李立

【摘要】? ? “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與”是計(jì)算機(jī)本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程的教學(xué)創(chuàng)新體現(xiàn)在將本課程融入理工基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程中，將單一的課程教學(xué)發(fā)展為多門課程的技能交叉點(diǎn)，既為基礎(chǔ)課程提供技術(shù)引導(dǎo)，也從專業(yè)課程中尋找技能應(yīng)用情景，適應(yīng)新工科課程改革的新方向。

【關(guān)鍵詞】? ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)? ? 課程整合? ? 新工科

引言：

進(jìn)入新世紀(jì)的第二個(gè)十年，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新常態(tài)， 新工科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生了巨大的的轉(zhuǎn)變?；ヂ?lián)網(wǎng)+云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)將成為構(gòu)建計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程體系的核心內(nèi)容。在建設(shè)計(jì)算機(jī)體系內(nèi)的傳統(tǒng)課程必須緊緊圍繞其課程特色，發(fā)揮其通專交叉、專專交叉的作用，為理工科基礎(chǔ)課程提供技術(shù)引導(dǎo)功能，在專業(yè)課程中尋找前沿應(yīng)用情景以及結(jié)合課程使用的方法。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中出會(huì)現(xiàn)一部分學(xué)生覺得課程枯燥，難懂，不理解;另一部分學(xué)生死記硬背，應(yīng)付考試，實(shí)踐低能等現(xiàn)實(shí)問題。那么根本問題就在于課程的教學(xué)目標(biāo)單一，教師只關(guān)注本課程的知識(shí)重、難點(diǎn)，課程間教學(xué)內(nèi)容像是一座座孤島，彼此間沒有為學(xué)生提供清晰的信息關(guān)聯(lián)引導(dǎo)和遷移過程。同時(shí)大學(xué)中各門課程的講授方法區(qū)別于以往的教學(xué)方法，教師并非每天講授課程內(nèi)容，平均周學(xué)時(shí)為2～6學(xué)時(shí)，屬于多專業(yè)課程交錯(cuò)進(jìn)行的教學(xué)方式。大部分學(xué)生由于教學(xué)間隔時(shí)長(zhǎng)大，又沒有合理利用在校時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，而出現(xiàn)無法完成課程內(nèi)容的有效銜接。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)整合方向

2.1與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題。

與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，便于提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的認(rèn)知力。同時(shí)，學(xué)生通過借助基礎(chǔ)學(xué)科的經(jīng)典算法，理解如何將復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理的方法。

例：高等數(shù)學(xué)中微積分的算法求解過程借助計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)。

例子中高等數(shù)學(xué)中微積分學(xué)是一門復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法，也是理工科中最基礎(chǔ)的課程。它區(qū)別于初等數(shù)學(xué)的教學(xué)理念，有著廣泛的應(yīng)用情景。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中總會(huì)遇到各種學(xué)習(xí)障礙，最終也只把它停留在考試層面而沒有真正應(yīng)用這種方法，解決實(shí)際問題。借助計(jì)算機(jī)程序，能夠加深這種數(shù)學(xué)方法的具體實(shí)現(xiàn)邏輯，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)語言處理成為真正的運(yùn)算工具進(jìn)而解決實(shí)際問題。同時(shí)能充分理解計(jì)算機(jī)的求解模式和方法，體會(huì)計(jì)算機(jī)在處理復(fù)雜問題的優(yōu)越性。通過本課程在培養(yǎng)學(xué)生科研探究思維的同時(shí)，聯(lián)系基礎(chǔ)學(xué)科應(yīng)用問題，從實(shí)際出發(fā)解決復(fù)雜問題，激發(fā)了學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)科目的學(xué)習(xí)興趣。

2.3與專業(yè)課程整合，解決非數(shù)值問題。

將后繼專業(yè)課程中的案例項(xiàng)目通過功能分解，把基礎(chǔ)模塊拿到本課程課堂中進(jìn)行實(shí)踐，如操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)清單的處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法搭建等案例。

例：在人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，完成對(duì)數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的預(yù)處理與組織形式以及對(duì)訓(xùn)練集、驗(yàn)證集與測(cè)試集的劃分。（涉及數(shù)據(jù)接結(jié)構(gòu)中對(duì)內(nèi)存空間的劃分與存儲(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容）

