新工科背景下“數據結構”課程建設策略研究

摘要：在新工科教育理念的指導下，該文專注于“數據結構”課程的深度構建與創新實踐，通過精妙融合前沿教育理念與現代信息技術，旨在全面優化課程質量，傾力打造具備多元化能力架構與卓越創新精神的未來工程領域領軍人才。

關鍵詞：新工科；數據結構；課程建設；實踐研究

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.12.081

中圖分類號：G 642.0" " " " " " 文獻標志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）12-0-03

Research on the Practice of \"Data Structure\" Course Construction

under the New Engineering Background

ZHANG Qin， CHEN Lijun

（Jinzhong Information College， Jinzhong 030600， China）

Abstract： Guided by the new engineering education concept， this study focuses on the in-depth construction and innovative practice of the \"Data Structure\" course. By skillfully integrating cutting-edge educational concepts with modern information technology， it aims to comprehensively optimize the course quality and strive to cultivate future leaders in the engineering field who possess a diversified ability structure and excellent innovative spirit.

Keywords： new engineering; data structure; course construction; practical research

在當前新工科教育的迅猛發展背景下，高等教育的重心正逐漸調整為培育兼具創新精神、實戰技能及跨學科綜合素養的高水平工程人才。計算機科學與技術專業中，“數據結構”作為基石課程，對于學生專業知識架構的搭建、編程技巧的提升以及問題解決策略的掌握具有不可估量的價值。然而，鑒于新工科教育對課程內容的前沿性、教學方法的創新性及評價體系的全面性所提出的更高標準，傳統的教學范式已難以適應培育多元化、創新型人才的迫切需求。在此背景下，我們深受新工科教育理念的啟迪，對“數據結構”課程進行了深入的改革與實踐探索，通過精心整合尖端教育理念與當代信息技術手段，旨在從根本上提升課程品質，營造出既富有吸引力又充滿挑戰的學習氛圍。本文的核心目標在于發掘并確立一套緊密貼合新工科教育標準、能夠有效激發學生創新潛能并促進其能力結構多元化發展的“數據結構”課程體系建設策略，為未來工程界人才的培養鋪設堅實的基石。

1" "新工科教育理念與“數據結構”課程概述

新工科教育理念著眼于未來趨勢，著重實踐探索，高度強調跨學科整合與創新思維的培養。這一理念從根本上革新了傳統工科教育模式，從被動接受知識向主動探索體驗轉變，從單一的面對面授課向多元化混合式教學過渡，同時實現了從以教師為主導到以學生為主體的教學模式轉換。新工科教育不僅重視理論知識的系統傳授，更將實踐環節置于核心位置，強調對學生在真實項目中的動手實踐能力和問題解決技巧的培養。其核心特征可概括為四點：第一，倡導跨學科合作，促進不同知識體系與方法的融合，旨在培養學生跨領域的綜合解決問題能力；第二，以實踐應用為導向，依托實驗、實訓及企業實習等多元化途徑，使學生能直接面對并解決真實世界的問題；第三，著重培養學生的創新能力、團隊合作精神及高效執行力，通過開設創新創業課程、實施項目驅動教學法等策略，有效激發學生的內在創新潛力；第四，秉持國際化視野，積極對接國際標準，引入先進的國際工程教育理念與資源，以促進教育的全球化融合發展[1]。因此，新工科教育理念的實踐旨在培育具有卓越創新能力及跨界融合能力的高素質工程技術人才，為應對并引領未來產業變革提供堅實的人才支撐。

“數據結構”是計算機科學與技術的核心基石課程，專注于數據的有效組織、存儲與管理方法。課程內容涵蓋線性表、棧、隊列、鏈表、樹和圖等基礎數據結構，同時深入解析排序、查找等核心算法的設計原理與優化策略。通過理論講授與動手實踐緊密結合的教學方式，學生不僅能透徹理解數據結構內在的邏輯機制，還能熟練掌握不同數據結構的應用場景及選擇原則，并學會評估算法的時間復雜度和空間復雜度。該課程尤為重視實踐能力的培養，通過豐富的編程練習，讓學生在解決具體問題中鍛煉算法設計與實現技能。同時，課程著重培養學生的抽象思維和問題解決能力，為后續專業課程學習及軟件開發實踐打下堅實基礎[2]。“數據結構”不僅是計算機科學的理論支柱，也是現代信息技術和軟件工程的重要組成部分，對提升學生專業素養、增強就業競爭力具有關鍵作用。通過本課程的學習，學生將構建起堅實的數據結構與算法知識體系，為未來學術研究和職業生涯的發展奠定堅實基礎。

2" "新工科背景下“數據結構”課程建設策略

2.1 課程定位與內容優化

在新工科教育改革的深入推動下，“數據結構”課程的精心規劃與持續優化顯得尤為重要且迫切。該課程不僅是計算機科學與技術領域的重要基石，更在整個知識體系中占據舉足輕重的核心地位，是連接理論與實踐、引領學生步入專業殿堂的橋梁與平臺。新工科背景下，我們需更深刻地認識到，“數據結構”課程為學生后續專業課程的學習奠定了堅實的基礎，其重要性不言而喻，無可替代。與此同時，課程內容的更新與迭代必須緊跟學科前沿的發展動態。這要求我們持續將最新的科研成果和技術進展融入教學大綱與授課計劃之中，確保課程內容的時效性和前沿性。通過敏銳洞察計算機行業對人才需求的不斷變化，我們能夠更加精確地調整和完善課程內容，使之與市場需求緊密相連[3]。如此，方能培養出既擁有扎實理論基礎，又具備靈活應對未來技術挑戰能力，能夠引領科技創新與社會發展的新型工科人才。

