中職升本人才培養模式下數據結構課程教學探討

李春青

關鍵詞： 中職升本; 計算機專業; 數據結構; 教學模式; 教學改革方案

1 引言

教育部于2010年頒布的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中，要求“到2020年，形成適應經濟發展方式轉變和產業結構調整要求、體現終身教育理念、中等和高等教育協調發展的現代職業教育體系，滿足人民群眾接受職業教育的要求，滿足經濟社會對高素質勞動者和技能型人才的需要[1]”。教育部聯合國家發展改革委等部門編制的《現代職業教育體系建設規劃（2014-2020年）》中，提出建立“學分積累和轉換制度，打通從中職、專科、本科到研究生的上升通道”新的職業教育模式[2]。中職與本科的銜接是現代職業教育體系構建規劃中的重要組成部分，現代職業教育體系的構建要求中職與本科的銜接，改變職業教育的“斷頭教育”，打通職業教育立交橋式發展通道。廣西開始開展中等職業教育與應用型本科之間的自主招生試點工作是從2013年開始的，試點主要是區內四所冠名大學的高校，這些高校都是在廣西相對比較發達的地區[3]。到2018年，廣西民族師范學院計算機科學與技術專業開始第一批本科對口中職招生，雖然在人才培養方案制定上有學習參考的對象，但是因為學校地理位置、師資力量等方面存在差異，不能全部照搬。地處老、少、邊、境的后進地區院校，如果要培養出符合社會需求的創新型人才，除了學習先例，還要結合自己院校情況，研究中本銜接教育問題，制定合理的人才培養方案、編制合理課程教學內容和改革傳統的教學手段。普通本科人才培養方案一般是基于高中生源基礎之上的，相對于中職教育而言，課程體系設置注重內在系統性、邏輯性和理論性。對于中職生來說學習難度都比較高，尤其是數學、英語和專業核心課程等課程。如Web前端開發在本科教育階段作為一門專業基礎課來進行開設，而在中職教育階段中則是作為一門專業核心課程來開設，存在部分重復的教學內容。同時，對于數據結構這樣難度較大的專業課程，如何在降低學習難度和調整學習內容的同時，教學符合制定的人才培養要求是一個重要的問題。如何有效進行銜接教育是中職升本人才培養重點關注的內容。中職升本生源雖然不同于普通本科生源，但是作為本科生的一種生源，其人才培養方案也是要依據工程認證標準和普通高等學校教育教學評估要求而制定的，人才培養目標與普通本科生是一致的，并不會因為生源的差異而降低人才培養目標的要求。

2 中職升本人才培養模式下的計算機科學與技術專業生源特點

2.1基礎知識結構特點

中職教育是我國九年義務教育之后面向就業的一種繼續教育形式，主要培養學生的專業技能，為社會輸出各類技能人才和勞動者。中職人才的培養以“技能”為關鍵，計算機類的中職人才培養目標是讓學生掌握計算機類職業崗位必需的知識和技能，就業崗位主要包含多媒體設計員、網頁設計員、網絡工程師、網絡維護員、計算機檢驗維修員等。其人才培養方案主要課程包括如“計算機基礎”“網頁設計與制作”“計算機組裝與維護”“動畫制作”“圖形圖像處理”等實用、有趣、實踐性強、邏輯性比較弱的課程。少部分職校會開設“高級語言程序設計”這樣難度較大的課程。這些課程的設置相對于本科人才培養要求而言專業知識邏輯性比較弱、知識深度比較淺，且部分難度較強的核心課程在課時量和考核標準上打折扣，學生缺乏系統性的、邏輯性的知識儲備，難以培養一個計算機工程師應具備的專業能力和素養，也難樹立起一名計算機工程師應具備的價值觀、世界觀。

2.2學習能力特點

中職學生本身是由于無法考上高中才就讀于中職學校，自身基礎知識和學習能力都比較差，不如高中生。三年的中職學習，有兩年在校學習，一年在企業定崗實習。整個過程注重的都是“能用、夠用、實用”的實訓實操方面的訓練，對計算機專業知識的理解僅僅停留在表面，邏輯思維能力、數學計算能力、英語應用能力、文字理解能力缺乏訓練。當涉及相關概念術語、數學公式、數據結構運算、程序邏輯設計、代碼含義等學習時，學生的理解能力、思維能力、推導能力無法跟得上普通本科生的進度。

