- 相關推薦
應用型本科數據結構課程教學改革的研究與實踐論文
摘要:應用型本科課程建設是我國高等教育的薄弱環節。本文在多方位研究了應用型本科特點之后，結合長期從事應用型本科教學工作的經驗和體會，重點論述了應用型本科“數據結構”課程的課程建設和教研教改問題，并簡要介紹了作者所在學校的一些做法。
關鍵詞:應用型本科 數據結構 課程建設 教學改革
“數據結構”是計算機科學課程體系中的一門重要專業基礎課程。我國“數據結構”課程的開設始于20世紀80年代初期，第一本教材是清華大學出版社1981年出版的嚴蔚敏教授組織編寫的《數據結構》。經過近三十年的建設，涌現出了許多版本的好教材和多門國家級精品課程。缺憾的是能很好地適應應用型本科教學的數據結構教材很少；數據結構國家級精品課程都是一本招生的重點大學課程，沒有一門二本、三本招生的應用型本科課程。我國的高等教育成功的從精英教育轉型到大眾教育，應用型本科的教材建設和課程建設是擺在我們面前刻不容緩急需解決的重大課題。
我校數據結構課程組經過十多年的建設取得了較好的效果，1999年“數據結構”課程評為省級優秀課程，2007年“數據結構”課程評為省級精品課程。建立了比較完備的教育資源，其中素材類教育資源有:試題庫、試卷素材、媒體素材、文獻素材、課件素材、案例素材和常見問題素材等等；根據教學的需要本課程已經建立了多媒體課件、CAI課件、無紙化考試系統等。建立了“數據結構”教學網站，網站上的教學資源豐富，有教學方法、教學管理、教學計劃、教學大綱、多媒體課件、習題、教案、講稿和授課錄象等網上資源，已供學生自學使用。本文就應用型本科數據結構課程建設，結合我校的教學改革研究與實踐談一點看法，供同仁參考。
1應用型本科的特點
應用型本科與重點大學的研究型本科有著很大的不同，除了在生源、師資、教學條件等方面的較大差別外，主要有以下幾個方面。
1.1多樣性
研究型本科承擔社會所需要的創新型、理論性人才的培養和基礎性、原創性科學研究任務；而應用型本科則承擔社會各種各樣人才需求的培養任務，尤其是適應經濟發展需要的實踐應用型人才培養的任務。其實，應用型人才更多的體現為一種人才培養目標的類型結構而不是層次結構，這種應用性表現在多方面，也可以區分為學術型、工程型、技術型和技能型等四種應用性人才類型，學術型人才的主要任務是探索和發現新原理，研究客觀規律，將客觀規律轉化為科學原理和學科體系；工程型人才則主要從事將科學原理及學科體系知識轉化為設計方案或設計圖紙；技術型人才主要從事將設計方案與圖紙轉化為產品；技能型人才則主要依靠熟練的操作技能來具體完成產品的制作。
1.2綜合性
應用型本科人才應該是和諧發展的高素質應用型人才，高素質應用型人才不僅要有一定的理論知識，同時還要有較強的理論技能；不僅要有扎實的專業基礎知識，還需要有過硬的應用性知識、一定的科學人文知識和相關的財務、管理和人際方面的知識。高素質應用型人才不僅要有一定的操作實踐能力，還要有較強的創新能力。更要具有較強的理論知識和技術的應用能力，要培養學生構建應用知識進行技術創新和技術的二次開發的能力、科學研究的能力。應用型人才不僅要有較高的專業素養，還要有一定的非專業素養。應用型本科教育要避免“重專業技能、輕綜合素養”、過分重視人的技術價值、工具價值，忽視人自我發展的價值，要把片面強調學生的職業素質轉變為兼重綜合素質。
1.3技能性
應用型本科人才，以能力培養為重心構建教學體系，建立以社會適應性為核心的教育質量觀和人才觀。我們必須圍繞應用型本科人才知識、能力、素質和諧發展的目標要求，以能力培養為重心，構建相對獨立、內在統一的人才培養體系。必須打破傳統的研究型人才培養的教學體系，確定理論與技能的深度和廣度，整合教學內容，在教學過程中把傳授知識、培養能力、提高素質有機地結合起來，體現多層次、個性化的培養特征，構建和完善以提高基礎理論和基礎知識為目標的理論課程體系，以提高基本技能與專業技能為目標的實踐課程體系，提高綜合能力和拓展專業外延為目標的素質拓展體系，構成人才培養的主體框架。
1.4實踐性
高級應用型本科人才培養模式有別于研究型大學和中國傳統的專科教育。其顯著特征是工程教學與工程實訓相結合，使學生通過實踐獲得工程技術人員的初步訓練，為受教育者未來的自主擇業和自主創業奠定基礎。根據應用型本科人才多層次、多元化的能力特點，需要構建分類設計、分層施教、分步實施、獨立設置的選修與必修相結合的實踐教學體系。圍繞著社會對人才的創新、創業精神和實踐能力的要求，需要構建從課堂內系統的、綜合性的實踐技能訓練到課外的自助式開放實驗、貫穿校內學習全過程的專業素質拓展訓練和校外實習相結合的培養體系。
