寧正元　王秀麗　鐘一文　易金聰　黃思先　賴賢偉

摘要:應(yīng)用型本科課程建設(shè)是我國高等教育的薄弱環(huán)節(jié)。本文在多方位研究了應(yīng)用型本科特點之后,結(jié)合長期從事應(yīng)用型本科教學工作的經(jīng)驗和體會,重點論述了應(yīng)用型本科“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的課程建設(shè)和教研教改問題,并簡要介紹了作者所在學校的一些做法。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);課程建設(shè);教學改革

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計算機科學課程體系中的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。我國“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的開設(shè)始于20世紀80年代初期,第一本教材是清華大學出版社1981年出版的嚴蔚敏教授組織編寫的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》。經(jīng)過近三十年的建設(shè),涌現(xiàn)出了許多版本的好教材和多門國家級精品課程。缺憾的是能很好地適應(yīng)應(yīng)用型本科教學的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材很少;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)國家級精品課程都是一本招生的重點大學課程,沒有一門二本、三本招生的應(yīng)用型本科課程。我國的高等教育成功的從精英教育轉(zhuǎn)型到大眾教育,應(yīng)用型本科的教材建設(shè)和課程建設(shè)是擺在我們面前刻不容緩急需解決的重大課題。

我校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程組經(jīng)過十多年的建設(shè)取得了較好的效果,1999年“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程評為省級優(yōu)秀課程,2007年“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程評為省級精品課程。建立了比較完備的教育資源,其中素材類教育資源有:試題庫、試卷素材、媒體素材、文獻素材、課件素材、案例素材和常見問題素材等等;根據(jù)教學的需要本課程已經(jīng)建立了多媒體課件、CAI課件、無紙化考試系統(tǒng)等。建立了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學網(wǎng)站,網(wǎng)站上的教學資源豐富,有教學方法、教學管理、教學計劃、教學大綱、多媒體課件、習題、教案、講稿和授課錄象等網(wǎng)上資源,已供學生自學使用。本文就應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè),結(jié)合我校的教學改革研究與實踐談一點看法,供同仁參考。

1應(yīng)用型本科的特點

應(yīng)用型本科與重點大學的研究型本科有著很大的不同,除了在生源、師資、教學條件等方面的較大差別外,主要有以下幾個方面。

1.1多樣性

研究型本科承擔社會所需要的創(chuàng)新型、理論性人才的培養(yǎng)和基礎(chǔ)性、原創(chuàng)性科學研究任務(wù);而應(yīng)用型本科則承擔社會各種各樣人才需求的培養(yǎng)任務(wù),尤其是適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展需要的實踐應(yīng)用型人才培養(yǎng)的任務(wù)。其實,應(yīng)用型人才更多的體現(xiàn)為一種人才培養(yǎng)目標的類型結(jié)構(gòu)而不是層次結(jié)構(gòu),這種應(yīng)用性表現(xiàn)在多方面,也可以區(qū)分為學術(shù)型、工程型、技術(shù)型和技能型等四種應(yīng)用性人才類型,學術(shù)型人才的主要任務(wù)是探索和發(fā)現(xiàn)新原理,研究客觀規(guī)律,將客觀規(guī)律轉(zhuǎn)化為科學原理和學科體系;工程型人才則主要從事將科學原理及學科體系知識轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案或設(shè)計圖紙;技術(shù)型人才主要從事將設(shè)計方案與圖紙轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品;技能型人才則主要依靠熟練的操作技能來具體完成產(chǎn)品的制作。

1.2綜合性

應(yīng)用型本科人才應(yīng)該是和諧發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,高素質(zhì)應(yīng)用型人才不僅要有一定的理論知識,同時還要有較強的理論技能;不僅要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,還需要有過硬的應(yīng)用性知識、一定的科學人文知識和相關(guān)的財務(wù)、管理和人際方面的知識。高素質(zhì)應(yīng)用型人才不僅要有一定的操作實踐能力,還要有較強的創(chuàng)新能力。更要具有較強的理論知識和技術(shù)的應(yīng)用能力,要培養(yǎng)學生構(gòu)建應(yīng)用知識進行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)的二次開發(fā)的能力、科學研究的能力。應(yīng)用型人才不僅要有較高的專業(yè)素養(yǎng),還要有一定的非專業(yè)素養(yǎng)。應(yīng)用型本科教育要避免“重專業(yè)技能、輕綜合素養(yǎng)”、過分重視人的技術(shù)價值、工具價值,忽視人自我發(fā)展的價值,要把片面強調(diào)學生的職業(yè)素質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧嬷鼐C合素質(zhì)。

