計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革

1、 計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革 張麗萍，劉東升，王春暉(內(nèi)蒙古師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010022)Reference：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中一門重要的專業(yè)課。本文分析了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問(wèn)題，并提出為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)而對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進(jìn)行的教學(xué)改革方案，該方案可以在一定程度上解決當(dāng)前“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中存在的問(wèn)題，從而更好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。Keys：應(yīng)用型人才；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程改革1 問(wèn)題的提出當(dāng)今軟件行業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)教育面臨著新的發(fā)展機(jī)遇也同時(shí)面臨著新的挑戰(zhàn)。很多高校認(rèn)識(shí)到發(fā)展應(yīng)用型本科教育既是社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的要求

2、，也是教育發(fā)展的要求，為此將辦學(xué)宗旨定格為應(yīng)用型教育。許多教育機(jī)構(gòu)在原有的人才培養(yǎng)基礎(chǔ)一卜，對(duì)人才培養(yǎng)模式加以調(diào)整，形成了一套相對(duì)完整的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)體系。但現(xiàn)存的人才培養(yǎng)模式，依然存在不少弊端，如教學(xué)理念陳舊、課程設(shè)置不合理、教學(xué)方式不科學(xué)、重理論輕實(shí)踐等。許多高校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中，對(duì)其開設(shè)的課程僅僅是在原有課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行了裁剪與簡(jiǎn)化，而教學(xué)理念、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)等并沒(méi)有作出相應(yīng)的調(diào)整。因此，如何合理地進(jìn)行課程設(shè)置、怎樣有效地實(shí)施課程的教學(xué)過(guò)程，從而真正達(dá)到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，是高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)當(dāng)前亟需進(jìn)行深入研究和探討的問(wèn)題。本文以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例，詳細(xì)介紹

3、了在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中，該課程進(jìn)行的教學(xué)改革與建設(shè)方案。2 計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)2006年教育部計(jì)算機(jī)專業(yè)分委員會(huì)根據(jù)國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，制定了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科戰(zhàn)略研究報(bào)告、專業(yè)規(guī)范和評(píng)估方案，為我國(guó)不同類型高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的改革提供了理論依據(jù)和參考執(zhí)行方案。文件的核心觀點(diǎn)是“分類培養(yǎng)”，即不同類型的學(xué)校應(yīng)該有不同的培養(yǎng)方案、教學(xué)計(jì)劃和課程教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)本科計(jì)算機(jī)專業(yè)教育目前存在的問(wèn)題，教育部、IT企業(yè)界、IT專家及學(xué)者都作了有意的探索及嘗試。從目前的研究情況來(lái)看，普遍形成了一個(gè)共識(shí)：本科計(jì)算機(jī)專業(yè)教育應(yīng)根據(jù)IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，將“培養(yǎng)規(guī)格分類”為核

4、心思想的計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展建設(shè)作為改革的重點(diǎn)，根據(jù)社會(huì)的需求和自身的實(shí)際情況，為學(xué)生提供不同類型的教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案，并具體提出了中國(guó)“計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)三類規(guī)格”，即研究型（計(jì)算機(jī)科學(xué)）、工程型（計(jì)算機(jī)工程和軟件工程）、應(yīng)用型（信息技術(shù)）1-3。在我國(guó)，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系一般著重于培養(yǎng)研究型計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，但研究型人才畢竟是整體計(jì)算機(jī)專業(yè)人才體系中極少的一部分，計(jì)算機(jī)專業(yè)行業(yè)的發(fā)展及社會(huì)各界更多需要的是能夠在企業(yè)從事產(chǎn)品研發(fā)的工程型人才和面向社會(huì)各行業(yè)使用計(jì)算機(jī)解決各類問(wèn)題的應(yīng)用型人才。應(yīng)用型本科人才在培養(yǎng)規(guī)格、專業(yè)能力和工作崗位指向等方面要有別于研究型人才的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才的培

