以科學發展觀為指導，開展“數據結構”精品課程建設

王海艷

摘要:本文介紹將科學發展觀應用于指導我校“數據結構”精品課程建設的思路、做法和經驗。首先對精品課程、科學發展觀的含義進行了簡要概述,分析了“數據結構”精品課程建設現狀,并借鑒有關高校課程建設取得的經驗,針對我校“數據結構”課程建設存在的問題,提出了我校進行“數據結構”課程建設可以采取的一些改革措施。

關鍵詞:數據結構;精品課程;科學發展觀

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

2007年,胡錦濤總書記在中央黨校省部級干部進修班講話時首次提出了“科學發展觀”。科學發展觀,第一要義是發展,核心是以人為本,基本要求是全面協調可持續,根本方法是統籌兼顧。作為校“數據結構”優秀教學團隊的成員,我們深刻體會出,將科學發展觀應用于指導課程建設意義非常重大。

本文借鑒前人已有的成果及經驗,談一談新形勢下如何將科學發展觀應用于“數據結構”精品課程建設。

2 “數據結構”精品課程建設發展現狀分析

2.1 “數據結構”及精品課程簡介

“數據結構”課程是計算機專業課程體系中一門重要的專業基礎課程,ACM/IEEE CC-2004將它列為核心課程之首。數據結構教學的主要內容為數據的邏輯結構、存儲結構及核心操作的算法設計與實現,是計算機程序設計的重要理論技術基礎。該課程的學習效果不僅關系到許多后續專業課的學習,也關系到軟件設計水平的提高和專業素質的培養。課程的培養目標是要求學生學會分析、研究計算機加工處理的對象即數據(數據元素)的特性,以便能根據其特性選擇恰當的邏輯結構、存儲結構及實現相應功能的算法,并初步掌握對算法的時間和空間復雜度的分析。

在全國高等教育規模持續增長的情況下,為繼續保持教育質量的不斷提高,2003年4月,教育部高教司正式頒布《教育部關于啟動高等學校教學質量和教學改革工程精品課程建設工作的通知》,啟動中國精品課程建設項目。

什么是精品課程?美國課程專家小威廉姆?C?多爾曾指出:未來的課程是一種開放性、互動性、自組織的課程。精品課程就應該是這樣一種符合課程發展趨向的課程。精品課程一般包括三個層次:國家級精品課程、省級精品課程、校級精品課程。精品課程建設的最終目標是將所有課程變為精品。國家教育部對精品課程所下的定義是:精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。

2.2 “數據結構”精品課程建設現狀分析

目前國內各高等院校中,“數據結構”課程已成為國家級精品課程的高校有清華大學、北京大學、哈爾濱工業大學、上海交通大學等,還有許多“數據結構”課程已成為省級精品課程的高校,正積極投身于國家精品課程的申報;也有更多已成為校級精品課程的“數據結構”課程教學團隊正積極投身于省級甚至國家級精品課程建設。

綜合分析各有關高校在“數據結構”課程建設方面取得的成果,我們不難看出,精品課程建設是一項長期工程,正是由于有關高校在教材建設、師資隊伍建設、教學網站建設、教學內容等方面不懈的努力和追求,“數據結構”課程才被定位為具有示范性的精品課程。如在教材建設方面比較有代表性和影響力的清華大學,從上個世紀80年代初期就開始組織教師編寫高質量的教材和教輔材料。1987年在對國外教材研究的基礎上,嚴蔚敏老師等編寫并出版了《數據結構》教材,成為當時國內“數據結構”教材的翹楚,1990年該教材獲得國家級特等獎。基于課程目標的要求和計算機技術的發展,該校課程教學團隊不斷改進教材的質量,該校編寫的《數據結構》系列教學、考研書籍已經成為國內備考“數據結構”課程的考生的首選參考書。

3我校“數據結構”精品課程建設

3.1我校“數據結構”課程建設歷史與現狀

我校的“數據結構”課程開設于1988年春,當時由于師資力量薄弱,該課程只對計算機學院學生開設。隨著社會對信息技術需求的不斷增強,該課程的教學規模也在不斷擴大,經過二十多年的發展,目前該課程已成為我校一門非常重要的骨干課程。在學校、學院領導的關心與重視下,該課程在2006年被評為省級二類精品課程,新版的《數據結構》教材被評為江蘇省高等學校精品教材,并被列為“十一五”國家級規劃教材。我們的教學團隊也由起初的一名教師發展成為以中青年為主導、具有高學歷、高素質和較強科研水平的優秀教學團隊。