2.3身心特點

中職升本學生沒有經歷高中階段學習，從初中直接進入中職學習，整個求學過程環境都比較寬松自由，課余時間比較充裕。中職生們進入中職學校學習的時候都屬于未成年人，自我認知、約束、管理的能力比較欠缺，在生活、學習、紀律各種方面都是需要老師督促指導，在老師安排下進行學習、在老師監督下自習、在老師督促下完成各項任務，形成了一種懶散、缺乏主動的習慣。整體而言，中職學生很少能夠自主制定并實施學習計劃，缺乏自主性、積極性。升本初期，大部分很難適應本科階段的自主為主的學習方式。但是，中職生天性活潑，思維發散、具備較強的實操技能，具有較好的創新潛力。

3 傳統數據結構課程教學模式存在的問題

數據機構是計算機以及相關專業的核心基礎課程之一，是一門綜合數學知識、計算機硬件知識、高級編程語言于一體的綜合性課程，該課程具有理論性強、邏輯性強、內容廣泛且抽象的特點，重點培養學生掌握處理數據和編寫高效率軟件的基本方法[4]。中職升本學生沒有經歷過高中階段的學習，缺乏基本的數理邏輯基礎，且很多學生在中職求學階段并沒有系統學習過某一門高級編程語言，對知識接受能力比較弱。而且，地處相對欠發達地區學生大部分學生來自農村家庭，整體接受信息技術能力較弱。傳統的教學模式在中職升本人才培養模式下主要存在以下一些問題。

3.1課程邏輯性強，學生理解能力弱

數據結構課程教學內容重點突出數據結構的設計和算法設計，內容邏輯性強、知識點多且比較抽象。中職升本學生僅有初中水平的數學基礎，對很多連基本的諸如等差數列公式都不理解的同學而言，學習難度更加大。

3.2教學內容理論性過強，學生興趣度比較低

根據數據結構課程教學大綱要求，通過本課程的學習學生達到能理解掌握主要數據結構及其算法的概念和原理，并能運用計算機程序設計語言編程實現這些結構與算法；運用空間、時間復雜度，實現算法的效率分析的學習目的。數據結構基本概念和原理主要涉及到3種邏輯結構的2種存儲結構的算法以及相關算法的改進問題，是軟件設計的重要理論和實踐基礎。對于部分邏輯能力弱、編程基礎差的學生來說，上課猶如“聽天書”，積極性受到打擊，對課程也提不起學習的興趣。

4 中職升本人才培養模式下數據結構課程教學改革

廣西民族師范學院計算機科學與技術專業中職升本從2018年開始招生，在總結2018級和2019級兩屆學生課程教學的經驗上，針對數據結構課程制訂改革方案，主要從教學內容、教學方式和實踐能力培養三方面進行改革，改革實施從2020屆學生開始，同時對2020級普通本科生和2020級中職升本學生進行教學改革實施和比較分析。

4.1豐富課外教學參考內容

已經有諸多學者們對數據結構這門課程教學進行了改革研究，更有學者們為了讓學生通過更直觀的方式理解數據結構的教學內容，編著了多樣性的教材和教參，比如程杰編著的《大話數據結構》采用彩色插圖形式，穿插大量“接地氣”的類比案例，幫助學生快速“開竅”。同時，網絡視頻資源日益豐富，中國大學慕課網、超星學習平臺、嗶哩嗶哩等學習網站也有眾多的數據結構相關教學內容的視頻，其中不乏集趣味性、專業性、實踐性一體的教學視頻。從這些已有資源中，根據教學內容和學生學情，篩選適合的內容作為課外教學參考內容，幫助學生利用課余時間提高學習效率。

4.2注重章節知識的連貫性

一些教材在編著的時候，沒有明確指定實踐部分采用的是哪種高級編程語言實現，C語言還是Java語言，或者Python語言。因此，各章節內容看起來是相互孤立的，顯得課程內容更加枯燥無味。實際上，數據結構各章節內容之間有著非常嚴謹的內容關聯，廣西民族師范學院中職升本學生在大一兩個學期都開設了Java語言程序設計課程，所以，采用Java語言作為本課程實踐教學語言，通過實踐內容教學對課程教學內容和應用案例進行連貫。比如用單鏈表類作為基礎，實現隊列和棧、稀疏矩陣、廣義表、樹的遍歷以及圖的功能。通過多次反復對單鏈表類的實踐和應用，將整個課程核心內容連貫起來如圖1所示。