5、養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是：培養(yǎng)面向社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)第一線，具有計(jì)算機(jī)專業(yè)技能和信息技術(shù)實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型專門人才。3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問(wèn)題由于受到傳統(tǒng)課程模式的影響，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程無(wú)論在教學(xué)內(nèi)容還是在使用教材上，基本沿用研究型的課程體系。研究型課程比較注重教學(xué)內(nèi)容的理論性和系統(tǒng)性，對(duì)于強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的應(yīng)用型專業(yè)來(lái)說(shuō)，并不完全適用。目前，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)主要存在以下問(wèn)題。首先，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)和數(shù)學(xué)密切結(jié)合而形成的一門交叉科學(xué)，所涉及的概念不僅有計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)方面的，史有數(shù)學(xué)方面的，是很多專業(yè)課程的基礎(chǔ)課，所以該課程最大的特點(diǎn)是基礎(chǔ)理論復(fù)雜抽象、概念眾多，學(xué)牛學(xué)習(xí)的難度較大。其次，按照社

6、會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才的需求，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程基礎(chǔ)理論中陳舊的東西應(yīng)刪除掉，并及時(shí)添加新的內(nèi)容，這樣才能適應(yīng)變化快、發(fā)展迅速的IT行業(yè)用人需求。另外，當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)重理論、輕實(shí)踐的觀念較普遍。通過(guò)多年的教學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)存在這樣的問(wèn)題，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課時(shí)，很多學(xué)生對(duì)算法一知半解。至于實(shí)踐，常常是學(xué)牛對(duì)著書本上的偽代碼實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序，甚至直接將源代碼錄入，所做的就是翻譯和抄寫的工作，等到真的用這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法解決問(wèn)題時(shí)根本無(wú)從下手。因此，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，決不能忽視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。4 教學(xué)改革方案在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革中，我們綜合考慮了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中存在的問(wèn)題以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，深

7、入實(shí)踐、調(diào)查研究。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革中，借鑒了英國(guó)高等教育文憑項(xiàng)目SQA HND。該項(xiàng)目是由英國(guó)蘇格蘭學(xué)歷管理委員會(huì)(又稱蘇格蘭資格監(jiān)管局，簡(jiǎn)稱SQA)頒發(fā)的英國(guó)國(guó)家高等教育文憑(HigherNational Diploma，簡(jiǎn)稱HND)。該文憑由英國(guó)文化委員會(huì)推薦，中英兩國(guó)政府合作引進(jìn)，經(jīng)中國(guó)駐英國(guó)大使館教育處認(rèn)證。SQA HND項(xiàng)目引入我校5年以來(lái)，取得了非常不錯(cuò)的教學(xué)效果。HND的畢業(yè)生面對(duì)變化快、發(fā)展迅速的IT專業(yè)，能夠適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才的需求，真正做到學(xué)以致用。特別是項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的課程，對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)很有參考和借鑒的價(jià)值。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方

8、案中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)改革方案如下。4.1 教學(xué)理念倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的教育思想，其教學(xué)大綱保證教學(xué)的實(shí)踐性和實(shí)用性；強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力；強(qiáng)調(diào)“教學(xué)”和“學(xué)習(xí)”的結(jié)果；學(xué)生沒(méi)有考試壓力，其考評(píng)方式為“課業(yè)”或“大作業(yè)”（表1）的形式，即教師根據(jù)課程進(jìn)度為學(xué)生設(shè)計(jì)課業(yè)，學(xué)生利用三周左右的時(shí)問(wèn)完成，每次課業(yè)均有三次改做的機(jī)會(huì)，只記成功、不記失敗，也就是說(shuō)，課程注重考核學(xué)生的成長(zhǎng)過(guò)程，而非“一紙考卷定終身”的應(yīng)試教育模式。4,2 教學(xué)內(nèi)容在課程的內(nèi)容設(shè)置方面，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程以存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為主線，劃分為兩門課程：數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（表1）。這樣做將原有的一門課程的內(nèi)容分散到兩門課程當(dāng)中，可以

9、有效地降低學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感覺(jué)輕松了許多。另外，我們將部分陳1日的內(nèi)容適當(dāng)裁剪（如三元組表），并適度增加了最新的教學(xué)內(nèi)容（如紅黑樹等），從而更好地突出了計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。4.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的核心內(nèi)容就是通過(guò)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)技術(shù)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計(jì)能力以及創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)其舉一反三、觸類旁通的能力，以達(dá)到提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的素質(zhì)能力的目標(biāo)。計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的智力勞動(dòng)，讓學(xué)生理解、習(xí)慣、熟悉這一套算法構(gòu)造思維方法，是實(shí)踐環(huán)節(jié)所要解決的核心問(wèn)題。我們通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)。課程實(shí)驗(yàn)著眼于原理與應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，使讀者學(xué)會(huì)如何把書