1.3技能性

應(yīng)用型本科人才,以能力培養(yǎng)為重心構(gòu)建教學體系,建立以社會適應(yīng)性為核心的教育質(zhì)量觀和人才觀。我們必須圍繞應(yīng)用型本科人才知識、能力、素質(zhì)和諧發(fā)展的目標要求,以能力培養(yǎng)為重心,構(gòu)建相對獨立、內(nèi)在統(tǒng)一的人才培養(yǎng)體系。必須打破傳統(tǒng)的研究型人才培養(yǎng)的教學體系,確定理論與技能的深度和廣度,整合教學內(nèi)容,在教學過程中把傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)有機地結(jié)合起來,體現(xiàn)多層次、個性化的培養(yǎng)特征,構(gòu)建和完善以提高基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識為目標的理論課程體系,以提高基本技能與專業(yè)技能為目標的實踐課程體系,提高綜合能力和拓展專業(yè)外延為目標的素質(zhì)拓展體系,構(gòu)成人才培養(yǎng)的主體框架。

1.4實踐性

高級應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式有別于研究型大學和中國傳統(tǒng)的?？平逃?。其顯著特征是工程教學與工程實訓相結(jié)合,使學生通過實踐獲得工程技術(shù)人員的初步訓練,為受教育者未來的自主擇業(yè)和自主創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)應(yīng)用型本科人才多層次、多元化的能力特點,需要構(gòu)建分類設(shè)計、分層施教、分步實施、獨立設(shè)置的選修與必修相結(jié)合的實踐教學體系。圍繞著社會對人才的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神和實踐能力的要求,需要構(gòu)建從課堂內(nèi)系統(tǒng)的、綜合性的實踐技能訓練到課外的自助式開放實驗、貫穿校內(nèi)學習全過程的專業(yè)素質(zhì)拓展訓練和校外實習相結(jié)合的培養(yǎng)體系。

1.5生產(chǎn)服務(wù)性

應(yīng)用型本科的發(fā)展不同于研究型本科的追求以研究生培養(yǎng)為主,以原創(chuàng)性、基本性理論研究為主旨的發(fā)展路徑;也不同于我國傳統(tǒng)的高等教育以學術(shù)性本科生培養(yǎng)為主,以研究型大學為發(fā)展目標和參照依據(jù)的辦學模式,而是在強調(diào)必須的學術(shù)性和基礎(chǔ)理論性的同時,要更加強調(diào)面向市場現(xiàn)實需要和學生的實際與未來發(fā)展需求,主動積極的為地方經(jīng)濟建設(shè)和區(qū)域社會與行業(yè)發(fā)展服務(wù),以服務(wù)求支持,以貢獻求發(fā)展。通過產(chǎn)學研合作教育培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才的同時要積極從事應(yīng)用技術(shù)研究和實踐開發(fā)研究,積極致力于把原創(chuàng)性研究成果和學術(shù)性實驗成果直接推向市場,轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力和直接貢獻力。

2應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)問題

2.1課程目標側(cè)重問題

應(yīng)用型本科的特點決定了其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建在課程目標和要求等諸多方面與研究型本科有著不同的側(cè)重。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程介紹程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、組織和管理技術(shù)以及在此基礎(chǔ)上的算法設(shè)計與分析技術(shù),不僅為后續(xù)課程操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程、人工智能、計算機圖形學、計算機輔助設(shè)計、多媒體技術(shù)等課程提供必要的知識準備,更重要的是可以提高學生軟件分析、設(shè)計、編程和數(shù)據(jù)組織的能力。研究型本科側(cè)重與數(shù)據(jù)對象的特性、算法分析等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論問題的研究,注重理論的系統(tǒng)性、完整性和探索新結(jié)構(gòu)新方法的創(chuàng)新性;而應(yīng)用型本科則側(cè)重數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)和在特定結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的算法實現(xiàn),注重結(jié)構(gòu)的特性、算法的效率性和在實際問題中選擇結(jié)構(gòu)與算法的應(yīng)用性。應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的目標、要求和側(cè)重決定了應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)在教材建設(shè)、課程設(shè)計、實驗環(huán)節(jié)、師資隊伍建設(shè)等方面應(yīng)該有著與研究型本科不同的特色。