1.5生產服務性
應用型本科的發展不同于研究型本科的追求以研究生培養為主，以原創性、基本性理論研究為主旨的發展路徑；也不同于我國傳統的高等教育以學術性本科生培養為主，以研究型大學為發展目標和參照依據的辦學模式，而是在強調必須的學術性和基礎理論性的同時，要更加強調面向市場現實需要和學生的實際與未來發展需求，主動積極的為地方經濟建設和區域社會與行業發展服務，以服務求支持，以貢獻求發展。通過產學研合作教育培養高技能應用型人才的同時要積極從事應用技術研究和實踐開發研究，積極致力于把原創性研究成果和學術性實驗成果直接推向市場，轉化為現實生產力和直接貢獻力。
2應用型本科數據結構課程建設問題
2.1課程目標側重問題
應用型本科的特點決定了其數據結構課程建在課程目標和要求等諸多方面與研究型本科有著不同的側重。數據結構課程介紹程序數據的結構、組織和管理技術以及在此基礎上的算法設計與分析技術，不僅為后續課程操作系統、編譯原理、數據庫原理、軟件工程、人工智能、計算機圖形學、計算機輔助設計、多媒體技術等課程提供必要的知識準備，更重要的是可以提高學生軟件分析、設計、編程和數據組織的能力。研究型本科側重與數據對象的特性、算法分析等數據結構理論問題的研究，注重理論的系統性、完整性和探索新結構新方法的創新性；而應用型本科則側重數據的邏輯結構、存儲結構和在特定結構基礎上的算法實現，注重結構的特性、算法的效率性和在實際問題中選擇結構與算法的應用性。應用型本科數據結構課程的目標、要求和側重決定了應用型本科數據結構課程建設在教材建設、課程設計、實驗環節、師資隊伍建設等方面應該有著與研究型本科不同的特色。
然而，在近些年我國推行的高等教育質量工程中，應用型本科教育卻是被忽視了的薄弱地帶。國家精品課程建設，只區分本科和高職高專兩部分，結果是本科部分基本上讓本一批招生的重點高校包攬，數據結構國家級精品課程全部是重點高校包攬。國家“十一五規劃教材”也是如此，數據結構教材入選者全部是研究型重點高校的教材，國家級教學成果獎、國家級教學名師對于應用型本科高校來說更是稀缺。這些都嚴重影響和制約著應用型本科高等教育的發展，影響和制約著應用型本科教育質量和教學效果的提高，也影響和制約著應用型本科的數據結構課程的建設。
2.2教材偏重理論問題
教材是保證教學質量與效果的前提。縱觀我國學者出版的數據結構課程教材，其中不乏許多有特色的好教材，如清華大學嚴蔚敏教授組織編寫的《數據結構》等國家“十一五”規劃教材。然而，這些教材理論性都比較強，對于應用型本科使用不夠理想。針對應用型本科特點，出版一套教材體系科學、面向大學二本三本學校學生、側重應用性、教學內容與應用實例有機融合、符合應用性本科特點的數據結構教材，是應用型本科數據結構課程建設的首要問題。
2.3教學實踐環節的設計問題
數據結構課程的難點在于學生聽得懂、看的明白，但當動手設計算法，解決實際應用問題時會感到無從下手。該課程一般在本科低年級開設，對于僅學過一門高級程序設計語言的學生，理解和掌握其中的原理比較困難。學生在學習時，對“數據結構”在計算機科學的算法理論和軟件設計中的重要性認識不足，缺乏學習興趣和學習動力。針對這些問題，注重課程設計、課程實驗等實踐環節設計是提高課程教學效果的主要措施。要精心選擇與課程教學內容密切相關的典型案例，通過典型案例培養學生獨立分析解決問題的能力。可把課程必須掌握的技能點設定為必修實驗(設計)，對于技能延伸性技能點設為選做實驗(設計)，供學生自由選擇，給學生以個性化發展的空間。以基礎性與先進性、綜合性相結合為原則，篩除部分傳統課程體系內的驗證性經典實驗，加大綜合性或設計性實驗數量，通過實踐環節，提高學生分析問題和解決問題的能力，強化學生的創新能力、技術開發能力培養。在實驗教學的方式上，要注重因果式引導、成果型訓練，刺激學生的成就感，激發學生的學習興趣與鉆研的好奇心。這種全方位、立體化、系統規范的培養模式創新和實踐，可使所培養人才符合社會對創新型、創業型人才的需要。
2.4考核與平臺問題
