基于“以生為本、以終為始、持續改進”教學理念下數據結構教學改革與實踐

◇福州理工學院應用科學與工程學院 甘秋云 李兢思

針對當前數據結構教學中所面臨的問題，基于“以生為本、以終為始、持續改進”的教學理念，倡導“教、學、做”為一體的新的教學模式，闡述如何從教師隊伍、教學內容、教學方法、考核評價四個方面對數據結構進行教學改革，通過教學創新成果，表明四維融合的教學改革能激發學生的學習積極性和主動能動性，有利于提高課程的教學質量和培養學生的綜合素質。

《數據結構》是計算機專業的一門專業基礎課，本課程注重知識的掌握和技能的訓練，要求學生掌握數據結構的相關知識和算法知識，能根據實際問題選擇適合的數據結構進行不同的運算，具備算法設計和算法分析的能力，培養學生自主創新、團隊合作、愛崗敬業的精神[1]。隨著互聯網時代的發展，如何改進教學方法，促進學生學習成為當今教學中所面臨的一項重要課題，學生的學習不再是一個臨時任務，提供一種新的、有效的學習方法是適應當今教育環境的一種必然趨勢。

1 教學中存在的問題

通過前期的問卷調查、學生反饋和教學效果，發現學生往往不清楚自己到底要學什么，為什么要學。

首先，《數據結構》課程具有較強的理論性和實踐性，知識點多，內容抽象，學生的理論演繹和邏輯思維較為薄弱，大部分學生知識遺忘現象嚴重，知識的遷移能力和理論聯系實際的能力較差；部分學生對于前導課程的基礎不扎實，動手編程能力較弱，編程過程中性能優化的思想欠缺。因此，容易導致學生學習目標不明確，不清楚學什么，為什么學，有什么用。

其次，受到傳統教學模式的影響，學生機械性的接收教師所講的內容，由主動學習變成倦怠學習；教學中缺少實踐性的項目的處理，學生缺乏知識應用和解決問題的能力。此外，很多教師只注重各個知識的介紹而忽略了課程本身的整體性和關聯性，也未充分考慮學生的專業特點、學習興趣、知識掌握情況和畢業方向，不同層次的學生仍然采用統一的考核標準，不利于學習的促進。

2 教學設計

在教學中，基于“以生為本，以終為始，持續改進”的教學理念，倡導“教、學、做”為一體的教學模式，如圖1所示。讓學生充分地參與到理論和實踐的轉換過程中，靈活啟迪學生的思維，提高學生的知識應用能力[2]，融入現代化信息技術，引入最新前沿技術，結合課程思政，采用多種教學方法進行教學設計，最后形成一個與結果導向相對應的學習成果評估，分階段對學生的學習成果進行評價，通過學生自評、互評和教師評價等多種考核方式，掌握學生的學習狀態，最終將成果反饋改進原有的課程設計與課程教學。

本文主要從“雙師隊伍建設”、“重構教學內容”、“多元化教學方法”、“改進評價體系”四個方面對數據結構課程進行了教學改革創新，形成了基于“以生為本，以終為始，持續改進”教學理念下的教學改革，提高教學效果。

2.1 雙師隊伍建設

引進雙師教師，這些教師不僅具有較高的理論教學水平，同時又精通相關行業、企業實踐技能，授課的同時負責理論教學和實訓任務，使學與練有機結合。

教師根據學校學生的培養目標以及計算機科學技術發展的需求，明確課程定位和培養目標，制定課程教學大綱；依據學生的學習基礎選擇更為適合的配套教材和教學資源。教師實時關注教育信息前沿動態，更新專業知識，將新動態、新知識及時融入課程教學，開拓學生的思路和視野，提高教學效果；教師分階段對學生的學習成果進行評價，通過教學效果和教務處組織的教學評學，及時收集學生對課程的建議和意見，不斷改善教學方法，提高教學技能，實現教學相長，如圖2所示。

圖2 教師教學評價

2.2 重構教學內容

數據結構課程主要分為數據結構+算法兩部分的知識，原教學內容安排學生學習完相關數據結構的知識后才開始接觸算法的設計與分析，缺少知識的關聯性與整體性。根據學情分析和內容分析，主要將教學內容設計為導入、基礎、提高和項目完善四個部分。例如在學期初先發布學期項目，使學生對課程學什么，有什么用具有一定的了解，基于任務驅動，將大任務分解為不同小任務貫穿于各個教學單元中，在學期結束后完善項目，做到課程內容的統一和聯系；學生學習線性表結構時，穿插學習相關查找和排序算法，不僅提高學生對數據存儲結構的理解，同時強化對算法的分析與設計的能力；教學中除了教材內容，同時融入課程思政，引入當前我國最新前沿技術和發展，結合相關項目案例，不僅使學生了解我國在數據庫平臺、大數據分析等方面取得的成就，同時加強學生對知識的理解和應用，實現知識的延伸，使學生真正做到對知識的融會貫通，學以致用。表1是課程內容總體設計概況。

