劉翠煥 張麗娟 張波 黃振華

摘 要：為積極響應(yīng)新工科發(fā)展建設(shè)，積極推進教學改革，本文分析了在目前新工科背景下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學現(xiàn)狀，并提出了一些改進方法，以提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的專業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：新工科;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);教學改革

應(yīng)用型本科院校，是指以應(yīng)用型為辦學定位，以應(yīng)用型本科教育為主的本科院校。應(yīng)用型本科教育的職責之一是抓住新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新技術(shù)發(fā)展機遇，創(chuàng)新發(fā)展思路，增強把握社會經(jīng)濟技術(shù)重大變革趨勢的能力，加強戰(zhàn)略謀劃和布局，實現(xiàn)彎道超車。所謂的新工科，其主要是指為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展等一系列的國家戰(zhàn)略。2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，作為應(yīng)用型本科高校更應(yīng)該適應(yīng)新工科建設(shè)，積極探索“新工科”創(chuàng)新應(yīng)用人才的培養(yǎng)，推動教學改革。作為以計算機應(yīng)用為基礎(chǔ)的新工科專業(yè)，計算機了類學科基礎(chǔ)課的教學改革就顯得尤其重要。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機類學科基礎(chǔ)課中的核心課程，是“描述現(xiàn)實世界實體數(shù)學模型（通常為非數(shù)值計算）及其之上的運算在計算機中如何表示和實現(xiàn)”的學科，[1]與工程應(yīng)用領(lǐng)域及創(chuàng)新應(yīng)用人才的培養(yǎng)有著緊密聯(lián)系。同時，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程也是很多計算機類研究生考試的必考課程，其重要性可見一斑，但是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學主要是以講授理論為主，實踐較少，學生學習興趣低下，教學效果非常不好。

1 應(yīng)用型本科高校的特點

1.1 學校層次特點

應(yīng)用型本科高校與研究性本科高校不同，更強調(diào)應(yīng)用性，其培養(yǎng)的學生大多也是從事一線工作的人員，因此學生的實踐能力尤為重要，主要有以下幾個方面的特點：培養(yǎng)的是服務(wù)于生產(chǎn)一線的高層次技術(shù)技能型人才;開展應(yīng)用型研究，為行業(yè)、企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)和智力支持;具有開展地方需要的社會服務(wù)，包括人才培訓、技術(shù)咨詢等。

1.2 學生特點

應(yīng)用型本科院校的學生與研究性院校的學生相比，具有很大的不同，首先在高考錄取分數(shù)較低，很多學生的基礎(chǔ)相對薄弱。雖然說高考成績不能完全反映學生的學習能力和水平，但是應(yīng)用型本科院校的學生大多數(shù)在中學階段數(shù)學成績不好或者邏輯思維能力相對較弱，都會都會影響了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的學習;其次，學生的動手能力相對較強，喜歡實踐類課程，在學習中表現(xiàn)出對于理論知識的理解不夠深入或者聽不懂;最后，應(yīng)用型本科院校的學生很多是在中學階段沒有養(yǎng)成良好的學習習慣，不愿意課下進行有效的預習和復習，雖然老師布置了預習和復習作業(yè)，只要不是量化的考核，很多學生就不能完成，或者有的學生為了“完成作業(yè)”而完成，缺乏自己獨立的思考，主要是根據(jù)網(wǎng)上的資料進行微加工或者照搬，這樣根本起不到該有的效果。

2 教學現(xiàn)狀

目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計算機類的學科基礎(chǔ)課，在實際的授課過程各個學校因為實際情況不同，總受到諸多因素影響，在教學和考核中還存在不少問題，主要有以下幾個方面。

2.1 理論課時多，實踐課時少

由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身理論性強的特點和公開出版的教材來看，使得很多院校在授課過程中還是以課堂理論教學為主，配有部分實驗學時一般是占總學時的四分之一左右，并且實驗學時分配到各個章節(jié)中，學生完成的實驗都是分散的，缺乏集中的、完整的實驗環(huán)節(jié)。

2.2 缺乏有效的課下指導

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學習除了有效的預習之外，課下復習也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，部分學校采用老師建立QQ群、在線學習等方式，指導學生的預習和復習，但是這樣的方式畢竟還是受到限制，同時滿足多名學生同時輔導，使得這樣的方式只對于部分學生達到了預期目標。

2.3 實踐環(huán)節(jié)缺少合理的設(shè)計

學生在學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程時感觸最深的是，老師講的時候理論基本都能聽懂，但是在實際計算或者進行設(shè)計時完全無從下手，不能對問題進行設(shè)計和解決。而實驗部分也是傳統(tǒng)的驗證性實驗，缺乏創(chuàng)新性，缺少讓學生自主進行設(shè)計的實驗環(huán)節(jié)。

2.4 考核方式單一

目前大部分學校對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的期末考核還是采取傳統(tǒng)的閉卷理論考試為主的評價體系，在試卷中還是傳統(tǒng)的題型，重在考核學生對于書中理論知識的掌握情況，好多學生在考試之前進行突擊，通過死記硬背記住一些概念或者常用的算法，缺乏學生自主設(shè)計的內(nèi)容，因此還是會出現(xiàn)經(jīng)常說的“高分低能”的現(xiàn)象，對于學生的職業(yè)發(fā)展是非常不利的。

3 教學改革的內(nèi)容

針對目前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學現(xiàn)狀，我們根據(jù)我校學生的特點和實際情況采取了部分措施來進行教學改革。

