對其進行靈活運用。由于C語言考試中語法為重點，因此教師在教學中往往僅會根據考試題型進行講解，進而導致學生對于相關用法并不能充分掌握，在學習數據結構過程中，難以對其產生透徹認識與理解。

（三）實踐教學相對欠缺

數據結構這門課程在理論性和實踐性方面均比較強，教學過程中需注重培養學生程序設計能力以及程序設計良好習慣，對于出現的一些問題，學生需在對其進行分析基礎上，對數據結構以及數據算法進行科學選擇，通過編寫程序使問題有效解決，進而提升學生問題分析能力和問題解決能力，并檢驗學生知識運用水平。因此在實際教學中，需重視上機實驗的實施[8]。但是實際教學中，在課時比較有限情況下，一般兩周會進行一次上機，每次上機為兩個學時。同時多數學生不能進行課前預習，自身存在的問題需在上機時才會呈現，如果能在上機上解決，問題便會解決，如果上機時問題不能解決，則問題往往會一直存在。在實踐相對不足影響下，理論學習內容難以獲得充分運用，學生對于課程的學習興趣和學習熱情會逐漸降低，并且教師在教學時的難度也會有所增加。

四、應用人才培養為目標的數據結構課程的教學改革有效實施對策

（一）引導學生梳理知識脈絡

進行數據結構教學過程中，需將通過計算機解決實際問題作為出發點，將數據結構梳理清楚，并且了解算法、結構和概念之間的關系[9]。對于數據結構來講，其研究內容主要為存儲結構、邏輯結構和數據運算，并且將樹形結構、線性結構以及圖形結構引入進來，使知識框架得以清晰展示，進而使學生在學習中更具方向性，為應用人才培養創造良好條件。在通過計算機解決具體問題時，需結合實際問題具體內容展開建模，進而獲得抽象模型，在抽象模型中，數據相關邏輯結構包含其中，算法設計人員需基于設計算法獲得模型的解，進而使數據運算誠信出來，在設計算法時邏輯結構產生的影響比較大。抽象模型在計算機存儲器中的映射為數據相關存儲結構，會對高級編程語言實現算法產生影響。對于程序來講，通過編譯器能夠翻譯出計算機能夠進行直接識別，完成指令的過程實際上為求解實際問題的過程[10]。通過對學習內容進行系統梳理，能夠使學生加強對數據結構這門課程的把握，了解學習時的正確思路，也能充分認識到在實踐中的具體要求。

（二）重視前導課程

前導課程屬于數據結構在學習時的重要基礎，C語言中的指針和結構體能夠對存儲結構進行描述，并且其自身也屬于將算法變為程序的重要編程語言。數據結構在進行教學過程中，需使學生了解C語言中有哪些知識與數據結構之間存在的聯系比較大，指導學生科學對相關知識進行復習[11]。在此過程中，需進而學生實際學習情況聯系在一起，合理設置復習任務，找出課程之間存在的銜接點，這樣才能避免學生在學習時產生強烈陌生感，實現教學的平穩過渡。并且教師在指導學生進行復習時，教學重點應由編的語言語法下向編程思維轉變，加強培養學生能力，科學組織教學進度。并在實驗課重要對學生具體復習情況進行檢驗，進而為學生順利進行數據結構學習打下良好基礎。

（三）探索應用人才培養全新模式

1.改革教學方法

由于數據結構為通過計算機解決現實問題的重要基礎，內容抽象性明顯，為實現對應用人才的有效培養，教師在初次進行課程介紹時，需重視介紹其實際應用，借此激發學生學習熱情與興趣。如在走迷宮時，運用何種方式能夠將走過的路記下。通過圖書管理相關系統，怎樣能夠將圖書信息以較快速度找出。旅游時，怎樣科學制定路線將開支減少。工程建設過程中，運用怎樣方式進行科學管理進而將工期縮短。通過這種聯系生活實際的方式，能夠極大程度上使學生學習興趣得到激發，進而對學習內容展開深入探究。

為學生對課程內容產生更形象的認識，教師可以運用實例課程進行引導，講授解棧結構過程中，可以將彈匣作為案例，在裝彈時，子彈會逐個彈入到彈匣當中，在發射時會從頂部通過依次方式射出，逐個體現出了先進后出，操作時僅需在一端進行。同時在派對結賬時，隊伍前的人在結賬以后會先離開，這屬于隊列結構，體現出了先進先出，從一端插入，然后由另一端刪除。通過將趣味性案例作為切入點引入知識點，能夠使學生在學習這部分知識時避免產生枯燥且乏味的感覺。同時學習數據結構時，較多內容比較抽象，僅僅運用課件難以實現形象表達，在此過程中，可以使用動畫將其呈現出來，尤其可以列舉難度比較適中的算法，進而使學生在學習時可以進行自主選擇，在不對技術進行限制情況下實現動畫展示，并且展開評比與評獎，將學生最終成果納入到平時成績中，調動學生參與熱情，增強學生在學習中的積極性。

