周曉寧+胡嬿

摘要：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，本文從民辦獨(dú)立高校課程群建設(shè)的角度出發(fā)，提出了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革的思路；探討了在課程群中“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”與其他課程之間的關(guān)系，提出了該課程在理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革方案。

關(guān)鍵詞：課程教學(xué)改革；課程群；民辦獨(dú)立高校；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）46-0073-02

高等教育是培養(yǎng)高級(jí)專門人才的主要社會(huì)活動(dòng)[1]。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，承擔(dān)高等教育工作的公辦高校已不能滿足日益增長(zhǎng)的就學(xué)需求；作為補(bǔ)充，民辦獨(dú)立高校為社會(huì)提供了高質(zhì)量本科層次的大眾化高等教育服務(wù)[2]。民辦獨(dú)立高校辦學(xué)靈活，直面社會(huì)和職場(chǎng)，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，因此其教育模式與傳統(tǒng)公辦研究型高校有所不同；這一差異也直接體現(xiàn)在其教學(xué)活動(dòng)中。

課程是教學(xué)活動(dòng)的組織方式，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基本途徑，因此課程建設(shè)直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是高等教育改革的核心[3]。本世紀(jì)90年代以來(lái)，作為高等教育改革的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，高校課程建設(shè)中的重要一環(huán)，課程群建設(shè)逐漸引起人們的重視。

課程群（以下簡(jiǎn)稱課群）是某一學(xué)科內(nèi)的諸多課程的集合，是“從屬于某個(gè)學(xué)科，相互間性質(zhì)相關(guān)或相近，如相承、滲透、互補(bǔ)等課程的集合體”[4]。顯然，課程是課群的要素；課程教學(xué)改革則是從微觀角度，以某一課程為對(duì)象，以提高教學(xué)效果為目標(biāo)，對(duì)課程的實(shí)施手段和教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)。

本文以南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱南航金城學(xué)院）信息工程系“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革為例，探討在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法”課群建設(shè)中“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)改革方案的實(shí)施。在不改動(dòng)課程原有學(xué)時(shí)的前提下，通過(guò)調(diào)整該門課程的具體教學(xué)內(nèi)容和方法、考核方案，達(dá)到優(yōu)化課程知識(shí)體系，提高教學(xué)質(zhì)量的目的；同時(shí)滿足民辦獨(dú)立高校因材施教、分層次、多渠道的人才培養(yǎng)模式的要求。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課群的建立

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法”課群是以南航金城學(xué)院信息工程系計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃為指導(dǎo)，包含“離散數(shù)學(xué)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)”以及“算法設(shè)計(jì)與分析”四門課程；具體課群體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程；是“算法設(shè)計(jì)與分析”的重要先修課程。其教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)分析數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特性，為具體應(yīng)用（例如，建立用戶廣告服務(wù)系統(tǒng)）涉及的數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的解題算法；同時(shí)涉及算法的時(shí)間、空間效率分析技術(shù)。整個(gè)課程同時(shí)也是一個(gè)復(fù)雜程序設(shè)計(jì)的訓(xùn)練過(guò)程；要求學(xué)生編寫的程序結(jié)構(gòu)清楚，正確易讀，符合軟件工程的規(guī)范。而這一要求也直接體現(xiàn)在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)”的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中?！八惴ㄔO(shè)計(jì)與分析”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件工程中的核心研究領(lǐng)域之一。許多實(shí)際問(wèn)題的求解都依賴于有效算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：如用戶廣告服務(wù)系統(tǒng)等一旦深入下去就能夠被描述成一組以網(wǎng)絡(luò)流為模型的問(wèn)題[5]?！半x散數(shù)學(xué)”是研究離散量的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系的數(shù)學(xué)類課程?！半x散數(shù)學(xué)”在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“算法設(shè)計(jì)與分析”的重要先修課程。

在課群建設(shè)中，首先處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之間的關(guān)系，離散數(shù)學(xué)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法之間的關(guān)系；其次以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為主線，結(jié)合算法設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)如何選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，靈活處理離散數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)，突出算法設(shè)計(jì)的中心思想，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。整個(gè)課群建設(shè)遵循：“單門課程建設(shè)→課群建設(shè)”模式；以單門課程教學(xué)改革為點(diǎn)，課群建設(shè)為線，專業(yè)建設(shè)為面?！包c(diǎn)、線、面”逐步推進(jìn)，從而達(dá)到優(yōu)化課程知識(shí)體系，提高教學(xué)質(zhì)量，滿足民辦獨(dú)立高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革方案

