張榮梅，朱智清，梁曉琳

（河北經(jīng)貿(mào)大學 信息技術學院，河北 石家莊 050061）

課程教學范式改革是在新的經(jīng)濟形勢和教育形勢下，針對我國高等教育普遍存在的問題提出的一項重要改革舉措。課程教學范式是指在課程教學實踐中，教學共同體成員所秉持的信念與價值、采取的技術及形式、形成的特質及效果的總稱。應用型大學課程教學范式改革，是改變以“傳授知識—接受知識”和以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心的傳統(tǒng)教學模式，構建以教師為主導、學生為主體，以研究、探索、協(xié)作等為特點的，師生互動的全新的注重學生應用能力培養(yǎng)的教學范式。

2013年數(shù)據(jù)結構課程被遴選為河北經(jīng)貿(mào)大學首批課程教學范式改革課程。課程組成員以“自主、合作、探究”為教學理念，重新確立課程教學目標，優(yōu)化課程內容，科學設計教學模式，創(chuàng)新教學方法，強化過程評價，細化考核指標體系等，實現(xiàn)課程教學從“以教師為中心”向“學生主體、教師主導”的轉變，在2012級計算機類專業(yè)進行了嘗試與探索，取得了一定的效果，為進一步改革奠定了基礎。

一、重新確立課程教學目標與要求

“數(shù)據(jù)結構”是計算機類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，是計算機專業(yè)課程體系中的核心課程之一；是設計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和其他系統(tǒng)軟件、應用軟件的重要基礎，在計算機類專業(yè)課程體系中具有承上啟下的重要地位與作用。

課程教學范式改革要求課程目標從過去的知識傳遞單一目標向“以知識傳遞為載體，以應用能力培養(yǎng)到創(chuàng)造能力培養(yǎng)為梯級目標”轉變。通過本門課程的學習，掌握各種數(shù)據(jù)結構的抽象數(shù)據(jù)類型的定義、各種操作的原理；掌握數(shù)據(jù)結構中基本操作的算法，能夠從時間和空間上分析算法的優(yōu)劣并能夠設計實現(xiàn)算法的C++程序；掌握利用計算機解決問題的一般性方法，培養(yǎng)學生的計算機思維（邏輯思維和抽象思維）能力以及形式化思維方法，能為具體應用所涉及的數(shù)據(jù)選擇適當?shù)倪壿嫿Y構、存儲結構并設計良好的算法，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的實踐能力。通過課程設計，提高學生設計實現(xiàn)復雜程序的能力，能夠編寫出符合軟件工程規(guī)范和性能良好的軟件系統(tǒng)。

二、科學設計教學模式，改革教學范式

1.優(yōu)化教學內容，拓展實踐內容。根據(jù)應用型人才培養(yǎng)目標，以應用能力培養(yǎng)為核心，以“公共課管用、基礎課夠用、專業(yè)課適用”為原則，進一步重組和優(yōu)化教學內容，給予學生自主學習和個性化學習的空間。

數(shù)據(jù)結構課程內容豐富，包括理論教學內容和實踐教學內容。我們按照數(shù)據(jù)結構的類型將課程內容分為4個單元，第1單元為線性結構，是數(shù)據(jù)結構課程的基礎；第2單元為樹形結構，包括樹、二叉樹、森林的存儲、遍歷等及其應用，內容較難；第3單元為圖形結構，包括無向圖、有向圖的存儲結構、遍歷以及圖的應用；第4單元為查找與排序，包括靜態(tài)查找、動態(tài)查找以及插入排序、歸并排序、基數(shù)排序等內容。第1單元是入門的基礎，采用講授＋動畫演示＋案例＋實踐的方式進行精講，以教師為主導、學生為主體；第2-3單元，采用討論＋講授＋動畫演示＋案例＋實踐的方式進行精講；第4單元，在學生有了一定基礎時，采用學生上臺講解的方式進行。

“數(shù)據(jù)結構”是應用性很強的一門課。課程組重新編寫實驗教學大綱和實驗指導書。在實驗教學大綱中規(guī)定了必做實驗4個與選作實驗6個，并要求學生按小組課前完成算法設計、代碼調試，按照軟件工程的思想編寫實驗報告，課上進行答辯，講解設計思路、演示程序。為提高學生的綜合應用能力，精心設計了與實際應用緊密且難易結合的課程設計題目23個，如：約瑟夫鏈、迷宮求解問題、停車場管理、銀行排隊模擬系統(tǒng)、醫(yī)院選址問題等。自學期中開始，學生每2～3人為一組進行選題、課程設計，學期末任課教師組織課程設計的驗收、答辯。