2.組織學科競賽

學生應用能力形成會對其就業情況、創新能力、社會適應性等產生重要影響，而能力需經過實踐鍛煉方能提高，因此教學中注重培養學生能力，運用合理方式引導學生進行課程設計，組織學生進行課程競賽，提升學生實踐能力。具體實施時，教師可以運用以用導學的方式，促進學生理論知識內化，將理論知識與專業實踐充分結合在一起。進行數據結構教學過程中，可以定期組織學生進行相關競賽，競賽內容為動畫制作，競賽中，學生需運用Flash、網頁以及幻燈片多種方式通過動畫將C語言當中涉及到的指針運算、數據結構中的具體算法描述出來，并且運用評比擇優方式展開再創作，和教師之間進行討論，呈現出優秀作品。運用這種競賽方式，學生多方面技術都能得到提高與鍛煉。

3.積極開展實驗教學

數據結構這門課程在實踐性上比較強，學生在學習中，原理方法、概念理解會基于算法實現得以體現，為有效解決學生動手能力相對較弱問題，應注重實驗教學開展，并對實驗教學做出改進，具體實施時，可以從這幾方面進行：首先，上機學習時，需保證其在數量上的充分性。傳統教學模式中，主要以理論講授為主，通過上機教學作為輔助，這對于主動意識強且基礎知識掌握比較扎實的學生比較適用，但是培養應用人才時，其在適用性方面就會比較差，為保證教學效果，教學中需對上機課和理論課的比例進行合理規劃，將部分理論性比較復雜的課程內容調整成上機課程，這種運用邊講授邊的練習的方式，能夠使復雜問題得以分割，實現對問題的逐個突破。并且與自主上機之間結合在一起，學生在進行足夠基礎訓練以后，便能實現對知識的融會貫通，面對復雜問題時能夠進行綜合分析，減少對教師的依賴，實現獨立分析與獨立思考。其次，需確保上機質量。上機時，需對實驗題進行精心設計，培養應用人才過程中，需將代表性知識點、典型算法作為切入點設置實驗題，對于實驗題來講，難度需呈現出差異性，其中包括驗證問題、基礎問題、綜合問題等，并將其設計為選做問題與必做問題。在此過程中，驗證類型和基礎類型問需將其設置為必做問題，幫助學生加強對數據結構相關算法與概念的掌握。設計類型問題和綜合類型問題為選作問題，提升學生知識運用能力，學生可以通過分組方式將其完成。同時在教學時，教師可以結合實際教學情況向學生提供輔助源代碼，實現對學生的有效引導，使學生順利解決復雜問題。并且教師可以讓學生對問題進行深入研究，對于考核時的尺度進行靈活把握，進而使學生能夠看到自身努力最終獲得的成果，增強在學習中的成就感與自信心，對于學習產生更為濃厚的興趣。

（四）有效優化師資結構

師資隊伍在水平較高情況下，才能使教學進行改革時的質量獲得充分保證，在此過程中，需增加在師資隊伍方面的投入力度，兼顧引進與培養，實現對結構合理、業務精湛并且專業知識扎實隊伍的構建。進而使教師在教學中能夠充分了解專業學科動態和社會實際發展需要。首先，可以運用外部引進方式。在建設師資隊伍過程中，外部引進為有效措施，可以從優化結構、控制規模以及提升質量這幾方面實施，引進人才時，需體現出高學歷與高職稱，保證高學歷與高職稱人才達到一定比例。并且基于學科發展戰略角度，實施一定優惠措施，從國內和國外引進專業性較強的領軍人才，這些人才需充分認識與了解專業發展動態，具有較強發展潛力和創新能力，進而使數據結構教學能夠獲得更好發展。其次，可以運用內部培育方式。高校教師在進行專業化隊伍建設過程中，內部培育屬于重要環節，為提升教師知識水平和專業操作技能，高校應為教師學習和發展制定多樣性質培養形式，促進教師綜合素質和專業水平的提升，實現對雙師型教師隊伍的構建，保證教師隊伍的高質量與高水平。在此過程中，需制定教師培養相關計劃，組織教師進行進修，并且鼓勵教師深入到科研機構和企業中去學習，不斷拓展自身專業視野，形成先進教育思想理念，促進教師隊伍整體教學水平的不斷提升。

五、結束語

總之，高等院校在發展過程中，加強培養應用人才整體力度是教學調整重要發展趨勢，也是教育提出的全新命題。在進行數據結構教學過程中，為保證應用人才培養整體效果，應注重教學改革的實施。了解課程教學中存在的主要問題，結合問題提出針對性教學改革措施，調動學生在學習中的主動性與積極性，促進學生主體地位發揮，引導學生梳理知識脈絡，重視前導課程，探索應用人才培養全新模式，進而使培養應用人才獲得更明顯效果，學生發展與社會需要之間相適應。

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