摘要：以建構(gòu)主義教學理念為指導，結(jié)合教學對象的特點與課程自身特色，介紹包括教學內(nèi)容建設、教學方法改革、教學團隊建設等組成環(huán)節(jié)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”重點課程建設實踐過程。提出 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”彈性課程內(nèi)容體系、網(wǎng)絡化協(xié)作學習方法以及基于興趣的學習模式等教學改革策略，實踐證明，它具有較好的實踐效果及應用參考價值。
　　關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；重點課程建設；彈性內(nèi)容體系；網(wǎng)絡化協(xié)作學習；基于興趣的學習
　　
　　近年來，隨著軍隊信息化建設步伐的加快，各軍校都致力于信息類專業(yè)的建設[1]。作為信息類專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程的結(jié)合點，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的重要性不言而喻，我院也于2009年確定了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”重點課程建設，教學對象主要是生長軍官學歷教育指揮類學員。以建構(gòu)主義教學理念[2]為指導，將“教員引導下的學員自主學習”教學思想貫徹于課程建設的全過程，把握合理的課程教學體系建設，是本重點課程建設的主要特色。下面，我們將就體現(xiàn)該特色的具體實踐過程及其所包含的教學內(nèi)容體系建設、教學方法改革以及教學團隊建設等組成環(huán)節(jié)進行闡述。
　　
　　1教學內(nèi)容體系建設
　　
　　在課程教學體系中，教學內(nèi)容是基礎，不同的教學內(nèi)容決定著不同的教學形式與方法，對于學員的知識能力建構(gòu)的效率和效果也有著不同的影響。目前，各高校普遍壓縮了專業(yè)基礎課教學課時，因此，為了讓學員在有限的學時內(nèi)進行有效的學習，我們必須首先考慮課程教學內(nèi)容體系建設問題。
　　一般講，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程包括線性結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、圖狀結(jié)構(gòu)、查找與排序等內(nèi)容，并以抽象數(shù)據(jù)類型、算法度量與評價貫穿其中[3]。各類院校根據(jù)其人才培養(yǎng)方案及學員特點，在課程內(nèi)容組織上也有明顯區(qū)別：有突出數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的，有側(cè)重算法實現(xiàn)及度量的；有用C語言描述的，有用C++或Java描述的。結(jié)合我院信息類專業(yè)課程體系設置以及學員特點，根據(jù)ACM/IEEE CC2005[4]和教育部CCC2006[5]學科規(guī)范，我們在課程內(nèi)容體系建設方面主要實施了以下幾點措施。
　　1.1采用彈性課程內(nèi)容體系
　　由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程課時有限，本院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程僅為50學時，課程內(nèi)容設置不可能面面俱到，必須結(jié)合建構(gòu)主義思想及學員的具體特點確定教學內(nèi)容。在此次課程建設中，我們在課堂講授和實踐教學環(huán)節(jié)中均采用了彈性內(nèi)容體系，在課程講授內(nèi)容設置上，我們主要采用了“基本模塊”+“擴充模塊”的體系，其中“基本模塊”包括算法度量基礎、線性結(jié)構(gòu)、字符串與模式匹配、樹、圖、排序、檢索等7個模塊共16個二級知識點，要求教員必須全部講解完成；“擴充模塊”則包括廣義表、AVL樹、倒排序及一些前沿應用譬如XML的DOM樹、OWL的分類樹等，由教員根據(jù)學員學習情況靈活掌握實施。
