計算機專業能力型人才的塑造

摘要：針對計算機專業人才培養特點，結合《數據結構》課堂教學中出現的問題，在深入分析計算機專業學生特點的前提下，探討了對計算機專業能力型人才塑造的方方面面。論文闡述了如何從教師資源、授課方式、教學內容等方面為學生創造實踐機會，培養學生動手能力。

關鍵詞：課程實踐；能力型人才培養；數據結構課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0207-02

學校是為社會培養人才的，在大學辦專業首先是要滿足社會發展的需要。創造型人才的培養是高校人才培養追求的目標。創造型人才的核心是對人能力的要求，計算機專業是實踐性很強的專業，要培養出合格人才，實踐技能的培養尤為重要。任何創造性的理念都需要經過編程實現。這就需要我們在人才培養時首先考慮對人才能力方面的養成。大學4年的學習，對很多計算機專業的學生而言，學到了豐富的理論知識，但是并沒有學到解決問題的思維方式和動手能力。《數據結構》課程是計算機專業重要的一門專業基礎課程，也是計算機專業的學生接觸到的第一門與實踐結合緊密的課程。這門課程的目的是要教會學生在理解數據結構的同時，能運用數據結構解決實際問題。本人以此課為分析對象，結合筆者多年《數據結構》教學經驗，探討如何在當前學生思維多樣性的情況下，踏實、有效地開展《數據結構》的課程教學，并真正讓學生做到學以致用。本文從教材選取、內容甄別、授課方式和考核檢驗等方面，對《數據結構》課程教學活動的教師所起到的重要作用進行分析，以期闡述如何通過提高教師自身能力實現《數據結構》課程教學效果的提升。

一、教材選擇

《數據結構》課程在學時安排上一般是64學時的課堂授課，同時還要安排相應課時的實踐（或大型試驗）課程作為輔助教學。實際上，《數據結構》這門課程的重要性在于所有軟件開發人員都需要掌握《數據結構》的內容。無論是采用正式授課方式學習還是自學方式學習。但是，本人在多年的《數據結構》教學實踐中體會到，學生對于《數據結構》的學習興趣不大，更重要的是學習后并不知道如何使用學過數據結構的知識解決實際問題，課程學習停留在“學習/考試/遺忘/再學習”的模式。在教學實踐中，《數據結構》課程一般安排在本科二年級進行。在這個階段，學生已完成一些編程知識方面的課程學習，比如C++/面向對象的程序設計等。在此基礎上，《數據結構》的教學內容才能順利展開，課程內容才能為學生所接受和掌握。目前《數據結構》的授課內容比較統一，授課內容大致包含數據的邏輯結構、數據的存儲結構、相應存儲結構下的算法實現等幾部分。從教材看，清華大學嚴蔚敏（C語言版）的《數據結構》教程使用非常廣泛，特別是在前幾年的教學中普遍采用。近年來，隨著編程技術（語言）的發展，逐漸更多的教學活動采用C++版或STL版的教材較為多見，同時國外引進的教材也有不少。不可否認，這些教材確實存在良莠不齊的情況。本人在教學過程中，先后使用過3種以上的教材，包括國產教材和國外引進教材。一般看來，國外的教材重實例、重代碼，書中包含大量完整的實例代碼，學習者可以通過研習這些代碼加深對學習內容的理解。但是國外教材在理論性和條理性方面不太適合中國學生的學習。以嚴蔚敏C語言版位代表的國產教材，理論嚴謹，條理性強，但是實例代碼不多，且以代碼片段為主，對學習者來講不能從整體上理解各種數據結構的應用。另外，國產教材多以C/C++為基礎編寫，對于像STL容器這樣目前已普遍使用的標準數據結構的介紹不夠，這也是造成我們的學生在學習數據結構后依然不能應用到實際編程開發解決問題的一個原因。對比之下，筆者認為《數據結構與算法分析（C++語言描述）》是一本較好的教材。該書以STL為基礎，在剖析STL容器原理的基礎上闡述數據結構的使用，非常深入淺出，而且條理性強，實例代碼完整豐富。可惜目前這本書在國內比較少見。

