应用型本科“数据结构”课程教学改革的研究与实践

应用型本科“数据结构”课程教学改革的研
究与实践
宁正元王秀丽钟一文易金聪黄思先赖贤伟
论文关键词:应用型本科数据结构课程建设教学改革
论文摘要:应用型本科课程建设是我国高等教育的薄弱环节。

本文在多方位研究了应用型本科特点以后,结合长期从事应用型本科教学工作的体会和体会,重点论述了应用型本科“数据结构”课程的课程建设和教研教改问题,并简要介绍了作者所在学校的一些做法。

“数据结构”是运算机科学课程体系中的一门重要专业基础课程。

我国“数据结构”课程的开设始于20世纪80年代初期,第一本教材是清华大学出版社1981年出版的严蔚敏教授组织编写的《数据结构》。

通过近三十年的建设,涌现出了许多版本的好教材和多门国家级精品课程。

缺憾的是能专门好地适应应用型本科教学的数据结构教材很少;数据结构国家级精品课程都是一本招生的重点大学课程,没有一门二本、三本招生的应用型本科课程。

我国的高等教育成功的从精英教育转型到公共教育,应用型本科的教材建设和课程建设是摆在咱们眼前迫在眉睫急需解决的重大课题。

我校数据结构课程组通过十连年的建设取得了较好的成效,1999年“数据结构”课程评为省级优秀课程,2007年“数据结构”课程评为省级精品课程。

成立了比较完备的教育资源,其中素材类教育资源有:
试题库、试卷素材、媒体素材、文献素材、课件素材、案例素材和常见问题素材等等;依照教学的需要本课程已经成立了多媒体课件、CAI 课件、无纸化考试系统等。

成立了“数据结构”教学网站,网站上的教学资源丰硕,有教学方式、教学治理、教学打算、教学大纲、多媒体课件、习题、教案、讲稿和讲课录象等网上资源,已供学生自学利用。

本文就应用型本科数据结构课程建设,结合我校的教学改革研究与实践谈一点观点,供同仁参考。

1应用型本科的特点
应用型本科与重点大学的研究型本科有着专门大的不同,除在生源、师资、教学条件等方面的较大不同外,要紧有以下几个方面。

多样性
研究型本科承担社会所需要的创新型、理论性人材的培育和基础性、原创性科学研究任务;而应用型本科那么承担社会各类各样人材需求的培育任务,尤其是适应经济进展需要的实践应用型人材培育的任务。

其实,应用型人材更多的表现为一种人材培育目标的类型结构而不是层次结构,这种应用性表此刻多方面,也能够区分为学术型、工程型、技术型和技术型等四种应用性人材类型,学术型人材的要紧任务是探讨和发觉新原理,研究客观规律,将客观规律转化为科学原理和学科体系;工程型人材那么要紧从事将科学原理及学科体系知识转化为设计方案或设计图纸;技术型人材要紧从事将设计方案与图纸转化为产品;
技术型人材那么要紧依托熟练的操作技术来具体完成产品的制作。

综合性
应用型本科人材应该是和谐进展的高素养应用型人材,高素养应用型人材不仅要有必然的理论知识,同时还要有较强的理论技术;不仅要有扎实的专业基础知识,还需要有过硬的应用性知识、必然的科学人文知识和相关的财务、治理和人际方面的知识。

高素养应用型人材不仅要有必然的操作实践能力,还要有较强的创新能力。

更要具有较强的理论知识和技术的应用能力,要培育学生构建应用知识进行技术创新和技术的二次开发的能力、科学研究的能力。

应用型人材不仅要有较高的专业素养,还要有必然的非专业素养。

应用型本科教育要幸免“重专业技术、轻综合素养”、过度重视人的技术价值、工具价值,轻忽人自我进展的价值,要把片面强调学生的职业素养转变成兼重综合素养。

技术性
应用型本科人材,以能力培育为重心构建教学体系,成立以社会适应性为核心的教育质量观和人材观。

咱们必需围绕应用型本科人材知识、能力、素养和谐进展的目标要求,以能力培育为重心,构建相对独立、内在统一的人材培育体系。

必需打破传统的研究型人材培育的教学体系,确信理论与技术的深度和广度,整合教学内容,在教学进程中把教授知识、培育能力、提高素养有机地结合起来,表现多层次、个性化的培育特点,构建和完善以提高基础理论和基础知识为目标的理论课程体系,以提高大体技术与专业技术为目标的实践课程体系,提高综合能力和拓展专业外延为目标的素养拓展体系,组成人材培育的主体
框架。