　　在實踐教學環(huán)節(jié)，我們采用分層次的實驗內(nèi)容體系，自主編寫實驗教程，設立驗證性實驗、提高性實驗、課程設計等三層次實驗要求。其中最基礎的驗證性實驗指課本知識點的具體實現(xiàn)，譬如，線性表存儲結(jié)構(gòu)以及其插入、刪除、替換、檢索等算法的實現(xiàn)等，側(cè)重加深學員對基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解以及基本編程能力的培養(yǎng)；提高性實驗則從實際問題解決出發(fā)，綜合2至3個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應用或?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法擴展等，譬如銀行的多窗口排隊服務，多叉路口車輛調(diào)度等問題，需要將現(xiàn)實世界抽象成數(shù)據(jù)模型并應用相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識解決，有一定建模與實現(xiàn)難度；實驗內(nèi)容體系的頂層是課程設計，以一定規(guī)模的實際問題解決為目標，以具體任務為驅(qū)動，覆蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多種模型，鍛煉學員抽象建模和解決問題的能力。根據(jù)學時的要求及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學目標的把握，共計設計了20個實驗，其中驗證性實驗12個，提高性實驗7個，課程設計性實驗1個，要求學員在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐過程中至少完成15個實驗，包括12個驗證實驗，任意4個提高性實驗以及參加課程設計。
　　1.2采用C++結(jié)合STL(Standard Template Library)框架的描述方法
　　根據(jù)CCC2006的建議，選擇面向?qū)ο笳Z言C++作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述語言，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯描述到物理存儲及算法實現(xiàn)過程均采用面向?qū)ο蟮姆治雠c設計思路；同時考慮到主流編程語言C++、JAVA及C#等都不同程度地應用了STL框架并提供了常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類，譬如Vector、List、Set、Stack、Queue等，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容中增加了對于主流語言中常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模板類的分析與編程，以增強學員對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應用的理解。例如，對于STL中的Vector類，其實現(xiàn)功能為大小可動態(tài)增長的數(shù)組。教學中不僅僅要求學員能夠應用該類型，同時要求能夠分析理解該類型，譬如要求學員找出其動態(tài)增長性實現(xiàn)的代碼段，并對其插入、刪除算法進行歸納總結(jié)等。通過分析STL框架相關(guān)類的實現(xiàn)，擴展講解面向?qū)ο笏枷肱c概念在實現(xiàn)該類過程中的應用，以提高學員面向?qū)ο蠓治雠c設計能力。
　　1.3規(guī)范化的教學文檔建設
　　教學是否符合先進的教學理念，是否采用了合理的教學方法，我們從教學文檔中就可以看出來，教學文檔的形式十分重要，而更重要是教學文檔的內(nèi)容。在本次課程建設中，我們采用了規(guī)范化的模板，對課程標準、課程設計、教學計劃、教學大綱、教案等進行了統(tǒng)一的設計與規(guī)范。譬如，在教案設計中，哪些內(nèi)容易于CAI展現(xiàn)，哪些內(nèi)容適合傳統(tǒng)板書，我們都進行了仔細研究。譬如概念定義、背景知識、計算結(jié)論等，可以擬制要點并進行文本展示；公式定理推導過程如二叉樹的性質(zhì)推導，必須進行板書；原理與過程展示如遞歸過程分析、樹的遍歷、排序過程等，推薦使用動畫。同時，我們要求教員授課時必須將教材、課件、教案、教學實施表(包括課程標準、大綱、計劃)等文檔備齊并通過教學組審核。課建組認為：嚴格規(guī)范的教學文檔看似傳統(tǒng)的要求，實則是課程教學是否成功的前提條件。譬如，課程標準體現(xiàn)了課程的知識體系，即知識建構(gòu)的基礎；教學計劃、課程設計與教案則體現(xiàn)了知識的傳遞體系，即合理地引導學員完成知識的掌握與新知識的建構(gòu)。通過教學文檔建設，提高了課程教學的規(guī)范化。
