应用转型下“算法与数据结构”课程教学改革与探索

梁东云+温阳

摘要：为适应地方本科院校向应用型大学转型发展，提出一种新的囊括课程体系结构调整、教学手段优化及创新训练强化等方式的算法与数据结构课程教学模式。以软件项目工程中的应用来指导学生充分理解算法思想，掌握并灵活使用数据结构相关知识分析问题、提高学习能力、锻炼学生创新能力。

关键词：应用转型；算法与数据结构；任务驱动；教学改革

中图分类号：TP312 文献标识码：A

教育部于2013年，提出一项重大的改革，即计划将大约600所地方性高等本科院校转型为应用型本科院校，2014年被列入教育部当年工作要点[1]。在高等院校向应用型本科转型的形势下，高校教学面临着新的机遇和挑战。商洛学院作为陕西省首批应用转型试点高校，实现毕业时与社会、企业零距离对接，完成高等学校为社会输送有用人才的最终目标[2]。

算法与数据结构课程是计算机相关专业的专业基础课程，是设计各种应用软件的重要基础，是我校电子信息科学与技术专业课程体系中的核心专业课程。本文主要针对当前教学过程的问题，进行探讨研究，提出一种新的教学模式，达到教与学的有机结合[3]。

一、课程教学改革的必要性与紧迫性

算法与数据结构课程主要涵盖数据结构的阐述分析、应用以及经典算法的应用，主体内容比较抽象，难以直观描述，掌握相对困难。此外，电子信息科学与技术专业的学生计算机基础知识薄弱，电子和计算机专业之间培养差异，导致电子信息科学与技术专业学生学习更加困难。随着互联网行业的迅猛发展，网络教学资源的日渐丰富以及算法与数据结构课程地位的愈加重要，传统教学模式中的问题日益突出[4]。

（一）数据结构课程自身特点

（1）高度抽象化，需要扎实的数理逻辑、图论、高等数学、拓扑几何、离散数学和数值分析等理论基础；（2）内容涵盖面广泛丰富。（3）隐含的技术方法丰富，各部分问题解决方式种类多样、没有固定解法、灵活性强。

（二）应用转型下发展算法与数据结构课程的教学目标

（1）重视算法与数据结构基础理论知识学习，理解数据逻辑、数据存储及数据运算等基本概念术语；（2）从实际问题出发，培养学生运用算法与数据结构的基本理论知识分析解决实际问题的能力；（3）重视学生实践动手能力和工程项目思想的培养。

二、传统教学过程中现存问题

根据长期从事算法与数据结构的教学过程，发现当前算法与数据结构教学中主要存在以下一些问题。

（一）难理解：本课程需要较高的逻辑思维和抽象思维能力，学生联系实际比较困难这一问题始终萦绕在整个教学过程中。

（二）难把控：电子信息科学与技术专业本科二年级学生，其计算机基础、建模能力、软件工程的思想薄弱。

（三）难实现：体现在遇到问题不知如何数据结构类型；面对具体算法不清楚如何进行优化；书本上的程序不能直接运行，学生自主学习有一定困难[5]。

（四）难应用：数据结构相关实验的课程设计主要采用高级程序语言（如C，C++）等来编写，我校电科专业学生对该程序语言的掌握程度直接影响到数据结构课程的实际应用情况。

三、教学模式改革与探索

针对现有传统教学中存在的问题，为了提高学生算法与数据结构应用能力，需完善并加强实践教学内容。

（一）调整课程体系

当前教学是依据传统的知识理论体系顺序授课：然而当前应用转型环境下这种模式已难以适应。根据学生学习认知一般规律及我校电子信息科学与技术专业自身特点，在传统教学基础上进一步优化课程培养体系，针对每一知识点配备相应实践项目，将理论与实践有机结合。

（二）优化教学手段

传统课堂教学主要以教师粉笔板书讲授为主，不能用动态直观的方式讲解抽象知识，难以激发学生学习热情，无法达到课题教学目的。

1.将微课引入教学中

借助微课这一新兴教学模式，将算法与数据结构课程重点、难点设计开发成网络视频资源，供学生课后自主学习。我们将算法与数据结构中每一个知识点的内容，制作成微教案、微视频、微练习、微点评、微互动等传至课程网络中心。

2.将案例驱动引入教学中

案例驱动的算法与数据结构教学方法，是将教学案例引入到课程教学过程中。教师通过一个完整案例的分析解决，借助板书、多媒体等手段与学生互动，达到培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

3.加强课外创新实践活动

算法与数据结构课程需要增加学生的课外创新实践活动。具体通过以下方式开展：（1）组建算法和数据结构学习创新小组，定期举行学习经验研讨交流活动，分享实际设计过程的困难、解决途径和最新成果；（2）定期组织以算法为核心竞赛活动，（3）鼓励学生申报研究学习与科技创新性实验项目，组织参加省市级或国家级各类学科竞赛。

3.改革课程考核模式

传统实验课的课程，实验动手部分只占10%，很多学生把重点放在报告书写上，为适应应用转型发展，加强学生实践能力，课程考核提出以下改革方案：（1）平时（考勤+开卷随堂测试+课堂表现），占学期总成绩的10%；（2）课程上机实验（源程序+实验报告）30%；（3）期末卷面成绩60%；（4）鼓勵学生到相关优秀企业进行培训实习

四、结语

针对当前电子信息科学与技术专业算法与数据结构教学模式中培养目标及存在的主要问题，在转向应用型本科院校新形势下，为培养创新型、应用型人才，提高学生逻辑思维、编程运算等能力，本文主要从课程体系调整、教学手段优化、创新实践教学加强、考核模式改革共4个方面都出发，以提高算法和数据结构应用能力为教学目标，结合工程项目与市场实际需求，指导并加强实践教学。

参考文献：

[1]陶影，张斌.数据结构实验教学应重视算法设计与分析能力的培养[J].实验室研究与探索，2008，12：119-122.

[2]张铭，赵海燕，王腾蛟，宋国杰，高军.北京大学“数据结构与算法”教学设计[J].计算机教育，2008，20：5-11.

[3]唐剑梅，谭平.《数据结构与算法设计实训》课程教学研究[J].软件导刊，2016，01：193-194.

[4]李治军，廖明宏，张岩.数据结构与算法课程设计教学模式的探讨[J].计算机教育，2006，02：54-56.

[5]彭伟. CDIO模式下嵌入式技术专业数据结构与算法设计教学思考[J].软件导刊（教育技术），2012，02：90-95.

作者介绍：梁东云，女（1971——）山东阳谷人，本科，商洛学院讲师，研究方向，大学物理实验教学。