2.2 課程教學方法改革

“數據結構”課程建設需著重于教學方法的改革與創新。首先，我們應以案例項目為驅動，設計以“學生為中心”的教學模式。通過任務設定、問題提出、求解探索的方式，引導學生深入理解數據結構的基本思路、理論與方法。圍繞課程核心任務，運用多樣化的教學案例，鼓勵學生自主思考，設計數據結構知識解決方案，并完成任務實現，從而培養其解決實際問題的能力。其次，引入混合式教學，充分結合線上線下的教學資源。利用中國大學MOOC、網易云課堂等優質平臺，為學生提供豐富多樣的自學資源，以滿足不同學生的學習需求，促進自主學習與個性化發展。最后，強化實踐教學環節，除常規隨課實驗外，增設綜合性項目和課外實踐。特別是開設“創造型應用”實踐訓練課程，要求學生在團隊合作模式下，開發一個小型軟件項目，以此提升學生的實踐能力和團隊協作能力。

2.3 學校師資隊伍建設

首先，要全面提升教師素質。這需要我們通過組織多元化的專業培訓、進修學習以及學術交流活動，不斷更新教師的知識體系，提升其學術造詣與教學能力。同時，積極鼓勵教師在職深造，攻讀更高層次的學位，以提高教師隊伍的整體學歷水平，進一步優化師資隊伍結構，為課程建設提供堅實的人才基石。其次，要建立科學且有效的激勵機制。通過設立課程建設專項基金、優秀課程獎勵等舉措，吸引更多高層次人才投身于“數據結構”精品課程的建設之中。同時，要對教師在課程建設中的貢獻進行客觀、公正的評價與認可，以此激發教師的工作熱情，確保課程建設的活力與可持續性。通過這些綜合舉措，打造一支高水平、高素質的師資隊伍，為“數據結構”課程的優質建設提供堅實的保障。

2.4 課程評價體系創新

“數據結構”課程建設需著力創新課程評價體系。首先，要實施多元化評價策略，徹底打破傳統單一考試評價的束縛。我們要引入項目報告、課堂討論、在線測試等多種評價手段，這些方式不僅能更全面、更準確地評估學生的學習成效，還能激發他們的學習興趣和積極性。同時，要強化過程評價的重要性。密切關注學生的學習過程，通過布置定期的作業、實驗和項目，及時了解他們的學習進展和存在的問題。在此基礎上，向學生提供及時的反饋，幫助他們認清自己的學習狀況，從而能夠迅速調整學習策略，提升學習效率。這種過程評價的方式，不僅關注學生的學習結果，更重視他們的學習過程和成長軌跡，有助于培養出具備扎實基礎和持續學習能力的高素質人才。

具體說來，在“數據結構”課程建設過程中，要加大過程考核力度，實現學生知識與能力融合發展的目標。原來的考核方式是平時分占30%，期末考試卷面分占70%。此種考核方式重視學生的記憶能力，忽略了學生平時的學習過程，不利于鍛煉學生的實踐能力，因此，對課程考核進行改革，評分標準為課堂考核占20%、上機實驗考核占40%、期末閉卷分數占40%。課堂考核主要考察學生的學習主動性和積極性，具體包括出勤、提問回答、討論、作業等。上機實驗考核主要考查學生完成實驗的情況，具體包括課內上機實驗和課外在競賽相關平臺上答題的情況。期末閉卷考試主要考查學生對數據結構基礎理論知識的掌握情況[4]。加大過程考核力度，可以提高學生學習的主動性，也使教師能夠及時了解學生學習情況，為學生提供有針對性的輔導，從兩方面著手，改善教學質量，促進學生知識與能力融合發展，滿足新工科人才培養的需要。如表1所示。

2.5 學生國際化視野培育

“數據結構”課程建設應高度重視學生國際化視野的培育。首先，積極引入國際先進的教育理念與資源。要充分借鑒國際工程教育的成功經驗，特別是與“數據結構”課程緊密相關的優質教學資源，以此來推動課程的國際化進程。通過這一途徑，使學生能夠緊跟全球知識體系和技術發展的最前沿，拓寬他們的學術視野。其次，要大力加強國際間的交流與合作，鼓勵教師積極參與國際學術會議、交流訪問等活動，借助這些平臺，不僅可以拓寬教師的國際視野，使他們及時了解國際教育的最新動態和趨勢，還能促進與國際同行之間的深度交流與合作。教師可將從這些國際交流中汲取的先進理念和方法融入課程建設中，從而進一步提升“數據結構”課程的國際化水平[5]。這樣的舉措將為學生的全面發展搭建更廣闊的國際舞臺，助力他們成長為具有國際視野和競爭力的高素質人才。

3" "結束語

在新工科背景下，研究“數據結構”課程建設策略已顯得尤為重要。經過深入探討與實踐，我們明確了課程建設的核心目標和關鍵路徑。通過引入國際先進教育理念、加強師資隊伍培育、注重學生國際化視野的拓展，以及創新課程評價體系等一系列舉措，以構建與新時代要求相契合的“數據結構”課程。這些策略不僅提升了課程的教學質量，更激發了學生的學習熱情與創新能力。隨著這些策略的持續推進和完善，將能夠培養出更多具備扎實數據結構基礎、廣闊國際視野和強大創新能力的新工科人才，為社會輸送能夠引領未來科技發展的高素質人才。未來，我們要繼續深化課程改革，緊跟新工科發展的步伐，不斷優化教學策略，為“數據結構”課程的持續發展和學生的全面成長貢獻力量。

參考文獻

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[2] 何施茗，李峰，陳曦，等．新工科背景下數據結構金課教學模式研究[J]．計算機時代，2020（7）：108-114．

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[5] 楊洋，孔敏，符茂勝，等．算法與數據結構課程教學方法的多元融合研究[J]．皖西學院學報，2023（5）：69-73．