　　
　　2教學方法改革
　　
　　在本次“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”重點課程建設中，教學方法改革是研究重點。傳統(tǒng)“教員教，學員學”的方法已不能適應“以學員為中心”的學習需要；而照本宣科式的“PPT課件播放朗讀”已嚴重束縛了學員學習過程中的主動性與創(chuàng)造性，與素質(zhì)教育目標背道而馳。對此，我們在本次課程建設中以建構(gòu)主義理念為指導，結(jié)合“信息化教學”的特點，提出了“網(wǎng)絡化協(xié)作學習方法”、“基于興趣的學習模式”兩種教學方法并進行了研究嘗試。
　　2.1網(wǎng)絡化協(xié)作學習方法
　　“網(wǎng)絡化協(xié)作學習”是一種以WEB網(wǎng)站和信息資源為依托的新型學習方式[6]，在信息資源平臺面前，教員和學員、學員和學員之間更加平等，它提高了學員的學習自主性，有利于以學員為中心的學習。在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”重點課程建設中，我們通過引入“網(wǎng)絡化協(xié)作學習”，引導學員在課后進行有效的自主學習，從而達到能力培養(yǎng)的要求。在“網(wǎng)絡化協(xié)同學習”教學方法實施過程中，我們始終把握兩個要點：網(wǎng)絡課堂的開設與網(wǎng)絡化協(xié)同學習的實踐。
　　2.1.1信息資源建設與網(wǎng)絡課堂開設
　　開設網(wǎng)絡課堂主要依賴網(wǎng)絡教學平臺和課程信息資源。此次“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”網(wǎng)絡課堂建設采用了總部統(tǒng)一配發(fā)的網(wǎng)絡課程教學平臺，該軟件平臺不僅提供了章節(jié)知識點的構(gòu)建、關(guān)聯(lián)、發(fā)布、檢索，而且可以通過公共信息發(fā)布、小組信息發(fā)布、點對點的信息發(fā)布支持交互，該平臺能夠較好滿足教員與學員之間、學員與學員之間的協(xié)同學習。基于該網(wǎng)絡教學平臺，以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的內(nèi)容體系為依據(jù)，課題組將該課程的章、節(jié)、知識點進行了統(tǒng)一的組織，不僅設定了章、節(jié)、知識點的隸屬關(guān)系，還以數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)為線索，將相關(guān)知識點進行了關(guān)聯(lián)，形成了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的知識網(wǎng)，這樣做有利學員整體把握該課程；同時，為每一章、節(jié)都設置了教學目的、學習方法、學習進度、習題參考、實驗練習等欄目，這有利于學員進行自主學習。
　　
　　2.1.2網(wǎng)絡化協(xié)同學習方法實踐
　　信息資源的建設是基礎，而基于信息資源的“網(wǎng)絡化協(xié)作學習”實踐則是該教學方法改革的重點。 “網(wǎng)絡化協(xié)作學習”方法實質(zhì)上是一種建構(gòu)主義理念指導下的信息化教學方法，它即不同于遠程教育模式，也有異于絕大多數(shù)的自學網(wǎng)站，“網(wǎng)絡化協(xié)同學習”強調(diào)在教員引導下的學員自主學習和協(xié)作學習。在該方法學習中，教員是“導演”，是“總指揮”，教員需要完成學習場景組織、學習進度管理、學習效果評價等活動；學員則可扮演“演員”與“分隊指揮”雙重角色。作為“演員”，學員需要提出學習計劃、實施自主學習；作為“分隊指揮”，學員需要組織學習小組、分解學習任務、合成工作成果。