2.教學結構體系化。構建“課堂多媒體教學＋實驗教學＋網(wǎng)絡輔助教學＋課程設計”四位一體的完整教學體系。學生通過課堂多媒體的理論學習，在每章講完以后對所布置的實驗題目上機實踐，基本上對所學內容有了初步的了解。為進一步加深學生對“數(shù)據(jù)結構”的知識掌握，學生在課下還可以就布置的課程設計題目在網(wǎng)絡課堂上進一步地學習。

3.教學方法多元化。針對數(shù)據(jù)結構課程理論性強、教學重點部分抽象且難以理解等問題，在課堂講授中，我們綜合采用了“啟發(fā)式＋討論式＋案例教學＋動畫演示法＋參與式”等多種教學方法。針對每一個知識點，精心設計了討論題，組織學生結合實際搞好課堂討論，幫助學生理解所講的知識點，增強學生們的自信心和求知欲，鞏固所學知識。在教學過程中引入案例，構建其數(shù)學模型，啟發(fā)學生解決該問題常用的數(shù)據(jù)結構，引領學生設計算法并要求學生課后上機調試運行。這樣由淺入深，強化了學生分析問題解決問題的能力，增強了成就感和編程興趣，進一步體會到“數(shù)據(jù)結構”的重要性。對于難以理解的知識點，充分利用多媒體教學手段，設計制作出模擬動畫，將抽象內容可視化，有利于學生對“數(shù)據(jù)結構”知識的理解。

4.強化教學協(xié)作，提高學生自主學習能力。努力探索構建以教師為主導、學生為主體，以研究、探索、協(xié)作等為特點，師生互動的全新的注重學生應用能力培養(yǎng)的教學范式，變“單向”教學模式為“雙向”，使學生很好地參與到課堂教學中。

開課之初，將全班同學5～6人分為一組，可分為若干個小組。小組長負責組織小組內討論學習，協(xié)作完成實驗程序。在教學過程中，教師指導學生自學，帶著問題進行課前主動預習。開設討論課，要求學生事先查閱相關文獻、寫出討論提綱，對某一問題形成自己的獨特看法。開設10～15分鐘學生講授課，在學生對該課程入門后嘗試教學，以小組為單位組織課堂教學，圍繞一個知識點組織教與學，教師協(xié)助、指導，學生由被動的接受者變?yōu)橹鲃拥膮⑴c者。

5.構建網(wǎng)絡課堂，為學生自主學習提供豐富的教學資源?；趯W校的數(shù)字化網(wǎng)絡教學平臺建立數(shù)據(jù)結構課程的網(wǎng)絡課堂。網(wǎng)絡課堂不僅涵蓋了課程的基本信息（課程簡介、教學大綱、課程性質和任務、多媒體課件、網(wǎng)站資源等），還給出了“數(shù)據(jù)結構”的典型應用案例、實踐教學案例、拓展訓練題目、在線測試、考研園地。同時學生可以在網(wǎng)絡課堂中提交作業(yè)，學習論壇為師生、生生互動提供了一個新的交互平臺，師生可以在此對學習經(jīng)驗、疑難問題、教學建議等進行無拘無束的交流。此外，課外資源鏈接，包括國家級精品課資源網(wǎng)中的數(shù)據(jù)結構課程（http：//www.jingpinke.com/course）、學科競賽網(wǎng)（Http：//www.lanqiao.org）和軟件設計練習系統(tǒng)（http：//lx.lanqiao.org）等，為學生自主學習提供了多層次的課外閱讀材料。

6.實驗教學層次化。構建了設計型—綜合型—拓展型的多層次實踐教學模式。針對實驗課時緊張的現(xiàn)實情況，要求學生在課外完成程序設計調試，實驗課上以小組為單位進行演示答辯。自第8周開始學生選擇“課程設計”題目，為避免抄襲，規(guī)定每個題目最多3人，獨立完成需求分析、設計、編碼、調試、測試并撰寫課程設計報告，提高了學生的實踐能力。

7.強化過程評價，改革考試方式。數(shù)據(jù)結構課程考核方式改革是教學改革的重要內容，考試成績=10%平時成績＋30%綜合程序設計成績＋60%期末。考核指標體系如下：