实践性
高级应用型本科人材培育模式有别于研究型大学和中国传统的专科教育。

其显著特点是工程教学与工程实训相结合,使学生通过实践取得工程技术人员的初步训练,为受教育者以后的自主择业和自主创业奠定基础。

依照应用型本科人材多层次、多元化的能力特点,需要构建分类设计、分层施教、分步实施、独立设置的选修与必修相结合的实践教学体系。

围绕着社会对人材的创新、创业精神和实践能力的要求,需要构建从课堂内系统的、综合性的实践技术训练到课外的自助式开放实验、贯穿校内学习全进程的专业素养拓展训练和校外实习相结合的培育体系。

生产效劳性
应用型本科的进展不同于研究型本科的追求以研究生培育为主,以原创性、大体性理论研究为主旨的进展途径;也不同于我国传统的高等教育以学术性本科生培育为主,以研究型大学为进展目标和参照依据的办学模式,而是在强调必需的学术性和基础理论性的同时,要加倍强调面向市场现实需要和学生的实际与以后进展需求,主动踊跃的为地址经济建设和区域社会与行业进展效劳,以效劳求支持,以奉献求进展。

通过产学研合作教育培育高技术应用型人材的同时要踊跃从事应用技术研究和实践开发研究,踊跃致力于把原创性研究功效和学术性实验功效直接推向市场,转化为现实生产力和直接奉献力。

2应用型本科数据结构课程建设问题
课程目标偏重问题
应用型本科的特点决定了其数据结构课程建在课程目标和要求等诸多方面与研究型本科有着不同的偏重。

数据结构课程介绍程序数据的结构、组织和治理技术和在此基础上的算法设计与分析技术,不仅为后续课程操作系统、编译原理、数据库原理、软件工程、人工智能、运算机图形学、运算机辅助设计、多媒体技术等课程提供必要的知识预备,更重要的是能够提高学生软件分析、设计、编程和数据组织的能力。

研究型本科偏重与数据对象的特性、算法分析等数据结构理论问题的研究,注重理论的系统性、完整性和探讨新结构新方式的创新性;而应用型本科那么偏重数据的逻辑结构、存储结构和在特定结构基础上的算法实现,注重结构的特性、算法的效率性和在实际问题当选择结构与算法的应用性。

应用型本科数据结构课程的目标、要求和偏重决定了应用型本科数据结构课程建设在教材建设、课程设计、实验环节、师资队伍建设等方面应该有着与研究型本科不同的特色。

但是,在近些年我国推行的高等教育质量工程中,应用型本科教育却是被轻忽了的薄弱地带。

国家精品课程建设,只区分本科和高职高专两部份,结果是本科部份大体上让本一批招生的重点高校包揽,数据结构国家级精品课程全数是重点高校包揽。

国家“十一五计划教材”也是如此,数据结构教材入选者全数是研究型重点高校的教材,国家级教学功效奖、国家级教学名师关于应用型本科高校来讲更是稀缺。

这些
都严峻阻碍和制约着应用型本科高等教育的进展,阻碍和制约着应用型本科教育质量和教学成效的提高,也阻碍和制约着应用型本科的数据结构课程的建设。

教材偏重理论问题
教材是保证教学质量与成效的前提。

纵观我国学者出版的数据结构课程教材,其中不乏许多有特色的好教材,如清华大学严蔚敏教授组织编写的《数据结构》等国家“十一五”计划教材。

但是,这些教材理论性都比较强,关于应用型本科利用不够理想。

针对应用型本科特点,出版一套教材体系科学、面向大学二本三本学校学生、偏重应用性、教学内容与应用实例有机融合、符合应用性本科特点的数据结构教材,是应用型本科数据结构课程建设的首要问题。

教学实践环节的设计问题
数据结构课程的难点在于学生听得懂、看的明白,但当动手设计算法,解决实际应用问题时会感到无从下手。

该课程一样在本科低年级开设,关于仅学过一门高级程序设计语言的学生,明白得和把握其中的原理比较困难。

学生在学习时,对“数据结构”在运算机科学的算法理论和软件设计中的重要性熟悉不足,缺乏学习爱好和学习动力。

针对这些问题,注重课程设计、课程实验等实践环节设计是提高课程教学成效的要紧方法。

要精心选择与课程教学内容紧密相关的典型案例,通过典型案例培育学生独立分析解决问题的能力。

可把课程必需把握的技术点设定为必修实验(设计),关于技术延伸性技术点设为选做实验(设计),供学生自由选择,给学生以个性化进展的空间。

以基础性与先进性、综
合性相结合为原那么,筛除部份传统课程体系内的验证性经典实验,加大综合性或设计性实验数量,通过实践环节,提高学生分析问题和解决问题的能力,强化学生的创新能力、技术开发能力培育。

