計算機應(yīng)用型人才培養(yǎng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革

摘要:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中一門重要的專業(yè)課。本文分析了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題，并提出為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)而對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進行的教學(xué)改革方案，該方案可以在一定程度上解決當(dāng)前“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中存在的問題，從而更好地實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型人才;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);課程改革

1問題的提出

當(dāng)今軟件行業(yè)蓬勃發(fā)展的時代，計算機教育面臨著新的發(fā)展機遇也同時面臨著新的挑戰(zhàn)。很多高校認識到發(fā)展應(yīng)用型本科教育既是社會經(jīng)濟、科技發(fā)展的要求，也是教育發(fā)展的要求，為此將辦學(xué)宗旨定格為應(yīng)用型教育。許多教育機構(gòu)在原有的人才培養(yǎng)基礎(chǔ)上，對人才培養(yǎng)模式加以調(diào)整，形成了一套相對完整的計算機應(yīng)用型專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)體系。但現(xiàn)存的人才培養(yǎng)模式，依然存在不少弊端，如教學(xué)理念陳舊、課程設(shè)置不合理、教學(xué)方式不科學(xué)、重理論輕實踐等。許多高校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中，對其開設(shè)的課程僅僅是在原有課程的基礎(chǔ)上進行了裁剪與簡化，而教學(xué)理念、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)等并沒有作出相應(yīng)的調(diào)整。因此，如何合理地進行課程設(shè)置、怎樣有效地實施課程的教學(xué)過程，從而真正達到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，是高等院校計算機專業(yè)當(dāng)前亟需進行深入研究和探討的問題。本文以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例，詳細介紹了在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中，該課程進行的教學(xué)改革與建設(shè)方案。

2計算機應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)

2006年教育部計算機專業(yè)分委員會根據(jù)國內(nèi)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，制定了計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科《戰(zhàn)略研究報告》、《專業(yè)規(guī)范》和《評估方案》，為我國不同類型高校計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的改革提供了理論依據(jù)和參考執(zhí)行方案。文件的核心觀點是“分類培養(yǎng)”，即不同類型的學(xué)校應(yīng)該有不同的培養(yǎng)方案、教學(xué)計劃和課程教學(xué)內(nèi)容。

針對本科計算機專業(yè)教育目前存在的問題，教育部、IT企業(yè)界、IT專家及學(xué)者都作了有意的探索及嘗試。從目前的研究情況來看，普遍形成了一個共識:本科計算機專業(yè)教育應(yīng)根據(jù)IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，將“培養(yǎng)規(guī)格分類”為核心思想的計算機專業(yè)發(fā)展建設(shè)作為改革的重點，根據(jù)社會的需求和自身的實際情況，為學(xué)生提供不同類型的教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案，并具體提出了中國“計算機專業(yè)人才培養(yǎng)三類規(guī)格”，即研究型(計算機科學(xué))、工程型(計算機工程和軟件工程)、應(yīng)用型(信息技術(shù))[1-3]。

在我國，傳統(tǒng)的計算機專業(yè)教學(xué)體系一般著重于培養(yǎng)研究型計算機專業(yè)人才，但研究型人才畢竟是整體計算機專業(yè)人才體系中極少的一部分，計算機專業(yè)行業(yè)的發(fā)展及社會各界更多需要的是能夠在企業(yè)從事產(chǎn)品研發(fā)的工程型人才和面向社會各行業(yè)使用計算機解決各類問題的應(yīng)用型人才。應(yīng)用型本科人才在培養(yǎng)規(guī)格、專業(yè)能力和工作崗位指向等方面要有別于研究型人才的培養(yǎng)。計算機專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是:培養(yǎng)面向社會發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)事業(yè)第一線，具有計算機專業(yè)技能和信息技術(shù)實踐能力的高級應(yīng)用型專門人才。

3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題

由于受到傳統(tǒng)課程模式的影響，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程無論在教學(xué)內(nèi)容還是在使用教材上，基本沿用研究型的課程體系。研究型課程比較注重教學(xué)內(nèi)容的理論性和系統(tǒng)性，對于強調(diào)實踐能力的應(yīng)用型專業(yè)來說，并不完全適用。目前，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)主要存在以下問題。