1.理論教學(xué)改革?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括：線性結(jié)構(gòu)、非線性結(jié)構(gòu)、查找和排序三大部分。其中前兩部涉及線性表、棧和隊(duì)列、字符串、數(shù)組和廣義表、樹和二叉樹、圖等多種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在實(shí)際教學(xué)中，任課教師多遵循“邏輯結(jié)構(gòu)→存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)→相關(guān)操作”的主線，對(duì)所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行逐個(gè)講解。查找和排序部分，則羅列出多種不同的解決計(jì)算機(jī)查找和排列數(shù)據(jù)的算法，講解時(shí)需要比較不同算法在時(shí)間和空間上的性能差異。針對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法”課群建設(shè)的要求，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的理論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式做了如下調(diào)整：

（1）以實(shí)際案例為主線，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)。比如，在講授圖的應(yīng)用時(shí)，最短路徑算法是重點(diǎn)也是難點(diǎn)；不僅因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)本身在原理的理解上較為困難，同時(shí)學(xué)生也不太能夠接觸到該算法的實(shí)際應(yīng)用。因此在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，以“游戲地圖的查找”為例說(shuō)明該算法，并強(qiáng)調(diào)圖的結(jié)構(gòu)特性（邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及涉及的基本操作）；這實(shí)際上是一種案例分析方法。

（2）強(qiáng)調(diào)課程間的知識(shí)點(diǎn)的銜接。例如，講解最短路徑算法時(shí)，將案例（交通咨詢系統(tǒng)）的實(shí)現(xiàn)，放置在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)”的實(shí)踐環(huán)節(jié)中；該算法的正確性證明則在“算法設(shè)計(jì)與分析”課程中給予解釋。又如，講解快速排序和簡(jiǎn)單交換排序時(shí)，重點(diǎn)讓學(xué)生能夠區(qū)分不同算法的執(zhí)行步驟；著重強(qiáng)調(diào)程序本身的特性，操作對(duì)象的特性等涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)點(diǎn)。而算法時(shí)間性能的比較則放在“算法設(shè)計(jì)與分析”課程中來(lái)解決。此外，“離散數(shù)學(xué)”中圖論部分的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)也需要和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中圖部分的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容相銜接。

（3）在課程考核上增加平時(shí)成績(jī)，提高理論知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際掌握程度的考核比重；避免一次考試成績(jī)定成敗。將最終的考核總評(píng)成績(jī)分為三部分：平時(shí)成績(jī)（課后練習(xí)成績(jī)、課堂回答問(wèn)題成績(jī)、出勤率等綜合考評(píng)成績(jī)）占總成績(jī)的20%；上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)評(píng)分（線性結(jié)構(gòu)、非線性結(jié)構(gòu)、查找和排序）占30%；結(jié)課考試（筆試）占50%?？傮w評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中，理論知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際掌握程度通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行考核；對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行差異化教學(xué)（能力強(qiáng)、對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解深入的學(xué)生可以選擇難度較大的案例來(lái)實(shí)現(xiàn)）。事實(shí)證明，在2015年秋季的實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，取得了較好的教學(xué)效果，很多同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)了；課堂回答問(wèn)題的熱情較高，同時(shí)課后提問(wèn)的次數(shù)也明顯增多。

2.實(shí)踐教學(xué)改革。與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程密切相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要分兩部分：一是理論課程中的實(shí)驗(yàn)上機(jī)環(huán)節(jié)；二是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)。將“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”理論教學(xué)內(nèi)容所涉及的應(yīng)用案例分別安排在兩個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，另外再增設(shè)多個(gè)較為復(fù)雜的典型案例實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，不但系統(tǒng)地闡述了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的基本原理，同時(shí)也給出了一些的典型案例。每個(gè)案例的敘述完全按照解決實(shí)際問(wèn)題的思路進(jìn)行，這對(duì)學(xué)生如何面對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目問(wèn)題有著很好的啟迪作用。

三、結(jié)論

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程的開設(shè)如何滿足民辦獨(dú)立高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，如何滿足課群建設(shè)的實(shí)際要求，是一個(gè)值得不斷探索的課題。本文從南航金城學(xué)院信息工程系計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的課程教學(xué)改革出發(fā)，從課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面進(jìn)行探討，提出了相應(yīng)的改革思路。在2015年秋季的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，取得了較為明顯的效果。顯然，學(xué)生不但獲得了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也掌握了一定的專業(yè)技能：以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)為基礎(chǔ)，分析案例、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

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