高级工程应用型本科《数据结构 》教学改革及建设

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　　【摘 要】《数据结构》课程是计算机及相关专业的核心课程。高级工程应用类计算机相关专业的培养目标具有工程实践性的要求，与理论性本科教育及高等职业教育有着本质不同，提出了这既定短课时的课程教学改革及课程标准，从教学内容、教学方法等方面进行改革探讨，探索高级应用型专业的实践教学模式及课程内容设置。
　　【关键词】教学改革 课程标准 《数据结构》
　　一、引言
　　高级工程应用类专业――交通设备与控制工程和物联网工程专业，是山东交通学院下属交通与物流工程学院的重要专业，是交通、物流和计算机技术交叉融合的专业，目的是培养适应交通现代化和智能化、物流信息化和智慧城市需要的高素质应用人才。《数据结构》是两专业学科基础课的必修课程，也是后续专业技术课程的基础，学习效果直接关系到后续课程的学习。
　　二、目前课程教学的现状
　　通过对近几年教学效果的总结，目前该课程的教学现状主要体现为几下几点：
　　（一）绝大部分学生表示先修课程《C语言程序设计》《计算机基础》的学习效果很差，严重影响了教学进度和效果；
　　（二）根据人才培养方案，该门课仅安排48课时，远少于计算机系该课程的课时；
　　（三）实践机会少和应用结合不紧密，学生遇到算法设计不知所措，上机调试程序更加困难；
　　（四）实验上机及实践教学需要学生课余时间自行预习，在无指导的情况下学习效果较差。
　　三、《数据结构》课程需求分析
　　（一）高级应用型本科培养要求
　　应用型本科院校专业培养的高级应用型人才既不同于综合性研究大学所培养的理论性人才，也不同于职业性技能型院校所培养的实用性技能人才，其具有从事管理和直接操作的各种高级技能，还具有设计与开发能力。
　　应用型本科教育突出应用性：1.具备较强的终身学习能力和职业转换的适应能力；2.具备用知识和技术解决生产、服务、管理等方面的实际应用能力和创新能力及社会适应能力；3.具备创新精神、团队精神和敬业精神。
　　（二）课程建设目标
　　《数据结构》课程必须体现高级应用型人才的培养规格，既不能完全以学科知识为体系，也不能完全以岗位标准为体系。对《数据结构》课程体系建设的基本原则进行设置：1.通过科学设计和优化保证学生具备较宽厚的基础理论知识；2.加强后续专业课程的衔接，主要进行专业深化和拓宽专业面的基础教学；3.突出实践课程，强调培养学生解决实际问题的专业能力。
　　四、课程改革措施
　　（一）教学内容
　　1.理论教学课程标准
　　在既定的短课时的前提下，设置精简的教学内容极为关键。鉴于在校生程序设计语言课程的基础较差，增设了基础教学环节，选取不同类型数据结构的重点内容进行讲解。
　　2. 预备型的实验设置
　　为了减少学生理论与实践脱节以及程序设计能力和先修课程学习较差的特殊情况，提取实践内容中涉及计算机编程语言（C语言）较紧密相关的部分，选择设计预备型的实验题目。
　　教学目的：（1）掌握伪代码转化计算机程序设计语言的方法；（2）熟练掌握C语言程序设计语法，为后续实验的顺利进行打下坚实的基础。
　　3.课程设计型实验设置
　　在原有培养计划的基础上增加课程设计环节，利用连续完整的实验设计单元，来帮助学生掌握数据结构和算法。
　　设计原则： （1）题目内容生动，贴合实际；（2）题目可以一题多解，即能够用线性结构、树或图等多种数据结构来正确实现，重点放在表现出不同的算法复杂性性能，能促使学生理解选择和设计数据结构对程序性能优化的意义；（3）题目的难度要保证学生在一周的时间里能够独立完成；（4）5人一小组分组进行，提高效率及团队协作协调效率。
　　教学目的： （1）掌握数据结构和相关基本操作算法所花费的时间和空间代价的分析方法；（2）能够选择合适的数据结构有效解决实际问题；（3）培养学生的团队协作能力和解决实际问题的能力。
　　（二） 教学方法
　　1.修订专业培养方案课程的教学模式。
　　2.充分利用手机等工具录制详细知识点讲解的视频，通过手绘、动态PPT对知识点和应用实例加以讲解，加深学生对抽象性知识点的理解和掌握。
　　3.鉴于培养方案的短课时的问题，加大课程设计的教学比重，强调学生代码重用性和程序规范性。
　　五、改革效果
　　根据课程中期学校组织的学生评教结果，学生普遍认为这门课程的理论教学由浅入深、循序渐进，易于理解；每一次的预备型实验上机对计算机程序实现能力的提升起到了重要的作用；与实践联系紧密的课程设计，培养了学生发现问题、解决问题的能力。
　　六、结论
　　通过对高级应用型本科《数据结构》培养目标及教学的探索与实践，克服了《数据结构》教学理论课时不足、教学过程的高度抽象和枯燥性，充分有效组织教学环节，调动了学习的趣味性和积极性；与此同时，突出高级应用型本科工程的实践性特点，注重应用能力的培养，大大提高了学生的实践能力和知识应用能力。在有层次递进性的理论、预备型实验和课程设计型实验的教学改革中，教学的质量和效果较好。
　　【参考文献】
　　[1]史秋衡，王爱萍.应用型本科教育的基本特征[J].教育发展研究，2008（21）：34-37.
　　[2]李晓鸿，骆嘉伟，季洁.“数据结构与算法分析”研究型实践教学的探索[J].实验室研究与探索，2012（01）：121-125.
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