在課程考試考核環節設計上，既要考核基本理論的掌握程度，更要考核實驗實踐能力和開發設計能力。在教學資源平臺建設上，既要建設一般性常規教學資源，還要考慮充分利用網絡等現代化教學手段建設優質的網絡教學資源。在師資隊伍建設上，既要考慮有研究型本科師資具備的較扎實的理論基礎，又要考慮有應用型本科師資必備的較強的工程技術和應用研究開發能力。
3我校的數據結構課程建設
我校數據結構課程課程組不斷探索教學手段和教學改革的新思路，經過十多年的建設取得了較好的效果，1999年“數據結構”課程評為省級優秀課程，2007年“數據結構”課程評為省級精品課程。我們的主要做法是:
3.1重視教材建設
2000年在華東地區計算機基礎教育研究會的組織下，主持編寫了《數據結構——用C語言描述》和《數據結構習題解析與上機實驗指導》等教材，該教材一經使用就受到各校師生的一致好評，2006年發行了第二版，累計發行83000冊。2006年還應清華大學出版社邀請，針對應用型本科的特點主持編寫了高等院校信息技術規劃教材《算法與數據結構》、配套輔導與實驗教材《數據結構學習輔導》和《算法與數據結構習題精解和實驗指導》，已發行31500冊。有關專家的評價是:“教材體系科學，面向大學二本、三本學校學生側重應用性，教學內容與應用實例有機融合符合應用性本科特點，有助于培養學生解決實際問題的思維能力和創新能力；教材內容新信息量大，融入最新科研成果內容，很好地體現了該課程內容的基礎性與先進性。”
3.2重視實踐教學環節
學校在數據結構課程設計和上機實驗課的內容設計與方法改革等方面做了大量的工作。精心設計實驗案例和課程設計案例，出版《數據結構習題解析與上機實驗指導》、《算法與數據結構習題精解和實驗指導》教學參考書籍，實行開放式實驗教學改革，引進軟件企業培訓軟件開發項目驅動，這些措施有效地保證了實踐教學的質量。
3.3重視教學教改研究
課程組成員積極參加教研教改活動，積極參加各種教學研討會議，經常性的總結和交流教育教改經驗體會。先后主持和參與“計算機科學與技術課程CAI特性的研究和CAI軟件包研制”、“軟件人才培養實踐教學體系的建立與實施”等省校級教改項目十多項，發表教研教改論文二十多篇。“數據結構課程建設”、“數據結構教材”、“高等學校高級語言程序設計課程教學改革與實踐”、“開放式實驗教學改革與實踐”等十多項教學成果獲得校級以上教學成果獎。
3.4重視教學資源建設
搭建數據結構課程資源平臺，為學生提供更多更好的學習途徑。我們除了在清華大學出版社網站和中國水利水電出版社網站掛出電子教案和多媒體課件外，還專門建立了數據結構精品課程網站，提供教學方法、教學管理、教學計劃、教學大綱、多媒體課件、習題、教案、講稿和授課錄象等網上資源。這些教學資源有效地改善了學生的學習條件，方便了學生的學習需要。
3.5重視師資隊伍建設
課程組一直都很重視教學梯隊建設，目前已形成有3位教授、3位副教授、3位講師的具有較高學術水平的課程教學團隊。團隊中有3位博士(含1位在讀博士生)，省級優秀中青年骨干教師1名，1人入選省百千萬人才工程，多人主持或承擔省級以上科研項目，發表具有較高學術水平的學術論文(SCI/EI收錄)30多篇，多人參加國內外主辦的國際學術會議報告交流學術論文。師資隊伍科研水平的提高，有效地保證和促進了課程教學水平的提高，對提高教學質量和效果產生了積極的作用。
4結語
應用型本科承擔著社會各種各樣人才的培養任務，招生量大、影響面廣，應當引起社會各界尤其是各級教育管理部門的重視。應用型本科課程建設在質量工程中被忽視或弱化，是一個應當盡快引起教育界重視的重大問題。數據結構課程在計算機科學課程體系中占據著十分重要的核心位置，應用型本科數據結構課程的建設任務任重而道遠。
參考文獻:
[1]寧正元，王秀麗，林大輝.算法與數據結構[M].北京:清華大學出版社，2006.
[2]寧正元，王秀麗，林大輝.算法與數據結構習題解析和實驗指導[M].北京:清華大學出版社，2007.
【應用型本科數據結構課程教學改革的研究與實踐論文】相關文章：
淺談應用型本科院校VF數據庫課程教學改革研究初探教育論文10-12
應用型本科國際投資學課程教學改革探究論文10-08
應用型本科計算機專業的實踐教學改革論文10-09
本科網絡安全課程的實踐教學改革論文10-08
本科課程教學的應用型論文10-09
應用型本科投資學課程教學改革10-05
酒店管理應用型本科實踐教學研究論文10-11