在機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別領(lǐng)域，一般要將樣本分成獨(dú)立的三部分訓(xùn)練集（train set），驗(yàn)證集（validation set）和測(cè)試集（test set）。其中訓(xùn)練集用來估計(jì)模型，驗(yàn)證集用來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者控制模型復(fù)雜程度的參數(shù)，而測(cè)試集則檢驗(yàn)最終選擇最優(yōu)的模型性能。

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選取）等學(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

四、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

五、結(jié)束語

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

五、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

六、總結(jié)

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

引言：

進(jìn)入新世紀(jì)的第二個(gè)十年，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新常態(tài)， 新工科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生了巨大的的轉(zhuǎn)變?；ヂ?lián)網(wǎng)+云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)將成為構(gòu)建計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程體系的核心內(nèi)容。在建設(shè)計(jì)算機(jī)體系內(nèi)的傳統(tǒng)課程必須緊緊圍繞其課程特色，發(fā)揮其通專交叉、專專交叉的作用，為理工科基礎(chǔ)課程提供技術(shù)引導(dǎo)功能，在專業(yè)課程中尋找前沿應(yīng)用情景以及結(jié)合課程使用的方法。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中出會(huì)現(xiàn)一部分學(xué)生覺得課程枯燥，難懂，不理解;另一部分學(xué)生死記硬背，應(yīng)付考試，實(shí)踐低能等現(xiàn)實(shí)問題。那么根本問題就在于課程的教學(xué)目標(biāo)單一，教師只關(guān)注本課程的知識(shí)重、難點(diǎn)，課程間教學(xué)內(nèi)容像是一座座孤島，彼此間沒有為學(xué)生提供清晰的信息關(guān)聯(lián)引導(dǎo)和遷移過程。同時(shí)大學(xué)中各門課程的講授方法區(qū)別于以往的教學(xué)方法，教師并非每天講授課程內(nèi)容，平均周學(xué)時(shí)為2～6學(xué)時(shí)，屬于多專業(yè)課程交錯(cuò)進(jìn)行的教學(xué)方式。大部分學(xué)生由于教學(xué)間隔時(shí)長(zhǎng)大，又沒有合理利用在校時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，而出現(xiàn)無法完成課程內(nèi)容的有效銜接。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)整合方向

2.1與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題。

與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，便于提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的認(rèn)知力。同時(shí)，學(xué)生通過借助基礎(chǔ)學(xué)科的經(jīng)典算法，理解如何將復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理的方法。

例：高等數(shù)學(xué)中微積分的算法求解過程借助計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)。

例子中高等數(shù)學(xué)中微積分學(xué)是一門復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法，也是理工科中最基礎(chǔ)的課程。它區(qū)別于初等數(shù)學(xué)的教學(xué)理念，有著廣泛的應(yīng)用情景。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中總會(huì)遇到各種學(xué)習(xí)障礙，最終也只把它停留在考試層面而沒有真正應(yīng)用這種方法，解決實(shí)際問題。借助計(jì)算機(jī)程序，能夠加深這種數(shù)學(xué)方法的具體實(shí)現(xiàn)邏輯，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)語言處理成為真正的運(yùn)算工具進(jìn)而解決實(shí)際問題。同時(shí)能充分理解計(jì)算機(jī)的求解模式和方法，體會(huì)計(jì)算機(jī)在處理復(fù)雜問題的優(yōu)越性。通過本課程在培養(yǎng)學(xué)生科研探究思維的同時(shí)，聯(lián)系基礎(chǔ)學(xué)科應(yīng)用問題，從實(shí)際出發(fā)解決復(fù)雜問題，激發(fā)了學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)科目的學(xué)習(xí)興趣。

2.3與專業(yè)課程整合，解決非數(shù)值問題。

將后繼專業(yè)課程中的案例項(xiàng)目通過功能分解，把基礎(chǔ)模塊拿到本課程課堂中進(jìn)行實(shí)踐，如操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)清單的處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法搭建等案例。

例：在人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，完成對(duì)數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的預(yù)處理與組織形式以及對(duì)訓(xùn)練集、驗(yàn)證集與測(cè)試集的劃分。（涉及數(shù)據(jù)接結(jié)構(gòu)中對(duì)內(nèi)存空間的劃分與存儲(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容）