　　例如，針對模擬實現(xiàn)XML解析器這樣的實際應用問題，教員的活動應包括：1)提出應用問題：模擬實現(xiàn)XML文件的DOM存儲機制(要求模擬程序能讀入、存儲XML文件并將XML文件中節(jié)點關(guān)系按樹型顯示)；2)提示講解內(nèi)容：XML文件的DOM存儲原理；3)提示學習任務：樹型結(jié)構(gòu)的邏輯表示與存儲方法、樹型結(jié)構(gòu)的遍歷、樹型結(jié)構(gòu)的顯示；4)分配任務給各學習小組，明確學習進度要求；5)驗收并講評學員實驗報告等。學員的活動應包括：1)學習任務計劃；2)樹型結(jié)構(gòu)相關(guān)知識學習與交流；3)XML解析器設計；4)XML解析器實現(xiàn)；5)撰寫并提交實驗報告和相關(guān)代碼。以上學習活動，主要通過網(wǎng)絡課堂所提供的信息發(fā)布、信息瀏覽、BBS、文件傳送進行支持，并通過教員策劃組織、學員協(xié)作實施的方式完成，是一種有效的“網(wǎng)絡協(xié)作學習”方法。
　　2.2基于興趣的學習模式
　　“基于興趣的學習模式”以教育心理學為理論基礎，結(jié)合“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容特點，從課程引入、課程展開以及課堂氣氛營造等方面進行以提高學員學習興趣為目標的相關(guān)方法研究。該模式的詳細論述見文獻[7]，此處作一簡介。
　　在課程引入階段，我們將“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”與學員所學專業(yè)領(lǐng)域問題相結(jié)合，讓學員認識到學習“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的現(xiàn)實意義，引發(fā)學員的學習興趣。在課程展開階段，我們采用“循序漸近式教學”與“任務驅(qū)動式學習”兩種方法增強學員學習興趣?！把驖u近式教學”主要指重視先導課與當前課程的銜接，讓學員“能夠?qū)W”；而“任務驅(qū)動式學習”則通過應用情景創(chuàng)設提高學員學習知識、解決問題的興趣，讓學員“有興趣學”?！盎谂d趣的學習模式”的第三個主要措施即課堂氣氛營造，通過多種方法譬如小組競賽、知識競答、結(jié)對互助活躍課堂學習氣氛，使學員“樂于學”。
　　
　　3教學團隊建設
　　
　　加強教學團隊建設是重點課程建設一項重要內(nèi)容。教學隊伍建設的質(zhì)量，直接關(guān)系到課程教學的質(zhì)量和人才培養(yǎng)的水平。因此，在課程建設初期，我們根據(jù)教研室和課建設小組的具體情況制定了“引進
　　來，走出去”的教學團隊建設策略和具體的教員培養(yǎng)計劃，在兩年內(nèi)引進教員2～3名，送學培養(yǎng)2～3名。目前，我們已引進3名具有碩士學位的教員，其中1名教員加入課程建設小組；選送2名教員攻讀博士，1名教員攻讀碩士學位，其中，1名脫產(chǎn)2名在職；我們還通過短期培訓的方式選送教員學習相關(guān)專業(yè)知識，拓寬視野；通過參加學術(shù)會議的方式選派教員參與交流，學習兄弟院校的先進經(jīng)驗。上述措施使教員整體業(yè)務水平有了明顯提高，教員隊伍培養(yǎng)計劃圓滿完成。此外，通過課程建設活動，我們培養(yǎng)了一批年輕教員，其中有些教員已成為教學骨干。在兩年的課程建設中，我們大膽啟用年輕教師，每年都有意識地安排部分年輕教員承擔“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的課程教學任務，積極推薦和支持他們參加院舉辦的各類教學競賽活動，并指派經(jīng)驗豐富的老教員進行跟蹤指導。在這些年輕教員中，先后有5人在課件制作、教學研究以及優(yōu)質(zhì)授課比賽中獲獎，并取得了一定成績。
　　
　　4結(jié)語
　　
　　此次“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”重點課程建設以建構(gòu)主義教學理念為指導，在教學內(nèi)容、教學方法、考核方式及教學團隊等方面進行了改革與實踐，特別是一些改革后的、具有通用性的內(nèi)容和方法，如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程彈性內(nèi)容體系、基于興趣的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”學習模式以及網(wǎng)絡化協(xié)作學習方法在本次課程建設得到應用，它為下一階段的軟件基礎類課程群的建設打下了基礎。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 候喜貴. 軍隊信息化建設研究[M]. 北京:解放軍