3.1 教學方法的改革

（1）生動的序言課。在本課正式開課前上一節(jié)序言課，主要包括本課程在整個專業(yè)課中的地位和作用、課程的特色、課程的學習方法、課程安排、考核評價體系等內(nèi)容，先給讓學生對課程有各個整體認識，同時也引起學生的重視，課程的安排部分不僅包括課時的安排，也包括課堂教學活動的安排，比如什么時候采取什么教學方法等，通過序言課讓學生能了解在整個學習過程中都需要做什么，從而引導和促進學生的有效學習，往往一堂生動的序言課上完，會讓很多學生對這門課感興趣，在后面的學習中保持著高度的積極性，同時也會和老師進行有效的互動和溝通，有助于學生的學習。

（2）多重教學方法的使用。結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程而言，尤其是在理論講授部分，傳統(tǒng)的單一講授方式已經(jīng)不能滿足教學需要了，學生們往往是感覺非常枯燥的，雖然我們可以用生動的案例導入，但是對于后面進入知識講解部分時，學生還是感覺到枯燥難懂。因此，在不同的知識點采取不同的教學方法尤其是現(xiàn)代化的教學手段的運用，在教學過程中不僅僅局限于PPT的使用，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂、慕課以及微課等現(xiàn)代化教學方式提高學生的學習興趣和參與度;比如在棧和隊列部分（知識點相容易理解），可以把課堂完全交給學生，讓學生以小組為單位課下提前進行預習和制作PPT等工作，課上一個小組讓學生來進行講解其他小組進行補充，最后教師再做總結(jié)，最后各個小組進行互評，作為期末成績的一部分，也能大大提高學生的積極性，促使學生在課下進行自學，培養(yǎng)學生的學習能力。

3.2 課下時間的利用

在科學給學生增負的背景下，如何指導學生合理利用課下時間進行學習也顯得尤為重要，我們主要采取了以下兩個方法。

（1）學習小組的建立。在各個班中，主要以宿舍為單位建立學習小組，進行相互幫助和監(jiān)督，在整個教學過程中，有一部分任務(wù)是以小組為單位完成的，同時在預習和復習中，一般問題要求在小組內(nèi)解決，組內(nèi)解決不了的，由組長收集和整理，老師進行解決，這樣也提高了一部分學生的學習動力，尤其是在討論問題的過程中，很多學生會把原來不太懂的問題弄懂了。學習小組的作用不僅僅是討論問題，在很多教學環(huán)節(jié)中，學習小組可以作為一個整體來進行活動，比如翻轉(zhuǎn)課堂、課程設(shè)計等都可以以小組為單位，不同的學生在整個活動中發(fā)揮不同的作用，這也讓學生體會團隊合作的重要性。

（2）學生助教的設(shè)置。由高年級本課程學習好的學生擔任低年級助教，一般是每個學習小組配備一個助教，主要利用晚自習或者其他課余時間進行答疑或者小組討論等環(huán)節(jié)。

3.3 創(chuàng)新性實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置

除了各種教材中都有的驗證性的實踐教學環(huán)節(jié)外，還可以設(shè)置課外實踐環(huán)節(jié)，在序言課上就給學生進行布置，讓學生有一個較長的時間進行構(gòu)思，課程結(jié)束時進行檢查，一般以個人為單位完成，主要內(nèi)容是讓學生自主設(shè)計一個小游戲，要求有一定的創(chuàng)新性（這里不要求游戲設(shè)置的合理性，主要要求創(chuàng)新性，所有的規(guī)則都有學生自己規(guī)定，這樣才能發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，同時也避免了學生的相互抄襲或者網(wǎng)上下載等情況），目的是為了讓學生在設(shè)計的過程中，可以更好地消化知識，培養(yǎng)解決問題的能力。

3.4 考核方式的改革

順應(yīng)新工科的發(fā)展趨勢，改變傳統(tǒng)的課程考核方式，對學生進行全面考核評價學生理論掌握情況和實踐運用情況，以考核管理機制引導促進學習，對學生的課堂表現(xiàn)、課內(nèi)實踐、課外實踐、算法研究、小組互評和期末考試等多方面考查。課堂表現(xiàn)不僅體現(xiàn)在課堂出勤上，更側(cè)重課堂的提問和回答可以設(shè)置搶答問題，這樣不僅既可以活躍課堂的氣氛，又可以增加課堂的有趣性。對于積極搶答回答正確的學生給予加分獎勵，那么學生積極性會更高。課內(nèi)實踐主要就是驗證性實踐環(huán)節(jié)，根據(jù)學生完成的速度和報告質(zhì)量進行打分。課外實踐主要是綜合實踐部分，主要考核學生完成項目的難度、思路、程序的性能和運行結(jié)果等進行綜合評價。算法研究是讓學生在學習期間根據(jù)自己興趣去研究一個算法，并針對算法提出自己的看法，目的在于引導學生的學習興趣。小組互評主要是小組講課的過程總，根據(jù)小組得分和學生在小組活動中的工作量進行考核。期末考試所占比重下降，主要考核學生對基礎(chǔ)的掌握和算法設(shè)計方面。

4 結(jié)語

在新工科建設(shè)的背景下，針對如何充分發(fā)揮學生的學習主觀能動性，培養(yǎng)“新工科”創(chuàng)新型人才。本文從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程入手，根據(jù)課程本身特點，研究學生的學和教師的教分析目前存在的現(xiàn)狀，有針對性的提出了教學改革的方法，加強實踐教學，給學生科學合理增負，采取形式多樣的考核等方法，提高學生的學習興趣和專業(yè)能力、創(chuàng)新能力，提高教學質(zhì)量，相應(yīng)新工科建設(shè)。

參考文獻：

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項目來源：河北省高等教育教學改革研究與實踐項目（項目編號：2018GJJG667）

作者簡介：劉翠煥，副教授，河北工程技術(shù)學院軟件學院教學副院長，曾擔任軟件工程專業(yè)負責人，一直致力于軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系建設(shè)研究。