在機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別領(lǐng)域，一般要將樣本分成獨(dú)立的三部分訓(xùn)練集（train set），驗(yàn)證集（validation set）和測(cè)試集（test set）。其中訓(xùn)練集用來估計(jì)模型，驗(yàn)證集用來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者控制模型復(fù)雜程度的參數(shù)，而測(cè)試集則檢驗(yàn)最終選擇最優(yōu)的模型性能。

引言：

進(jìn)入新世紀(jì)的第二個(gè)十年，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新常態(tài)， 新工科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生了巨大的的轉(zhuǎn)變?；ヂ?lián)網(wǎng)+云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)將成為構(gòu)建計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程體系的核心內(nèi)容。在建設(shè)計(jì)算機(jī)體系內(nèi)的傳統(tǒng)課程必須緊緊圍繞其課程特色，發(fā)揮其通專交叉、專專交叉的作用，為理工科基礎(chǔ)課程提供技術(shù)引導(dǎo)功能，在專業(yè)課程中尋找前沿應(yīng)用情景以及結(jié)合課程使用的方法。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中出會(huì)現(xiàn)一部分學(xué)生覺得課程枯燥，難懂，不理解;另一部分學(xué)生死記硬背，應(yīng)付考試，實(shí)踐低能等現(xiàn)實(shí)問題。那么根本問題就在于課程的教學(xué)目標(biāo)單一，教師只關(guān)注本課程的知識(shí)重、難點(diǎn)，課程間教學(xué)內(nèi)容像是一座座孤島，彼此間沒有為學(xué)生提供清晰的信息關(guān)聯(lián)引導(dǎo)和遷移過程。同時(shí)大學(xué)中各門課程的講授方法區(qū)別于以往的教學(xué)方法，教師并非每天講授課程內(nèi)容，平均周學(xué)時(shí)為2～6學(xué)時(shí)，屬于多專業(yè)課程交錯(cuò)進(jìn)行的教學(xué)方式。大部分學(xué)生由于教學(xué)間隔時(shí)長(zhǎng)大，又沒有合理利用在校時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，而出現(xiàn)無法完成課程內(nèi)容的有效銜接。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)整合方向

2.1與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題。

與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，便于提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的認(rèn)知力。同時(shí)，學(xué)生通過借助基礎(chǔ)學(xué)科的經(jīng)典算法，理解如何將復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理的方法。

例：高等數(shù)學(xué)中微積分的算法求解過程借助計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)。

例子中高等數(shù)學(xué)中微積分學(xué)是一門復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法，也是理工科中最基礎(chǔ)的課程。它區(qū)別于初等數(shù)學(xué)的教學(xué)理念，有著廣泛的應(yīng)用情景。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中總會(huì)遇到各種學(xué)習(xí)障礙，最終也只把它停留在考試層面而沒有真正應(yīng)用這種方法，解決實(shí)際問題。借助計(jì)算機(jī)程序，能夠加深這種數(shù)學(xué)方法的具體實(shí)現(xiàn)邏輯，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)語言處理成為真正的運(yùn)算工具進(jìn)而解決實(shí)際問題。同時(shí)能充分理解計(jì)算機(jī)的求解模式和方法，體會(huì)計(jì)算機(jī)在處理復(fù)雜問題的優(yōu)越性。通過本課程在培養(yǎng)學(xué)生科研探究思維的同時(shí)，聯(lián)系基礎(chǔ)學(xué)科應(yīng)用問題，從實(shí)際出發(fā)解決復(fù)雜問題，激發(fā)了學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)科目的學(xué)習(xí)興趣。

2.3與專業(yè)課程整合，解決非數(shù)值問題。

將后繼專業(yè)課程中的案例項(xiàng)目通過功能分解，把基礎(chǔ)模塊拿到本課程課堂中進(jìn)行實(shí)踐，如操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)清單的處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法搭建等案例。

例：在人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，完成對(duì)數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的預(yù)處理與組織形式以及對(duì)訓(xùn)練集、驗(yàn)證集與測(cè)試集的劃分。（涉及數(shù)據(jù)接結(jié)構(gòu)中對(duì)內(nèi)存空間的劃分與存儲(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容）

在機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別領(lǐng)域，一般要將樣本分成獨(dú)立的三部分訓(xùn)練集（train set），驗(yàn)證集（validation set）和測(cè)試集（test set）。其中訓(xùn)練集用來估計(jì)模型，驗(yàn)證集用來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者控制模型復(fù)雜程度的參數(shù)，而測(cè)試集則檢驗(yàn)最終選擇最優(yōu)的模型性能。