首先，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機軟件、硬件技術(shù)和數(shù)學(xué)密切結(jié)合而形成的一門交叉科學(xué)，所涉及的概念不僅有計算機軟硬件技術(shù)方面的，更有數(shù)學(xué)方面的，是很多專業(yè)課程的基礎(chǔ)課，所以該課程最大的特點是基礎(chǔ)理論復(fù)雜抽象、概念眾多，學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大。

其次，按照社會對計算機應(yīng)用型人才的需求，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程基礎(chǔ)理論中陳舊的東西應(yīng)刪除掉，并及時添加新的內(nèi)容，這樣才能適應(yīng)變化快、發(fā)展迅速的IT行業(yè)用人需求。

另外，當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)重理論、輕實踐的觀念較普遍。通過多年的教學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)存在這樣的問題，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課時，很多學(xué)生對算法一知半解。至于實踐，常常是學(xué)生對著書本上的偽代碼實現(xiàn)一個程序，甚至直接將源代碼錄入，所做的就是翻譯和抄寫的工作，等到真的用這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法解決問題時根本無從下手。因此，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，決不能忽視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。

4教學(xué)改革方案

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革中，我們綜合考慮了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問題以及計算機應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，深入實踐、調(diào)查研究。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革中，借鑒了英國高等教育文憑項目SQA HND。該項目是由英國蘇格蘭學(xué)歷管理委員會(又稱蘇格蘭資格監(jiān)管局，簡稱SQA)頒發(fā)的英國國家高等教育文憑(Higher National Diploma，簡稱HND)。該文憑由英國文化委員會推薦，中英兩國政府合作引進，經(jīng)中國駐英國大使館教育處認證。SQA HND項目引入我校5年以來，取得了非常不錯的教學(xué)效果。HND的畢業(yè)生面對變化快、發(fā)展迅速的IT專業(yè)，能夠適應(yīng)市場對計算機應(yīng)用型人才的需求，真正做到學(xué)以致用。特別是項目中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的課程，對計算機應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)很有參考和借鑒的價值。

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)改革方案如下。

4.1教學(xué)理念

倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的教育思想，其教學(xué)大綱保證教學(xué)的實踐性和實用性;強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力;強調(diào)“教學(xué)”和“學(xué)習(xí)”的結(jié)果;學(xué)生沒有考試壓力，其考評方式為“課業(yè)”或“大作業(yè)”(表1)的形式，即教師根據(jù)課程進度為學(xué)生設(shè)計課業(yè)，學(xué)生利用三周左右的時間完成，每次課業(yè)均有三次改做的機會，只記成功、不記失敗，也就是說，課程注重考核學(xué)生的成長過程，而非“一紙考卷定終身”的應(yīng)試教育模式。

4.2教學(xué)內(nèi)容

在課程的內(nèi)容設(shè)置方面，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程以存儲結(jié)構(gòu)為主線，劃分為兩門課程:數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(表1)。這樣做將原有的一門課程的內(nèi)容分散到兩門課程當(dāng)中，可以有效地降低學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺輕松了許多。另外，我們將部分陳舊的內(nèi)容適當(dāng)裁剪(如三元組表)，并適度增加了最新的教學(xué)內(nèi)容(如紅黑樹等)，從而更好地突出了計算機應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

4.3實踐環(huán)節(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的核心內(nèi)容就是通過學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)技術(shù)的過程，培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計能力以及創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)其舉一反三、觸類旁通的能力，以達到提高學(xué)生應(yīng)用知識解決復(fù)雜問題的素質(zhì)能力的目標(biāo)。計算機的程序設(shè)計是一項創(chuàng)造性的智力勞動，讓學(xué)生理解、習(xí)慣、熟悉這一套算法構(gòu)造思維方法，是實踐環(huán)節(jié)所要解決的核心問題。我們通過課程實驗、課程設(shè)計兩個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)實踐教學(xué)。