南京郵電大學是以工科為主體、以信息學科為特色的一所培養通信、IT行業的專業技術人員為主的教學研究型大學,結合本校的辦學定位和人才培養目標,我們“數據結構”教學團隊積極進行教學手段與教學方法的創新研究,以培養學生的綜合能力為目標,使學生掌握本課程要求的基本內容、了解該領域內最新發展動態的同時,培養學生良好的計算機科學素養,提高編程的能力。

然而,與同行相比,特別是那些已經被評為國家級精品課程的“數據結構”課程教學團隊相比,我們還有很大差距。我們如何尋求更大發展?這是我們團隊每個成員必須認真考慮的一個重要問題。

3.2我校“數據結構”課程建設現階段存在的問題

結合多年的教學實踐,我們教學團隊發現我校“數據結構”課程教學現階段存在的主要問題如下:

(1) 課程教學對學生自身的要求相對于其他課程而言比較高。這種高要求首先體現在學生不但要掌握基本數據結構的概念及應用,而且要在此基礎上結合C或C++語言進行算法描述及算法閱讀分析。同時,該課程需要學生有較為扎實的數學基礎和較強的邏輯推理能力。

(2) 學生動手實踐能力特別是上機實踐能力較差制約了學生學習該課程的積極性。許多同學隨堂聽課時覺得老師講的內容都理解了,但真正遇到利用數據結構的原理進行問題求解時往往覺得無從下手,對編程題更有畏難情緒。解題思路不清晰,遇到算法設計不知所措,上機調試程序更加困難。很多學生沒有真正掌握數據結構實質,知識零散,對學過的知識不知如何應用。前續課程掌握不好,比如“高等數學”和“離散數學”知識掌握得不到位,程序設計語言(如C語言或C++語言)學得不透。

(3) 數據結構中涉及大量的概念、模型及操作算法,較為抽象,晦澀難懂,單純用語言表述或利用幻燈片無法完全將理論知識很直觀地表現出來,學生理解起來也非常困難,教學難度較大。

(4) 存在教學內容多而課時偏少的矛盾。由于我校以通信為特色,所以許多計算機專業相關學生要學習通信類課程,“數據結構”課程課時相比于其他高校偏少,如本科“數據結構”課程除上機實踐8學時外,只有48學時的課堂教學時間,而要在這短短的學時內將數據結構涉及的主要內容、主要思想深入淺出地介紹清楚、完整,同時培養學生良好的計算機思維能力,并非易事。

此外,由于團隊成員以中青年為主導,原有的一些資深教師已經退休,教師梯隊有些青黃不接,導致我們教學團隊中缺乏具有知名度和影響力的教授作為帶頭人,這也成為制約我們團隊向更高層目標努力的一個重要因素。

3.3以科學發展觀指導我校“數據結構”課程建設

根據調研及教學實踐經驗,我們認為:我們的課程建設應該形成以教師為主導,學生為主體的教學模式,課程建設應與學科建設、科學研究建立密切的聯系,我們的網絡應搭建成為教師與學生“零距離”接觸的有效橋梁,我們的教師應具備良好的師德、師風,勇于進取,敢于創新,不斷學習新知識,積極投身教學改革。

針對存在問題,應用科學發展觀,我們擬作出或正在進行一些改革措施,具體如下:

(1) 精心準備每節課,教學內容形散而神不散

教學實踐的主要場所是課堂。一個負責任的教師必須對每一節課都要認真做好備課準備,而課堂效果好壞卻不是主觀愿望所能決定的,因此,如何達到好的教學效果,讓學生滿意,起到示范性作用,很值得反思和回顧。教師在開課前首先要明確,“數據結構”課程的教學目的是培養學生運用計算機解決實際問題的方法和能力。那么,如何把數據結構是計算機科學核心基石的信息傳遞給學生,讓學生感受到它的作用和價值呢?這個觀念必須融合在每節課的教學環節中,應當讓學生認識到,這門課要學習的不僅僅是知識,還包括運用計算機軟件技術分析和解決應用問題的基本方法。