圖1? ?項(xiàng)目實(shí)踐任務(wù)書

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

四、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

五、結(jié)束語

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

五、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

六、總結(jié)

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

四、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

五、結(jié)束語

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

五、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

六、總結(jié)

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

引言：

進(jìn)入新世紀(jì)的第二個(gè)十年，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新常態(tài)， 新工科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生了巨大的的轉(zhuǎn)變?；ヂ?lián)網(wǎng)+云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)將成為構(gòu)建計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程體系的核心內(nèi)容。在建設(shè)計(jì)算機(jī)體系內(nèi)的傳統(tǒng)課程必須緊緊圍繞其課程特色，發(fā)揮其通專交叉、專專交叉的作用，為理工科基礎(chǔ)課程提供技術(shù)引導(dǎo)功能，在專業(yè)課程中尋找前沿應(yīng)用情景以及結(jié)合課程使用的方法。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中出會(huì)現(xiàn)一部分學(xué)生覺得課程枯燥，難懂，不理解;另一部分學(xué)生死記硬背，應(yīng)付考試，實(shí)踐低能等現(xiàn)實(shí)問題。那么根本問題就在于課程的教學(xué)目標(biāo)單一，教師只關(guān)注本課程的知識(shí)重、難點(diǎn)，課程間教學(xué)內(nèi)容像是一座座孤島，彼此間沒有為學(xué)生提供清晰的信息關(guān)聯(lián)引導(dǎo)和遷移過程。同時(shí)大學(xué)中各門課程的講授方法區(qū)別于以往的教學(xué)方法，教師并非每天講授課程內(nèi)容，平均周學(xué)時(shí)為2～6學(xué)時(shí)，屬于多專業(yè)課程交錯(cuò)進(jìn)行的教學(xué)方式。大部分學(xué)生由于教學(xué)間隔時(shí)長(zhǎng)大，又沒有合理利用在校時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，而出現(xiàn)無法完成課程內(nèi)容的有效銜接。

二、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的教學(xué)整合方向

2.1與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題。

與理工科基礎(chǔ)課程整合，解決數(shù)值問題，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，便于提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的認(rèn)知力。同時(shí)，學(xué)生通過借助基礎(chǔ)學(xué)科的經(jīng)典算法，理解如何將復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理的方法。

例：高等數(shù)學(xué)中微積分的算法求解過程借助計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)。

例子中高等數(shù)學(xué)中微積分學(xué)是一門復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法，也是理工科中最基礎(chǔ)的課程。它區(qū)別于初等數(shù)學(xué)的教學(xué)理念，有著廣泛的應(yīng)用情景。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中總會(huì)遇到各種學(xué)習(xí)障礙，最終也只把它停留在考試層面而沒有真正應(yīng)用這種方法，解決實(shí)際問題。借助計(jì)算機(jī)程序，能夠加深這種數(shù)學(xué)方法的具體實(shí)現(xiàn)邏輯，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)語言處理成為真正的運(yùn)算工具進(jìn)而解決實(shí)際問題。同時(shí)能充分理解計(jì)算機(jī)的求解模式和方法，體會(huì)計(jì)算機(jī)在處理復(fù)雜問題的優(yōu)越性。通過本課程在培養(yǎng)學(xué)生科研探究思維的同時(shí)，聯(lián)系基礎(chǔ)學(xué)科應(yīng)用問題，從實(shí)際出發(fā)解決復(fù)雜問題，激發(fā)了學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)科目的學(xué)習(xí)興趣。

2.3與專業(yè)課程整合，解決非數(shù)值問題。

將后繼專業(yè)課程中的案例項(xiàng)目通過功能分解，把基礎(chǔ)模塊拿到本課程課堂中進(jìn)行實(shí)踐，如操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)清單的處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法搭建等案例。

例：在人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，完成對(duì)數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的預(yù)處理與組織形式以及對(duì)訓(xùn)練集、驗(yàn)證集與測(cè)試集的劃分。（涉及數(shù)據(jù)接結(jié)構(gòu)中對(duì)內(nèi)存空間的劃分與存儲(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容）