課程實驗著眼于原理與應(yīng)用的結(jié)合點，使讀者學(xué)會如何把書上學(xué)到的知識用于解決實際問題，培養(yǎng)軟件工作所需要的動手能力，能使書上的知識變“活”，起到深化理解和靈活掌握教學(xué)內(nèi)容的目的。在平時的上機實驗環(huán)節(jié)中，我們要求學(xué)生完成在線評測(Online Judge，簡稱OJ)提供的相關(guān)練習(xí)[4-5]。在線評測是基于WWW的服務(wù)器端軟件系統(tǒng)，該服務(wù)器上有一個豐富的題庫，題目來源主要是主講教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計的實踐題目及部分ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽所公布的賽題。由于學(xué)生人數(shù)比較多，采用了OJ對學(xué)生提交的作業(yè)進行評判，一方面可以減輕教師的工作量，減少因教師的主觀因素使評測尺度不統(tǒng)一。另一方面，學(xué)生在做題過程中，看到評測通過非常激動，能讓學(xué)生有成就感，但又會刺激他們主動去做更多的題，也給了他們新的挑戰(zhàn)。

課程設(shè)計是進行軟件設(shè)計綜合訓(xùn)練的第一門課，包括問題分析、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、用戶界面設(shè)計、程序設(shè)計基本技能和技巧、多人合作，以至一整套軟件工作規(guī)范的訓(xùn)練和科學(xué)作風(fēng)的培養(yǎng)。通過實踐教學(xué)內(nèi)容的訓(xùn)練，提高了學(xué)生組織數(shù)據(jù)及編寫大型程序的能力，使其更好地理解和掌握了算法設(shè)計的有關(guān)技術(shù)，為整個專業(yè)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

4.4教學(xué)方式

教學(xué)中實施“以學(xué)生為中心”的重要教學(xué)形式之一，學(xué)生要依據(jù)任務(wù)內(nèi)容，采用個人或小組作業(yè)形式，對所要完成的任務(wù)進行討論、研究、調(diào)研、案例分析、實驗等活動。教師在整個教學(xué)過程中，扮演的是導(dǎo)師的角色。老師根據(jù)學(xué)生的不同特點，與學(xué)生共同討論學(xué)習(xí)中需要解決的問題和解決問題的方法。

為了提高教學(xué)效率，達到教學(xué)效果，課程采用多種教學(xué)媒體和教學(xué)方法，如課堂討論、案例分析、小組演講等。

4.5教學(xué)評價

不同于傳統(tǒng)教學(xué)的評價方法，課程更注重學(xué)生是否達到教學(xué)的成果(Outcomes)。確切地說，教學(xué)關(guān)注如何使學(xué)生達到學(xué)習(xí)成果——即特定的通用能力和專業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，而教學(xué)過程中的方式方法則是因人而異、靈活開放的。因此，課程的教學(xué)在師生之間建立起另一種新的關(guān)系，學(xué)生成了課堂的主人，教師的作用變成幫助、指導(dǎo)、引導(dǎo)學(xué)生。

5結(jié)語

計算機應(yīng)用專業(yè)是IT行業(yè)重要的組成部分，面對其變化快、發(fā)展迅速的特點，如何培養(yǎng)出合格的計算機應(yīng)用型人才，讓學(xué)生適應(yīng)市場的需求，真正做到學(xué)以致用，成為當(dāng)今大學(xué)教育重點研究和實踐的內(nèi)容。我們從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程入手，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教改方面進行了有益的嘗試，努力探索適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的計算機專業(yè)課程的教學(xué)模式。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革中積累的成功經(jīng)驗，可以推廣到其他的相關(guān)課程當(dāng)中，這對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中的其他課程和整個應(yīng)用型培養(yǎng)方案的實施都具有重要的現(xiàn)實意義。

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Computer Applied Talents Training and Data Structure Curriculum Reform

ZHANG Li-ping， LIU Dong-sheng， WANG Chun-hui

(Computer Information Engineering College， Inner Mongolia Normal University， Huhhot 010022， China)

Abstract: Data Structure is an important specialized course in an computer applied personnel training scheme. This paper has analyzed the problem existing in the traditional teaching of Data Structure， and proposed the teaching reform scheme done on the course for meeting the applied talent’s train objective. The scheme can solve the problem existing in the teaching of Data Structure at present to a certain extent， and realize the goal of applied talents better.

Key words: applied talents; Data Structure; curriculum reform

(編輯:姚彥如)