數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中應(yīng)用型教學(xué)的實(shí)踐論文
摘要：應(yīng)用型教育是當(dāng)前大學(xué)本科教育中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。如何將本科教學(xué)中的具體講授知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力, 培養(yǎng)應(yīng)用型人才一直是大學(xué)教育中的一個(gè)重要研究課題。針對(duì)以上問(wèn)題, 本文從多方面分析了應(yīng)用型本科教育的特點(diǎn), 結(jié)合作者多年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì), 詳細(xì)闡述了應(yīng)用型教育在“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中的存在的問(wèn)題, 并最后提出了對(duì)所存在問(wèn)題的一些相關(guān)改進(jìn)探索。實(shí)踐證明, 相關(guān)方法的探索在一定程度上對(duì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的轉(zhuǎn)化起到了一定的積極作用。
關(guān)鍵詞：應(yīng)用型教育; 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 教改;
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門(mén)對(duì)程序設(shè)計(jì)算法的抽象描述[1], 其講述了在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中, 如何將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象描述、對(duì)組織數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理的, 是從基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言過(guò)渡到高級(jí)程序設(shè)計(jì)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程[2]。學(xué)生對(duì)于該課程的學(xué)習(xí)效果在很大程度上決定了學(xué)生對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)編程方面的學(xué)習(xí)興趣和后續(xù)詳細(xì)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果。
我校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程組已有十多年的授課經(jīng)驗(yàn), 主體由中青年老師組成, 在多媒體課件、自主試題庫(kù)、無(wú)紙化測(cè)試、上機(jī)課程設(shè)計(jì)方面都具有較為完備的教育資源。本文就我校在本科應(yīng)用型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)的實(shí)際情況, 提出了一定方法上的探索及其在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中取得的成效分析。
一應(yīng)用型本科教育的特點(diǎn)
當(dāng)前, 大學(xué)本科教育主要分為研究型本科教育和應(yīng)用型本科教育。研究型本科教育的主要目的在于培養(yǎng)創(chuàng)新型、理論型人才以滿(mǎn)足社會(huì)中原創(chuàng)性科研任務(wù)的需求。應(yīng)用型本科教育的主要目的在于培養(yǎng)具有較強(qiáng)應(yīng)用實(shí)踐能力的人才以滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)相關(guān)高端人才的需求。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的不同, 兩者處于高等教育的不同層次。根據(jù)不同的生源、師資、教學(xué)條件等, 應(yīng)用型本科教育具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):
(一) 多樣性。
相較于原創(chuàng)科研型人才的培養(yǎng), 應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是面向社會(huì)發(fā)展的不同需求而定的, 主要分為工程型、技術(shù)型和技能型三個(gè)層次。注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力, 在掌握基本技能的基礎(chǔ)上, 發(fā)揮學(xué)生自己的創(chuàng)造性想法, 逐步精通某項(xiàng)技術(shù), 能夠獨(dú)立完成較大規(guī)模的工程。在具備以上基礎(chǔ)的前提下, 進(jìn)行原創(chuàng)性技術(shù)的研究工作才是學(xué)術(shù)型人才的培養(yǎng)。當(dāng)前, 主要的學(xué)術(shù)型人才的培養(yǎng)主要集中在研究生的教學(xué)極端, 而大部分的本科生的教育任務(wù)主要還是偏向于應(yīng)用型人才的方向。同時(shí), 根據(jù)不同學(xué)校的生源質(zhì)量和師資條件的不同, 在應(yīng)用型教育的不同層次目標(biāo)上, 側(cè)重點(diǎn)也有不同。
(二) 綜合性。
學(xué)生的培養(yǎng), 不僅僅是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培養(yǎng), 同時(shí)還需要注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng), 成為高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的發(fā)展, 專(zhuān)業(yè)之間的限制開(kāi)始變得模糊, 各種交叉學(xué)科和企業(yè)逐漸增多, 需要的`人才也在慢慢偏向于多專(zhuān)業(yè)背景的符合人才。因此, 應(yīng)用型人才的培養(yǎng)也要注意多學(xué)科, 多種知識(shí)的應(yīng)用能力。同時(shí), 綜合性還體現(xiàn)在學(xué)生理論和實(shí)際動(dòng)手結(jié)合的能力方面, 學(xué)生不僅需要掌握較為全面的理論文化知識(shí), 還應(yīng)該有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。這里的實(shí)踐動(dòng)手能力, 不僅僅指所學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐動(dòng)手能力, 還應(yīng)該具有面對(duì)新問(wèn)題的獨(dú)立思考, 獨(dú)立探索的能力, 能夠獨(dú)立解決未知問(wèn)題的能力, 其中也包含了一定的自我學(xué)習(xí)能力。因此, 在應(yīng)用型本科教育中要避免過(guò)于偏重專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培養(yǎng), 而忽略了學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)的問(wèn)題, 應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生個(gè)人素質(zhì)、個(gè)人價(jià)值的提神, 重點(diǎn)激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
(三) 實(shí)踐性。
應(yīng)用型本科教育的重要目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力, 就是將所學(xué)知識(shí)向?qū)嶋H動(dòng)手能力的轉(zhuǎn)化。學(xué)生需要在理解相關(guān)理論知識(shí)的前提下, 能夠熟練的掌握相關(guān)工具進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā), 并在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中具備一定的創(chuàng)造能力。同時(shí), 實(shí)踐也應(yīng)與實(shí)際發(fā)展相結(jié)合, 隨著社會(huì)需求的變化而不斷進(jìn)行更新以迎合社會(huì)需求。
二應(yīng)用型教學(xué)的改進(jìn)探索