在实验教学的方式上,要注重因果式引导、功效型训练,刺激学生的成绩感,激发学生的学习爱好与钻研的好奇心。

这种全方位、立体化、系统标准的培育模式创新和实践,可使所培育人材符合社会对创新型、创业型人材的需要。

考核与平台问题
在课程考试考核环节设计上,既要考核大体理论的把握程度,更要考核实验实践能力和开发设计能力。

在教学资源平台建设上,既要建设一样性常规教学资源,还要考虑充分利用网络等现代化教学手腕建设优质的网络教学资源。

在师资队伍建设上,既要考虑有研究型本科师资具有的较扎实的理论基础,又要考虑有应用型本科师资必备的较强的工程技术和应用研究开发能力。

3我校的数据结构课程建设
我校数据结构课程课程组不断探讨教学手腕和教学改革的新思路,通过十连年的建设取得了较好的成效,1999年“数据结构”课程评为省级优秀课程,2007年“数据结构”课程评为省级精品课程。

咱们的要紧做法是:
重视教材建设
2000年在华东地域运算机基础教育研究会的组织下,主持编写了
《数据结构——用C语言描述》和《数据结构习题解析与上机实验指导》等教材,该教材一经利用就受到各校师生的一致好评,2006年发行了第二版,累计发行83000册。

2006年还应清华大学出版社邀请,针对应用型本科的特点主持编写了高等院校信息技术计划教材《算法与数据结构》、配套辅导与实验教材《数据结构学习辅导》和《算法与数据结构习题精解和实验指导》,已发行31500册。

有关专家的评判是:“教材体系科学,面向大学二本、三本学校学生偏重应用性,教学内容与应用实例有机融合符合应用性本科特点,有助于培育学生解决实际问题的思维能力和创新能力;教材内容新信息量大,融入最新科研功效内容,专门好地表现了该课程内容的基础性与先进性。

”
重视实践教学环节
学校在数据结构课程设计和上机实验课的内容设计与方式改革等方面做了大量的工作。

精心设计实验案例和课程设计案例,出版《数据结构习题解析与上机实验指导》、《算法与数据结构习题精解和实验指导》教学参考书籍,实行开放式实验教学改革,引进软件企业培训软件开发项目驱动,这些方法有效地保证了实践教学的质量。

重视教学教改研究
课程组成员踊跃参加教研教改活动,踊跃参加各类教学研讨会议,常常性的总结和交流教育教改体会体会。

前后主持和参与“运算机科学与技术课程CAI特性的研究和CAI软件包研制”、“软件人材培育实践教学体系的成立与实施”等省校级教改项目十多项,发表教研教改论文二十多篇。

“数据结构课程建设”、“数据结构教材”、“高等学校高级
语言程序设计课程教学改革与实践”、“开放式实验教学改革与实践”等十多项教学功效取得校级以上教学功效奖。

重视教学资源建设
搭建数据结构课程资源平台,为学生提供更多更好的学习途径。

咱们除在清华大学出版社网站和中国水利水电出版社网站挂出电子教案和多媒体课件外,还专门成立了数据结构精品课程网站,提供教学方式、教学治理、教学打算、教学大纲、多媒体课件、习题、教案、讲稿和讲课录象等网上资源。

这些教学资源有效地改善了学生的学习条件,方便了学生的学习需要。

重视师资队伍建设
课程组一直都很重视教学梯队建设,目前已形成有3位教授、3位副教授、3位讲师的具有较高学术水平的课程教学团队。

团队中有3位博士(含1位在读博士生),省级优秀中青年骨干教师1名,1人入选省百万万人材工程,多人主持或承担省级以上科研项目,发表具有较高学术水平的学术论文(SCI/EI收录)30多篇,多人参加国内外主办的国际学术会议报告交流学术论文。

师资队伍科研水平的提高,有效地保证和增进了课程教学水平的提高,对提高教学质量和成效产生了踊跃的作用。

4结语
应用型本科承担着社会各类各样人材的培育任务,招生量大、阻碍
面广,应当引发社会各界尤其是各级教育治理部门的重视。

应用型本科课程建设在质量工程中被轻忽或弱化,是一个应当尽快引发教育界重视的重大问题。

数据结构课程在运算机科学课程体系中占据着十分重要的核心位置,应用型本科数据结构课程的建设任务任重而道远。

参考文献:
[1]宁正元,王秀丽,林大辉.算法与数据结构[M].北京:清华大学出版社,2006.
[2]宁正元,王秀丽,林大辉.算法与数据结构习题解析和实验指导[M].北京:清华大学出版社,2007.。