4.3采用線上和線下混合式教學模式

自2017年以來，國家就出臺相關政策文件促進線上線下混合教學模式的發展，但是由于學校網絡條件、線上教學平臺條件、教學視頻制作費時費力、教學設計復雜等各方面因素約束，混合式教學方式沒有獲得很好的發展。經過近3年的實踐發現，由于學生學習主動性弱、缺乏約束等各種原因，單純的線上教學手段教學質量并不理想。而線下教學受到時空的限制，不利于學生的課后學習活動的開展。因此，采取線上和線下結合的方式進行課程教學可有效提高教學質量。線下教學活動主要進行理論內容和代碼實現思路的教學，將課程每個知識點內容以及相關代碼實現思路在課堂上實現，并給一定的時間讓學生進行小組間的“頭腦風暴”討論。線上教學活動主要是課堂教學內容的補充，將代碼實現過程講解演示，并將最終的實踐結果呈現出來，再以布置作業的形式要求學生根據視頻教學過程完成相關要求，以達到理論和實踐相結合，提高教學效果的目的。整個混合式教學方式如圖2所示。

4.4采用案例驅動教學模式

案例驅動教學法是一種非常實用的教學方式，也是非常適用于數據結構這種枯燥課程的教學。數據結構的教學內容不僅僅局限于計算機專業領域知識，其應用已經在不同領域當中都有出現[5]。因此，在講解數據結構相關概念術語的時候，引入常見的應用案例穿插其中，如講解單鏈表概念時，引入封裝圖書信息的鏈表結點，在講解單鏈表算法設計應用時，通過實現具有簡單添加新書、借書、查詢和還書等操作的小型圖書管理程序來體現鏈表基本功能的應用。通過對比以往采用界面設計和數據庫連接實現的小型圖書管理程序的不同編程思路，幫助學生提高對單鏈表邏輯思想、算法設計的認識。

4.5加強編程能力的培養

本項目學生是僅具有Java語言編程基礎，沒有學習過指針內容知識，且部分學生尤其是女生編程實踐能力差。所以，在算法轉化為程序，尤其最初的鏈表設計與實現時，受到編程儲備知識的約束，很多時候不知道怎么入手，一旦運行結果與預測結果不符合時，不知從何下手尋找程序問題。因此，課程實踐教學主要采取“抄”程序的方法。教師將實踐內容實現過程錄制視頻上傳至學習通學習平臺，讓學生以完成作業的形式跟隨教師的步伐進行調試程序，成功運行，提高學習的成就感，避免一開始無從下手，消極應付的狀態。同時，在減輕編程難度的同時，加大編程實踐的工作量，通過“熟能生巧”的方式，全面提高學生的編程能力，同時也加深對理論內容的理解和融合。

5 改革成效

本案教學改革實施后，根據課程大綱教學目標要求，通過理論和實踐兩方面對同時對20級普通本科生和20級中職升本學生的學習效果進行了考核。理論考核主要采用傳統的閉卷筆試考核方式，主要通過選擇題、判斷題、填空題和應用題4種題型對學生基礎理論掌握情況進行考查，題目難易度比研究生入學考試稍低，中職班學生卷面整體通過率達到88.5%，比預期的85%通過率要高，比普通本科生整體卷面分數高出2.1個百分點。實踐考核采取學生獨立通過集中5個全天時間實現貫穿課程主要內容的6個編程實踐案例的方式，考核統計數據如表1實踐考核統計表所示。通過考核統計數據可知，通過改革后的數據結構教學方式，同時適用于在普通本科生和中職升本學生，兩種類型生源的考核結果差異不大，且兩類生源的學習效果都達到了良好要求。

6 結束語

國家打通中職升本的學業提升通道是為了提升中職生的學歷層次和知識層次，培養更高素質的應用型人才，以滿足社會經濟轉型的需求。數據結構課程在計算機專業中地位是非常重要的，起到承上啟下的作業，也是學生主要考研專業課之一。針對課程的教學目標和內容要求，側重于中職升本學生的特點，探討合適的教學模式，改革教學方式，在保證理論基礎扎實的基礎上提升實踐操作能力，使得學生在理論認識和實踐操作能力上都獲得有效的提升。