(一) 針對(duì)教程側(cè)重點(diǎn)的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。
應(yīng)用型教育決定了在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)偏向于學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。當(dāng)前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程中, 在知識(shí)點(diǎn)的講授過(guò)程中, 較偏向于算法理論的講解, 過(guò)于強(qiáng)調(diào)對(duì)算法完備性, 優(yōu)化方法的理解上, 較偏向于算法完善的理論性研究。由于課程的考核原因, 學(xué)生會(huì)在筆試考試內(nèi)容上分配較多的時(shí)間精力, 而在時(shí)間編程上沒(méi)有引起太大的重視。因此, 針對(duì)這種情況, 為了增加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用型培養(yǎng), 在課程的教學(xué)過(guò)程中, 特意增加了實(shí)驗(yàn)型教學(xué)環(huán)節(jié)。不僅僅是增加了機(jī)房上機(jī)的實(shí)驗(yàn)型教學(xué)環(huán)節(jié), 在理論授課的過(guò)程中, 也穿插了程序設(shè)計(jì)演示的過(guò)程, 讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)增強(qiáng)對(duì)動(dòng)手編程的感官認(rèn)識(shí)。最后, 在課程的最后授課環(huán)節(jié), 添加了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié), 旨在讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決一個(gè)較為實(shí)際的問(wèn)題。
(二) 針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。
當(dāng)前, 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程最大的難點(diǎn)在于, 學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)聽(tīng)得懂, 相關(guān)原理也能做到理解, 但就是在動(dòng)手上存在不敢動(dòng)手, 不會(huì)動(dòng)手的問(wèn)題。每到上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程時(shí), 很多學(xué)生都是照著書(shū)本進(jìn)行代碼的輸入, 很少有自足進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和完善工作的。如何激發(fā)學(xué)生自主思考, 自主動(dòng)手的興趣和信心, 一直是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在的難題。考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前, 大都只進(jìn)行過(guò)基本的編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí), 編程基礎(chǔ)大都比較薄弱, 因此, 為了提升學(xué)生的動(dòng)手編程的興趣和自信, 課程組采用了循序漸進(jìn)的方式開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)始階段, 主要以銜接前期的C語(yǔ)言為主, 以鏈表、數(shù)組的應(yīng)用為主要設(shè)計(jì)內(nèi)容, 讓學(xué)生在低難度的情況下能夠自主動(dòng)手, 積累自信。在課程的后期, 加入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中特有的棧、隊(duì)列及排序等經(jīng)典算法, 達(dá)到課程的基本知識(shí)的動(dòng)手訓(xùn)練的目的。對(duì)于編程能力不同的學(xué)生, 采用了以多人小組的模式, 通過(guò)多人合作的方式完成設(shè)計(jì), 在小組中采用不同的分工, 讓能力強(qiáng)的學(xué)生帶動(dòng)能力弱的學(xué)生一起動(dòng)手, 達(dá)到學(xué)生間的互幫互助。通過(guò)以上方式不斷激發(fā)學(xué)生的編程信心和興趣。最后通過(guò)課程最后的小任務(wù)環(huán)節(jié), 采用小組的形式讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的軟件功能, 模擬軟件開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程, 讓學(xué)生對(duì)軟件開(kāi)發(fā)有一定的實(shí)際體會(huì), 達(dá)到應(yīng)用型教學(xué)的目的。
(三) 針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中以筆試考試為主的考核方
式存在的不足, 課題組提出了在課程考核上的一定的改進(jìn)。在課程的考核中, 弱化了筆試考查成績(jī)的占比, 加入了課程設(shè)計(jì)的答辯評(píng)分成績(jī)。同時(shí), 加入了新的考核模式, 采用了機(jī)考的新模式, 除了傳統(tǒng)的選擇填空等考察題型外, 在機(jī)考中加入了算法編程題的考察。通過(guò)這種方式的改進(jìn)嘗試, 能夠在一定程度上避免學(xué)生過(guò)于專(zhuān)注于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中, 變相的加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)動(dòng)手能力的考察。
三應(yīng)用型教學(xué)的改進(jìn)效果
通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的應(yīng)用型授課方法的改進(jìn), 在幾個(gè)學(xué)期的授課中取得了一定的改進(jìn)效果。在理論授課的過(guò)程中, 學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)代碼的演示過(guò)程, 能夠?qū)ο嚓P(guān)算法有較深入的了解, 在上課時(shí)往往能參與到算法的演示中, 開(kāi)始具有一定的積極性。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)中, 由于從簡(jiǎn)到難的循序漸進(jìn)的過(guò)程, 學(xué)生從一開(kāi)始的不敢動(dòng)手編碼到后來(lái)能夠積極思考, 規(guī)劃, 然后設(shè)計(jì)代碼, 并在以小組為單位的課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)有相當(dāng)大的參與熱情。雖然無(wú)法讓所有學(xué)生都有很大的編程積極性, 但隨著課程的進(jìn)行, 能夠積極參與的學(xué)生比例越來(lái)越高, 甚至出現(xiàn)一批自信心很強(qiáng)的學(xué)生, 這些在以前都是很難做到的。
四結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)應(yīng)用型本科教育對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過(guò)程提出了改革探索。重點(diǎn)在于提高學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力。由于傳統(tǒng)以筆試考試為主的教學(xué)方式中存在偏理論輕動(dòng)手的不足, 以及學(xué)生在動(dòng)手自信和積極性上的不足, 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一直在應(yīng)用型培養(yǎng)方面存在諸多不足。本文提出的種種嘗試, 在一定程度上提高了學(xué)生動(dòng)手編程的積極性和自信, 在應(yīng)用型培養(yǎng)上提出了一定的嘗試和探索。同時(shí), 這些探索在實(shí)驗(yàn)課題的選擇和難度上還存在一定的問(wèn)題, 在以后的教學(xué)中還將進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。
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