表1 課程內容總體設計概況

根據教學內容的設計，建設相關教學資源，包括課件、線上共享教學資源、自編實驗指導書、項目案例代碼、課外擴展文獻資料等。

2.3 多元化教學方法

傳統課堂的教學方式主要問題為：重理論輕實踐、重學輕思、封閉課堂、灌輸式教學等。通過引入現代化信息教學手段，融入多元化教學方法，將教學活動設計貫穿至課前、課中和課后三個階段，最終將課堂向“對話、開放、能力、學思結合”方向進行轉變[4]，如圖3所示。

圖3 教學活動設計圖

課前自主學習階段，教師利用網絡教學輔助平臺（超星學習通），發布線上教學資源，下達教學任務；學生完成線上預習，通過觀看網絡教學視頻、講座、微課，利用課外資源、圖書館教學資料，通過在線答疑方式對知識進行學習，培養學生的自主學習能力，減小課堂中知識起點的差異化。

課中知識內化階段，教師利用超星學習通發布課前簽到任務，學生通過掃碼簽到實現課堂考勤管理；課堂中通過啟發式教學，培養學生在課堂中的積極性、啟迪學生的思維，從“句號”課堂轉變為“問號”課堂；引入翻轉課堂，學生分享自主學習成果；通過案例教學、任務驅動和項目導向，強調理論聯系實踐的結合，培養學生知識應用和解決問題的能力。課堂中借助超星教學平臺，采用隨機選人、搶答、投票等多種模式，提高學生課堂互動的參與度和教學精度，利用在線答題，可以及時有效地反饋學生答題情況，使課堂教學效率達到最大化，最終達到深度學習的效果。表2是不同教學內容、教學過程中運用不同教學方法的舉例說明。

表2 不同課程內容及教學方法

課后技能外化階段，學生在學習通平臺上完成作業、測驗和討論，開展相關實驗和項目實踐，通過提問答疑和擴展學習達到知識和技能的外化；教師通過超星平臺學生做題、討論等情況進行答疑指導、考核評價，掌握學生學習情況，不斷改善教學方法，提高教學水平。

2.4 改進評價體系

如何評價教學，要通過“學的怎么樣”進行評價，真正做到“以學論教”。根據課程的性質與特點，課程采用過程評價與總結評價相結合的方式，考查學生的知識掌握情況。項目實踐環節，采用分層教學，學生根據自身的能力，選擇難以程度不同的項目進行實踐[5]。

教師分階段對學生的學習成果進行評價，將課程評價融入整個教學過程中，主要采用評分表分析法，按照不同的權重值來設置學生平時表現、網絡教學平臺上作業、預習等完成情況、實驗報告和階段性總結等評價指標。引入自我評價、學生互評、教師評價，教師評價除了任課教師，還通過合作的實訓企業指導老師進行參評，掌握學生的學習狀態，將成果反饋來改進原有的課程設計與課程教學，實現持續改進。圖4是期末成績考核標準。

圖4 期末成績考核評價指標

3 教學改革成果

學生的出勤率較往年高，遲到早退，曠課人數明顯減少；學生的最終考核成績較往屆同專業學生整體水平提高，不及格率降低；集中實踐課程的整體完成質量較往年好，學生的知識掌握情況和知識的應用能力都有很大的提高，圖5是學生對課改后滿意度調查結果分布情況。

圖5 課改后課程滿意度分布情況

目前，這種教學改革模式應用于“Java程序設計基礎”、“C語言程序設計”以及“數據庫原理及應用”等課程的教學當中。

4 結束語

綜上，通過教師隊伍、教學內容、教學方法以及考核評價等方面對課程進行改革，倡導“教、學、做”為一體的新的教學模式，可以使學生充分地參與到理論和實踐的轉換過程中，在實踐中學習知識，加強學生對知識的理解和學習，提高獨立思考問題、解決問題的能力。在教學改革取得成績的同時，還需要進一步反思：如何更好地引入課程思政；對于不同層次的學生如何更有效地進行分層教學；面對“厭學”、“畏難情緒”的學生如何處理；課程的考核環節如何進一步有效反映學生的真實掌握情況等，這也是后期繼續探討和改進的問題。