然而,在近些年我國推行的高等教育質(zhì)量工程中,應(yīng)用型本科教育卻是被忽視了的薄弱地帶。國家精品課程建設(shè),只區(qū)分本科和高職高專兩部分,結(jié)果是本科部分基本上讓本一批招生的重點高校包攬,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)國家級精品課程全部是重點高校包攬。國家“十一五規(guī)劃教材”也是如此,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材入選者全部是研究型重點高校的教材,國家級教學成果獎、國家級教學名師對于應(yīng)用型本科高校來說更是稀缺。這些都嚴重影響和制約著應(yīng)用型本科高等教育的發(fā)展,影響和制約著應(yīng)用型本科教育質(zhì)量和教學效果的提高,也影響和制約著應(yīng)用型本科的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的建設(shè)。

2.2教材偏重理論問題

教材是保證教學質(zhì)量與效果的前提?？v觀我國學者出版的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教材,其中不乏許多有特色的好教材,如清華大學嚴蔚敏教授組織編寫的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》等國家“十一五”規(guī)劃教材。然而,這些教材理論性都比較強,對于應(yīng)用型本科使用不夠理想。針對應(yīng)用型本科特點,出版一套教材體系科學、面向大學二本三本學校學生、側(cè)重應(yīng)用性、教學內(nèi)容與應(yīng)用實例有機融合、符合應(yīng)用性本科特點的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材,是應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)的首要問題。

2.3教學實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計問題

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的難點在于學生聽得懂、看的明白,但當動手設(shè)計算法,解決實際應(yīng)用問題時會感到無從下手。該課程一般在本科低年級開設(shè),對于僅學過一門高級程序設(shè)計語言的學生,理解和掌握其中的原理比較困難。學生在學習時,對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”在計算機科學的算法理論和軟件設(shè)計中的重要性認識不足,缺乏學習興趣和學習動力。針對這些問題,注重課程設(shè)計、課程實驗等實踐環(huán)節(jié)設(shè)計是提高課程教學效果的主要措施。要精心選擇與課程教學內(nèi)容密切相關(guān)的典型案例,通過典型案例培養(yǎng)學生獨立分析解決問題的能力。可把課程必須掌握的技能點設(shè)定為必修實驗(設(shè)計),對于技能延伸性技能點設(shè)為選做實驗(設(shè)計),供學生自由選擇,給學生以個性化發(fā)展的空間。以基礎(chǔ)性與先進性、綜合性相結(jié)合為原則,篩除部分傳統(tǒng)課程體系內(nèi)的驗證性經(jīng)典實驗,加大綜合性或設(shè)計性實驗數(shù)量,通過實踐環(huán)節(jié),提高學生分析問題和解決問題的能力,強化學生的創(chuàng)新能力、技術(shù)開發(fā)能力培養(yǎng)。在實驗教學的方式上,要注重因果式引導、成果型訓練,刺激學生的成就感,激發(fā)學生的學習興趣與鉆研的好奇心。這種全方位、立體化、系統(tǒng)規(guī)范的培養(yǎng)模式創(chuàng)新和實踐,可使所培養(yǎng)人才符合社會對創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型人才的需要。

2.4考核與平臺問題

在課程考試考核環(huán)節(jié)設(shè)計上,既要考核基本理論的掌握程度,更要考核實驗實踐能力和開發(fā)設(shè)計能力。在教學資源平臺建設(shè)上,既要建設(shè)一般性常規(guī)教學資源,還要考慮充分利用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化教學手段建設(shè)優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學資源。在師資隊伍建設(shè)上,既要考慮有研究型本科師資具備的較扎實的理論基礎(chǔ),又要考慮有應(yīng)用型本科師資必備的較強的工程技術(shù)和應(yīng)用研究開發(fā)能力。

3我校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)

我校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程課程組不斷探索教學手段和教學改革的新思路,經(jīng)過十多年的建設(shè)取得了較好的效果,1999年“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程評為省級優(yōu)秀課程,2007年“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程評為省級精品課程。我們的主要做法是:

