數據結構課程中應用型教學(xué)的實(shí)踐論文
摘要：應用型教育是當前大學(xué)本科教育中的一個(gè)薄弱環(huán)節。如何將本科教學(xué)中的具體講授知識點(diǎn)轉化為學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力, 培養應用型人才一直是大學(xué)教育中的一個(gè)重要研究課題。針對以上問(wèn)題, 本文從多方面分析了應用型本科教育的特點(diǎn), 結合作者多年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗和體會(huì ), 詳細闡述了應用型教育在“算法與數據結構”課程教學(xué)中的存在的問(wèn)題, 并最后提出了對所存在問(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學(xué)生將所學(xué)知識進(jìn)行實(shí)踐應用的轉化起到了一定的積極作用。
關(guān)鍵詞：應用型教育; 數據結構; 教改;
數據結構是一門(mén)對程序設計算法的抽象描述[1], 其講述了在程序設計過(guò)程中, 如何將實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象描述、對組織數據進(jìn)行存儲和處理的, 是從基礎的編程語(yǔ)言過(guò)渡到高級程序設計的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課程[2]。學(xué)生對于該課程的學(xué)習效果在很大程度上決定了學(xué)生對整個(gè)計算機編程方面的學(xué)習興趣和后續詳細專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習效果。
我校的數據結構課程組已有十多年的授課經(jīng)驗, 主體由中青年老師組成, 在多媒體課件、自主試題庫、無(wú)紙化測試、上機課程設計方面都具有較為完備的教育資源。本文就我校在本科應用型數據結構課程建設的實(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。
一應用型本科教育的特點(diǎn)
當前, 大學(xué)本科教育主要分為研究型本科教育和應用型本科教育。研究型本科教育的主要目的在于培養創(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。應用型本科教育的主要目的在于培養具有較強應用實(shí)踐能力的人才以滿(mǎn)足社會(huì )對相關(guān)高端人才的需求。根據培養目標的不同, 兩者處于高等教育的不同層次。根據不同的生源、師資、教學(xué)條件等, 應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, 應用型人才的培養是面向社會(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。注重培養學(xué)生應用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力, 在掌握基本技能的基礎上, 發(fā)揮學(xué)生自己的創(chuàng )造性想法, 逐步精通某項技術(shù), 能夠獨立完成較大規模的工程。在具備以上基礎的前提下, 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。當前, 主要的學(xué)術(shù)型人才的培養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)主要還是偏向于應用型人才的方向。同時(shí), 根據不同學(xué)校的生源質(zhì)量和師資條件的不同, 在應用型教育的不同層次目標上, 側重點(diǎn)也有不同。
(二) 綜合性。
學(xué)生的培養, 不僅僅是專(zhuān)業(yè)知識的培養, 同時(shí)還需要注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養, 成為高素質(zhì)的應用型人才。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)、大數據的發(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, 應用型人才的培養也要注意多學(xué)科, 多種知識的應用能力。同時(shí), 綜合性還體現在學(xué)生理論和實(shí)際動(dòng)手結合的能力方面, 學(xué)生不僅需要掌握較為全面的理論文化知識, 還應該有較強的實(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, 還應該具有面對新問(wèn)題的獨立思考, 獨立探索的能力, 能夠獨立解決未知問(wèn)題的能力, 其中也包含了一定的自我學(xué)習能力。因此, 在應用型本科教育中要避免過(guò)于偏重專(zhuān)業(yè)知識的培養, 而忽略了學(xué)生綜合素質(zhì)的培養的問(wèn)題, 應當注重學(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)習能力。
(三) 實(shí)踐性。
應用型本科教育的重要目標就是培養學(xué)生的實(shí)踐能力, 就是將所學(xué)知識向實(shí)際動(dòng)手能力的轉化。學(xué)生需要在理解相關(guān)理論知識的前提下, 能夠熟練的掌握相關(guān)工具進(jìn)行實(shí)際項目的開(kāi)發(fā), 并在項目實(shí)施過(guò)程中具備一定的創(chuàng )造能力。同時(shí), 實(shí)踐也應與實(shí)際發(fā)展相結合, 隨著(zhù)社會(huì )需求的變化而不斷進(jìn)行更新以迎合社會(huì )需求。