在機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別領(lǐng)域，一般要將樣本分成獨(dú)立的三部分訓(xùn)練集（train set），驗(yàn)證集（validation set）和測(cè)試集（test set）。其中訓(xùn)練集用來估計(jì)模型，驗(yàn)證集用來確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者控制模型復(fù)雜程度的參數(shù)，而測(cè)試集則檢驗(yàn)最終選擇最優(yōu)的模型性能。

圖1? ?項(xiàng)目實(shí)踐任務(wù)書

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

四、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

五、結(jié)束語

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。

通過把專業(yè)課的教學(xué)案例引入本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生明確了專業(yè)方向，也拓展了領(lǐng)域視野。這種為專業(yè)課程作好知識(shí)鋪墊和基礎(chǔ)功能的遷移工作，可以幫助學(xué)生提前熟悉專業(yè)學(xué)習(xí)方向，加深對(duì)專業(yè)基本概念以及術(shù)語的理解，同時(shí)又對(duì)學(xué)生在學(xué)科方向的選擇上起到引導(dǎo)作用，發(fā)揮出《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》的專業(yè)交叉的課程特色。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在教學(xué)中，將教學(xué)過程分為三個(gè)陣地，包括：課前，課中，課后。

課前：為學(xué)生提供教材導(dǎo)讀、學(xué)習(xí)任務(wù)、情景案例（從基礎(chǔ)課、專業(yè)課和綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選?。┑葘W(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。以小組形式展開課前學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力;以學(xué)習(xí)材料為出發(fā)點(diǎn)，將理論內(nèi)容直觀化;以提出問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

課中：在課堂中，教師理論講授以推演式教學(xué)方法組織課堂討論，以階梯式教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實(shí)踐項(xiàng)目安排提倡學(xué)習(xí)小組圍坐，教師巡回學(xué)習(xí)小組之中;提倡以學(xué)生為中心，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)自主探究與交流。教師下達(dá)任務(wù)書（圖1），小組合作逐步確定研究問題的可行性，技術(shù)路線等環(huán)節(jié)，最終完成任務(wù)書填報(bào);教師根據(jù)任務(wù)書，給予不同小組輔助問題解答以及個(gè)性化的指導(dǎo)直到完成項(xiàng)目論文，做出項(xiàng)目匯報(bào)。圍繞著任務(wù)書展開學(xué)習(xí)研究工作，明確組內(nèi)成員小組分工，既保證項(xiàng)目的順利開展，又打破大鍋飯的團(tuán)隊(duì)模式。

課后：引入小助教（學(xué)委、學(xué)習(xí)組長(zhǎng)）機(jī)制。遵循當(dāng)代大學(xué)生的心理特征，助教機(jī)制有效打破老師和學(xué)生之間的溝通障礙。課堂中自主提問的現(xiàn)象很少，跟學(xué)生長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)習(xí)慣有很大的相關(guān)性，但是不提問不代表沒問題。所以建立答疑渠道尤為重要，增加中間層助教環(huán)節(jié)后，明顯學(xué)生問題明顯增多，教師答疑時(shí)間大大增加。

五、教學(xué)效果

針對(duì)課程的創(chuàng)新教學(xué)效果，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷進(jìn)行調(diào)研。問卷題目為 29 題，調(diào)查樣本人數(shù)為 271人，答題時(shí)間在 160 秒到 536 秒之間。以下為部分被調(diào)查人員登陸 IP，同時(shí)所有登陸終端均為手機(jī)。

從問卷結(jié)果中顯示，76%的學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂表示贊同，對(duì)于課前提供的預(yù)習(xí)資料65%以上學(xué)生表示合適，其中39%的學(xué)生希望提供微視頻的方式。對(duì)于課程的學(xué)習(xí)76%的學(xué)生比較有信心，80%以上的學(xué)習(xí)沒有加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。最后，學(xué)生門對(duì)老師的專業(yè)領(lǐng)域、教學(xué)過程是否輕松、教學(xué)語言生動(dòng)均表示認(rèn)同（表2-表7）。

六、總結(jié)

本文研究了以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例的計(jì)算機(jī)課程體系圍繞新工科建設(shè)展開的教學(xué)方法的研究。從學(xué)生學(xué)情現(xiàn)狀分析，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，發(fā)揮《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的交叉特性，使其成為打造通專融合、專專融合的教學(xué)改革實(shí)踐課程，幫助學(xué)生快速理解專業(yè)方向奠定了基礎(chǔ)。