(2) 以為學生服務為宗旨進行教學實踐

“數據結構”是一門實踐性較強的軟件基礎課程,課外練習是理解和掌握課程內容的重要手段。可以通過以下兩個環節來提高學生的學習實踐能力。

第一,認真“洞察”學生的作業。

教師必須根據學生作業中出現的主要問題及時進行反思,對教學效果做出準確評估,然后采取適當措施,切實調整教學策略,糾正教學過程中的不足之處。例如,通過批改學生的作業,我們發現相當數量的學生對二叉樹和森林的遍歷和轉換掌握得不好,還存在模糊之處,因此在復習時就強化了這一部分的練習,用精練的語言總結出瑯瑯上口的規則,深化了學生對這部分內容的理解。

第二,認真指導學生“大膽”進行上機實踐。

上機實驗是對學生的一種綜合訓練。通過上機實驗,學生在數據元素的物理表示、數據結構的選擇和應用、算法設計及實現等方面更容易加深理解。我們發現部分學生的編程能力不強,原因是編程方面的訓練較少,特別是對算法設計有較大的畏懼心理。我們首先明確地告訴學生,進行實踐的目的絕不是培養程序員,而是運用簡明的C/C++語言驗證和體會數據結構理論方法。這樣,我們一邊打消學生對上機的顧慮,一邊提供大量的經典源代碼供學生學習模仿,并發動學生組成課外小組或參加校級或省級ACM編程大賽,積極開展網上討論,交流編程心得和技巧,引導學生形成進行編程水平的良性競爭風氣。通過這些有效途徑,提高了學生編寫和運用程序的能力。

(3) 通過網絡等手段加強師生聯系,注重師生之間的互動

作為一名教師,應該能夠及時地對同學們在學習過程中遇到的問題給以準確的意見和建議,這需要教師和學生之間能夠很順暢地進行溝通。然而,現階段由于我校學生位于仙林,教師除了上課及答疑時間一般很少有機會與學生親切接觸,所以,我們提倡借助QQ或飛信、教學網站等網絡手段加強師生聯系,確保教師了解學生的學習動態,通過老師的及時指導來減少學生走彎路的可能性。

(4) 加強師資隊伍建設,提高教師教學水平

第一,培訓教師教書的能力。

教學是一門藝術。目前我校從事該課程教學的老師大多畢業于計算機專業對口的高等院校,雖然他們必須參加短期崗前培訓,但由于他們一般都是從學校走進學校,其教學存在著很多的盲目性,缺乏實踐經驗。因此,加強教學基本理論的學習,對新任課教師進行專業技能培訓勢在必行。這不僅需要學校組織定期的一般性教育理論學習,更要督促教師進行教學反思,特別是要有針對性地提高所授課程的教學能力。

第二,創造機會讓教師接受定期培訓或進修。

根據計算機學科自身發展的特點,“數據結構”的內涵也會有一些更新,我們的教學內容、教學理念也應做相應調整,我們應定期組織教師參加該課程的研討與培訓,與時俱進,保持課程教學的先進性。此外,針對我們梯隊中青年教師占絕大多數,為建設合理的梯隊,我們還要多給青年教師創造培養機會,提供出國進修或深造機會,促進他們早日成長、成熟,成為同行中的領軍人。

4總結

科學發展觀是一個普適的概念,它不僅適應于指導國民建設,也適應于課程建設。精品課程建設是一項長期工

程,需要教學團隊成員一代人甚至幾代人多年的努力。我們相信,以科學發展觀指導我校的“數據結構”課程建設,在學校的關心和支持下,我們的教學團隊一定能勇于創新,不斷豐富課程建設內涵、開拓發展思路,以學生為服務根本,將該課程建設成為具有先進性和示范性的精品課程。

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Constructing “Data Structure” Excellent Course based on the Scientific Concept of Development

WANG Hai-yan

(College of Computer Science, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing 210003, China)

Abstract: This paper applies the scientific concept of development into the construction of “data structures” excellent course. After a comprehensive review of the meaning of excellent course and the insight of scientific concept of development, a detailed analysis of the development status about “data structure” excellent course is given. Based on the experience we can learned from our predecessors engaged in the construction of “data structure” excellent course and aiming at solving the problems during our construction of excellent course at our university, some practical reform measurements are presented.

Key words: Data Structure; excellent course; scientific concept of development