平時成績滿分100分，其中：到課率10分、學生參與教學的主動性20分、實驗報告20分、平時作業(yè)20分、單元測試30分。具體而言：（1）到課率10分：課堂隨機點名3次。超過3次未到，課堂到課成績計0分。全勤計10分，一次未到扣4分，兩次未到扣8分。（2）學生參與教學的主動性20分：鼓勵學生主動參與到課堂上，一學期每組組織課堂討論2次，每次10分。課前分配給各小組課堂討論的題目，課后由小組長組織小組準備課上講解內容。思路清晰、準備充分、講解準確者，計滿分；準備不充分、講解不清楚者，計6分；未準備者，計0分。（3）實驗報告20分：4次實驗課，每次5分。課上答辯流利并通過網(wǎng)絡課堂提交實驗報告者，計5分；課上未能答辯但課后能夠完成并提交實驗報告者，計3分；未在規(guī)定時間內提交實驗報告者，計0分。（4）作業(yè)20分：4次大作業(yè)包括線性結構、樹型結構、圖型結構、查找與排序，每次計5分，共20分。作業(yè)獨立認真完成者，計20分；作業(yè)基本獨立認真完成者，計3分；未交作業(yè)者，計0分。（5）單元測試30分：1次學期期中小測+4次網(wǎng)絡在線測試，每次計6分。課程綜合程序設計滿分100分，其中：程序功能50分、算法效率30分和算法創(chuàng)新20分。具體而言：（1）程序功能完善、界面友好、運行穩(wěn)定者，計50分；程序功能基本完善、界面基本友好、運行基本穩(wěn)定者，計30分；程序功能不全、界面不友好、程序運行有重大缺陷者，計0分。（2）算法時間效率和空間效率高者，計30分；算法時間效率或空間效率一個較高另一個可以接受者，計20分；算法時間效率或空間效率不可接受，計0分。（3）算法設計有較大創(chuàng)新者，計20分；算法設計有一定創(chuàng)新者，計10分；算法設計無創(chuàng)新者，計0分。

期末考試滿分為100分，以閉卷考試的形式進行，突出算法設計與動手操作。其中：基本理論、概念30分，操作30分，算法設計40分。

三、教學范式改革效果實證

課程結束后，我們按照學生以組為單位進行了數(shù)據(jù)結構課程教學范式改革的效果調研，得到如下結果。

1.范式改革轉變了傳統(tǒng)的課堂教學模式，分組、課堂討論、課上講授等方式，增強了團隊協(xié)作能力，調動了積極性。通過自學、查閱相關資料，學生既學到了許多新的知識，補充了課堂教學的內容，開拓了視野，也鍛煉了自學能力，提高了學習的自主性。

2.通過課程設計，提高了學生的實踐能力，達到了課程的教學目標。尤其是在課程設計的過程中，針對題目的要求進行需求分析，選擇數(shù)據(jù)結構、綜合應用經(jīng)典算法到程序設計、代碼調試、撰寫技術報告整個過程的訓練，提高了分析問題解決問題的能力，學生自己也有成就感。

3.網(wǎng)絡課堂增進了同學及師生之間的交流，豐富的教學資源，如課外資料，開拓了學生的視野，為自主學習提供了基礎。

4.在課時允許的情況下增加習題課，給更多同學上臺的機會，加大網(wǎng)絡課堂中的互動。

四、結束語

應用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需要課程教學范式改革，數(shù)據(jù)結構課程范式改革結合了計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)目標與定位，具有較強的應用性和實踐性，為同類課程的范式改革提供了借鑒。由于課程教學范式改革是一個綜合性的課題，涉及教學共同體中的教師、學生、環(huán)境，在今后的教學過程中需進一步轉變思想，充分理解“自主、協(xié)作、探究”的內涵；在優(yōu)化教學內容、強化教學協(xié)作、轉變教學方式、強化過程評價等方面有待深化、完善和研究，課程教學范式改革任重而道遠。

［1］瞿敬平.基于應用型高校視域下教學范式改革的思考［J］.中國成人教育，2012，（7）.

［2］葛天博.論課程教學范式改革與教學文化建設的內在牽連［J］.集寧師范學院學報，2013，（2）.

［3］劉輝，國秀琴，葉茂林.基于提高師生共同前進自動力的教學范式改革［J］.經(jīng)濟師，2007，（1）.