3.1重視教材建設(shè)

2000年在華東地區(qū)計算機基礎(chǔ)教育研究會的組織下,主持編寫了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——用C語言描述》和《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題解析與上機實驗指導》等教材,該教材一經(jīng)使用就受到各校師生的一致好評,2006年發(fā)行了第二版,累計發(fā)行83000冊。2006年還應(yīng)清華大學出版社邀請,針對應(yīng)用型本科的特點主持編寫了高等院校信息技術(shù)規(guī)劃教材《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、配套輔導與實驗教材《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學習輔導》和《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題精解和實驗指導》,已發(fā)行31500冊。有關(guān)專家的評價是:“教材體系科學,面向大學二本、三本學校學生側(cè)重應(yīng)用性,教學內(nèi)容與應(yīng)用實例有機融合符合應(yīng)用性本科特點,有助于培養(yǎng)學生解決實際問題的思維能力和創(chuàng)新能力;教材內(nèi)容新信息量大,融入最新科研成果內(nèi)容,很好地體現(xiàn)了該課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性與先進性?！?/p>

3.2重視實踐教學環(huán)節(jié)

學校在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計和上機實驗課的內(nèi)容設(shè)計與方法改革等方面做了大量的工作。精心設(shè)計實驗案例和課程設(shè)計案例,出版《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題解析與上機實驗指導》、《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題精解和實驗指導》教學參考書籍,實行開放式實驗教學改革,引進軟件企業(yè)培訓軟件開發(fā)項目驅(qū)動,這些措施有效地保證了實踐教學的質(zhì)量。

3.3重視教學教改研究

課程組成員積極參加教研教改活動,積極參加各種教學研討會議,經(jīng)常性的總結(jié)和交流教育教改經(jīng)驗體會。先后主持和參與“計算機科學與技術(shù)課程CAI特性的研究和CAI軟件包研制”、“軟件人才培養(yǎng)實踐教學體系的建立與實施”等省校級教改項目十多項,發(fā)表教研教改論文二十多篇?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材”、“高等學校高級語言程序設(shè)計課程教學改革與實踐”、“開放式實驗教學改革與實踐”等十多項教學成果獲得校級以上教學成果獎。

3.4重視教學資源建設(shè)

搭建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程資源平臺,為學生提供更多更好的學習途徑。我們除了在清華大學出版社網(wǎng)站和中國水利水電出版社網(wǎng)站掛出電子教案和多媒體課件外,還專門建立了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程網(wǎng)站,提供教學方法、教學管理、教學計劃、教學大綱、多媒體課件、習題、教案、講稿和授課錄象等網(wǎng)上資源。這些教學資源有效地改善了學生的學習條件,方便了學生的學習需要。

3.5重視師資隊伍建設(shè)

課程組一直都很重視教學梯隊建設(shè),目前已形成有3位教授、3位副教授、3位講師的具有較高學術(shù)水平的課程教學團隊。團隊中有3位博士(含1位在讀博士生),省級優(yōu)秀中青年骨干教師1名,1人入選省百千萬人才工程,多人主持或承擔省級以上科研項目,發(fā)表具有較高學術(shù)水平的學術(shù)論文(SCI/EI收錄)30多篇,多人參加國內(nèi)外主辦的國際學術(shù)會議報告交流學術(shù)論文。師資隊伍科研水平的提高,有效地保證和促進了課程教學水平的提高,對提高教學質(zhì)量和效果產(chǎn)生了積極的作用。

4結(jié)語

應(yīng)用型本科承擔著社會各種各樣人才的培養(yǎng)任務(wù),招生量大、影響面廣,應(yīng)當引起社會各界尤其是各級教育管理部門的重視。應(yīng)用型本科課程建設(shè)在質(zhì)量工程中被忽視或弱化,是一個應(yīng)當盡快引起教育界重視的重大問題。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在計算機科學課程體系中占據(jù)著十分重要的核心位置,應(yīng)用型本科數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的建設(shè)任務(wù)任重而道遠。

參考文獻:

[1] 寧正元,王秀麗,林大輝. 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[M]. 北京:清華大學出版社,2006.

[2] 寧正元,王秀麗,林大輝. 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題解析和實驗指導[M]. 北京:清華大學出版社,2007.