10、上學(xué)到的知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)軟件上作所需要的動(dòng)手能力，能使書上的知識(shí)變“活”，起到深化理解和靈活掌握教學(xué)內(nèi)容的目的。在平時(shí)的卜機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，我們要求學(xué)生完成在線評(píng)測(cè)(online Judge，簡(jiǎn)稱OJ)提供的相關(guān)練習(xí)4-5。在線評(píng)測(cè)是基于WWW的服務(wù)器端軟件系統(tǒng)，該服務(wù)器上有一個(gè)豐富的題庫(kù)，題目來(lái)源主要是主講教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)的實(shí)踐題目及部分ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽所公布的賽題。由于學(xué)生人數(shù)比較多，采用了OJ對(duì)學(xué)生提交的作業(yè)進(jìn)行評(píng)判，一方面可以減輕教師的工作量，減少因教師的主觀因素使評(píng)測(cè)尺度不統(tǒng)一。另一方面，學(xué)生在做題過(guò)程中，看到評(píng)測(cè)通過(guò)非常激動(dòng)，能讓學(xué)生有成就感，但又會(huì)刺激他

11、們主動(dòng)去做更多的題，也給了他們新的挑戰(zhàn)。課程設(shè)計(jì)是進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的第一門課，包括問(wèn)題分析、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、用戶界面設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)基本技能和技巧、多人合作，以至一整套軟件工作規(guī)范的訓(xùn)練和科學(xué)作風(fēng)的培養(yǎng)。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的訓(xùn)練，提高了學(xué)生組織數(shù)據(jù)及編寫大型程序的能力，使其更好地理解和掌握了算法設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)，為整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。4.4 教學(xué)方式教學(xué)中實(shí)施“以學(xué)生為中心”的重要教學(xué)形式之一，學(xué)生要依據(jù)任務(wù)內(nèi)容，采用個(gè)人或小組作業(yè)形式，對(duì)所要完成的任務(wù)進(jìn)行討論、研究、調(diào)研、案例分析、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)。教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，扮演的是導(dǎo)師的角色。老師根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)，與學(xué)生共同討論學(xué)習(xí)中需要解

12、決的問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。為了提高教學(xué)效率，達(dá)到教學(xué)效果，課程采用多種教學(xué)媒體和教學(xué)方法，如課堂討論、案例分析、小組演講等。4.5 教學(xué)評(píng)價(jià)不同于傳統(tǒng)教學(xué)的評(píng)價(jià)方法，課程更注重學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)的成果(Outcomes)。確切地說(shuō)，教學(xué)關(guān)注如何使學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)成果即特定的通用能力和專業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，而教學(xué)過(guò)程中的方式方法則是因人而異、靈活開放的。因此，課程的教學(xué)在師生之間建立起另一種新的關(guān)系，學(xué)生成了課堂的主人，教師的作用變成幫助、指導(dǎo)、引導(dǎo)學(xué)生。5 結(jié)語(yǔ)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)是IT行業(yè)重要的組成部分，面對(duì)其變化快、發(fā)展迅速的特點(diǎn)，如何培養(yǎng)出合格的計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才，讓學(xué)生適應(yīng)市場(chǎng)的需求，真正做到學(xué)以致用，成為當(dāng)今大學(xué)教育重點(diǎn)研究和實(shí)踐的內(nèi)容。我們從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程入手，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教改方面進(jìn)行了有益的嘗試，努力探索適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)日標(biāo)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的教學(xué)模式。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革中積累的成功經(jīng)驗(yàn)，可以推廣到其他的相關(guān)課程當(dāng)中，這對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案中的其他課程和整個(gè)應(yīng)用型培養(yǎng)方案的實(shí)施都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。Reference：1教育部計(jì)算機(jī)專業(yè)分委會(huì)，發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)范R.北京：高等教育出版社，2006.2陸麗娜，李聯(lián)寧，計(jì)算機(jī)應(yīng)用型