二、教學內容的甄別

教材有千百種，但是內容確實大致統一。選定教材并不能意味著照本宣科。我們經常聽到學生或其他人抱怨，學校教的東西“內容與實際脫節”。果真如此嗎？本人的看法是否定的。《數據結構》的內容都來源于實踐，軟件開發實際中發現的問題，經過總結，才能成為《數據結構》中要闡述的內容。在教學內容方面，我們不能拘泥于教材。在學習《數據結構》之前，學生一般都已經學習了C++和面向對象的程序設計。但是從筆者的教學經驗來看，在《數據結構》開始講課前，對C++和面向對象的內容進行補課是必須的。大部分學生對數據的認識還停留在數組層面上，對程序開發的認識還停留在黑乎乎的控制臺程序上，根本沒有面向對象的思想。這些內容學生在考試過后已經還給老師了。《數據結構》的內容，乃至STL的各種容器，都是以面向對象思想為基礎的。如果沒有基礎，這些內容就不能深入掌握。從筆者的經驗看，一般要用6～8個學時來對學生進行針對性的補課，讓學生能“回憶”起之前的內容，為后續內容打好基礎。《數據結構》課程的內容很多，這些內容需要結合實際開發的需要進行甄別。比如對于鏈表，雖然是數據結構的基礎，但是相對于STL的表容器來講，后者使用更加廣泛。結合表容器來講鏈表，比單獨講解鏈表更有效果。再比如，對數據結構更深入的應用就是“樹”，如果不能結合實際案例來分析，學生在學完“樹”的內容后依然不知道如何/何時應該用它。但是我們在教學中，往往只關注“教下去”，而不是教會如何用。筆者認為這才是“教”與“學”脫節的問題關鍵。

三、教學方式的改革

甄選合適的教學內容，還要有合適的教學方法才能真正教會學生。筆者經常在課堂上對學生講”如果你不知道自己愿意學什么，那么就老老實實學好老師交給你的東西”。但是對老師而言，這里面還有一個教的方法的問題。不可否認，目前高校內的老師，越來越多的是直接從講臺下走到講臺上，是“從學校到學校”的模式培養出來的。缺乏實踐經驗的他們，只能從理論到理論的教，把教材上的內容，完整地傳授給學生，僅此而已。這樣的教學，其實學生自己學習也完全可以。《師說》中講，“師者，所以傳道受業解惑也”。“解惑”是學習過程中自我提高的重要階段。可是目前的實際情況是，很多學生在課堂上是不會提出任何“惑”的。這種情況下，就需要“師者”用各種方式幫助學生解惑。一個典型的例子就是筆者在講授“樹”結構后，在課堂上提問學生：對于海量數據，如果需要在讀入數據的時候進行去重操作，哪種數據結構效率比較高。幾乎所有的學生都不知道用樹結構進行處理。書本上所學的東西和解決實際問題完全聯系不到一起。課程學習的內容在“墻”的一邊，實際問題在“墻”的另一邊，學生不知道如何穿墻而過，反而一直抱怨在“墻”這邊無所事事。這就是我們目前教學中面臨的嚴重問題。因此，教師就應該把“墻”兩邊的內容打通呈現給學生。但是因為沒有解決實際問題的經驗，我們很多“師者”也是始終在“墻”的一邊轉，自己都不知道“墻”的另一邊是什么樣子，這樣怎么可以呢？筆者有豐富的實際軟件產品開發經驗，通過言傳身教，讓學生知道如何從一個實際問題中提煉出問題關鍵，以及如何利用學過的知識解決這些問題。這樣才能讓學生掌握自己解決問題的能力，才能學有所用。課堂跡象表明，學生對這樣的教學方式是很歡迎的。

四、教學效果的檢驗

學生上課就要考試，這是天經地義的。考試是檢驗學習成果的重要手段。長期以來，《數據結構》課程的考試一直以閉卷筆試為主。但是《數據結構》實際上是一門實踐性很強的課程，我們的目的不僅是讓學生知道《數據結構》的內容，更重要的是能使用數據結構解決實際問題。否則學生就真的成為考完就忘的人了。筆者在教學過程中，一貫堅持要求學生必須使用MFC完成各種課程上機作業。使用MFC可以極大拓展學生的編程世界，讓他們接觸到軟件開發更豐富的應用，體驗到真實軟件開發的樂趣。開始的過程是痛苦的，學生不懂的東西太多，這時候舍得花時間、精力教會他們是最重要的。一旦學生入門了，就會激起他們對編程的興趣和熱愛。這點對于軟件開發工作者來講是非常重要的。因此在教學考核方面，筆者認為可以用上機開發部分代替書面試卷。自己動手利用學到的數據結構的知識，用MFC編程解決實際問題，這樣學生會更有成就感。

總之，在筆者幾年的《數據結構》教學實踐中，體會最深的就是培養學生解決實際問題的能力遠比教會他們一些書本內容更重要。這種能力的培養會讓學生終身收益，而書本上的內容不通過實踐檢驗，也不會牢固樹立在學生腦海中。《數據結構》這門課程，正是培養學生解決實際問題和動手能力的最佳平臺。正因如此，我們講授這門課程的教師，更應具有豐富的實踐經驗，才能在教學中融會貫通，提高學生的學習興趣和編程能力，讓學生體會到學習的樂趣和學習的成就感，體會到學有所值。

參考文獻

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作者簡介：陳志楊（197-），男，浙江工業大學計算機學院教授，博士，碩士研究生導師。