二應用型教學(xué)的改進(jìn)探索
(一) 針對教程側重點(diǎn)的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化調節。
應用型教育決定了在數據結構教學(xué)中的側重點(diǎn)應偏向于學(xué)生的實(shí)踐能力的培養。當前的數據結構的教學(xué)過(guò)程中, 在知識點(diǎn)的講授過(guò)程中, 較偏向于算法理論的講解, 過(guò)于強調對算法完備性, 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, 針對這種情況, 為了增加數據結構教學(xué)中的應用型培養, 在課程的教學(xué)過(guò)程中, 特意增加了實(shí)驗型教學(xué)環(huán)節。不僅僅是增加了機房上機的實(shí)驗型教學(xué)環(huán)節, 在理論授課的過(guò)程中, 也穿插了程序設計演示的過(guò)程, 讓學(xué)生在理論學(xué)習的同時(shí)增強對動(dòng)手編程的感官認識。最后, 在課程的最后授課環(huán)節, 添加了課程設計環(huán)節, 旨在讓學(xué)生運用所學(xué)知識解決一個(gè)較為實(shí)際的問(wèn)題。
(二) 針對實(shí)踐環(huán)節的內容設計問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。
當前, 數據結構課程最大的難點(diǎn)在于, 學(xué)生對于理論知識聽(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。每到上機實(shí)驗課程時(shí), 很多學(xué)生都是照著(zhù)書(shū)本進(jìn)行代碼的輸入, 很少有自足進(jìn)行算法設計和完善工作的。如何激發(fā)學(xué)生自主思考, 自主動(dòng)手的興趣和信心, 一直是數據結構課程教學(xué)中存在的難題�？紤]到學(xué)生在學(xué)習數據結構前, 大都只進(jìn)行過(guò)基本的編程語(yǔ)言的學(xué)習, 編程基礎大都比較薄弱, 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)驗環(huán)節的教學(xué)。在實(shí)驗課程的開(kāi)始階段, 主要以銜接前期的C語(yǔ)言為主, 以鏈表、數組的應用為主要設計內容, 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, 加入數據結構中特有的棧、隊列及排序等經(jīng)典算法, 達到課程的基本知識的動(dòng)手訓練的目的。對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計, 在小組中采用不同的分工, 讓能力強的學(xué)生帶動(dòng)能力弱的學(xué)生一起動(dòng)手, 達到學(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, 采用小組的形式讓學(xué)生實(shí)現一些簡(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)生對軟件開(kāi)發(fā)有一定的實(shí)際體會(huì ), 達到應用型教學(xué)的目的。
(三) 針對傳統教學(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(jì)的占比, 加入了課程設計的答辯評分成績(jì)。同時(shí), 加入了新的考核模式, 采用了機考的新模式, 除了傳統的選擇填空等考察題型外, 在機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)注于理論知識的學(xué)習和復習中, 變相的加強了學(xué)生對動(dòng)手能力的考察。
三應用型教學(xué)的改進(jìn)效果
通過(guò)對數據結構課程的應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)驗代碼的演示過(guò)程, 能夠對相關(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)驗環(huán)節的教學(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, 規劃, 然后設計代碼, 并在以小組為單位的課程實(shí)驗環(huán)節有相當大的參與熱情。雖然無(wú)法讓所有學(xué)生都有很大的編程積極性, 但隨著(zhù)課程的進(jìn)行, 能夠積極參與的學(xué)生比例越來(lái)越高, 甚至出現一批自信心很強的學(xué)生, 這些在以前都是很難做到的。
四結束語(yǔ)
本文針對應用型本科教育對數據結構的教學(xué)過(guò)程提出了改革探索。重點(diǎn)在于提高學(xué)生對所學(xué)理論知識的實(shí)踐應用能力。由于傳統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, 數據結構一直在應用型培養方面存在諸多不足。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, 在應用型培養上提出了一定的嘗試和探索。同時(shí), 這些探索在實(shí)驗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)。
參考文獻
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