楊玉軍　楊夷梅

【摘要】《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)中一門最重要的核心專業(yè)課程，為了提高教學(xué)效果，分析了目前《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提出了在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中探索研討式教學(xué)改革的思路，并對(duì)設(shè)計(jì)選題和考核方法等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，構(gòu)建了一套行之有效的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì) 研討式教學(xué) 改革

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》是一門計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程，在前導(dǎo)課程《離散數(shù)學(xué)》和《高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主探索和自主學(xué)習(xí)尋求解決問(wèn)題辦法的能力，實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化的目的。針對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)，本文分析了目前該課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提出了在課程設(shè)計(jì)中實(shí)施研討式教學(xué)改革的思路，并對(duì)課程設(shè)計(jì)的選題和考核方法等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究。

一、目前存在的問(wèn)題

通過(guò)深入分析《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)情況，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

1.選題脫離實(shí)際問(wèn)題。題目老舊現(xiàn)象嚴(yán)重，缺乏與企業(yè)對(duì)接，不能較好地對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目進(jìn)行分解，不能引起學(xué)生的參與積極性，只看重知識(shí)虛擬性應(yīng)用，缺乏真實(shí)性應(yīng)用研究，造成設(shè)計(jì)主題和設(shè)計(jì)內(nèi)容沒(méi)有新意。

2.時(shí)間安排欠合理。一方面，課程設(shè)計(jì)的時(shí)間一般是集中安排1～2周的時(shí)間，時(shí)間過(guò)于集中和不夠。由于課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容多，任務(wù)重，自學(xué)內(nèi)容較多，學(xué)生很難在較短的時(shí)間內(nèi)按時(shí)高質(zhì)量完成課程設(shè)計(jì)。另一方面，課程設(shè)計(jì)的安排與課程教學(xué)完成的時(shí)間間隔太少，理論課程學(xué)習(xí)完后，大部分學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)還沒(méi)有完全理解和掌握，還需要時(shí)間來(lái)訓(xùn)練和消化所學(xué)知識(shí)。同時(shí)還缺乏在課程設(shè)計(jì)前安排一些簡(jiǎn)單與課程設(shè)計(jì)相關(guān)的前導(dǎo)學(xué)習(xí)任務(wù)和實(shí)踐內(nèi)容，從而導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)效果不佳，課程報(bào)告拼湊現(xiàn)象嚴(yán)重，質(zhì)量不高。第三方面，有些學(xué)校在不停止教師所教其他課的情況下，安排課外時(shí)間，如晚上或周末，開展課程設(shè)計(jì)，教師既要忙于其他課程的教學(xué)工作，又要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作，沒(méi)有足夠的時(shí)間和精力進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，同時(shí)也缺乏全程對(duì)課程設(shè)計(jì)的跟蹤，不能及時(shí)解決學(xué)生遇到的問(wèn)題，嚴(yán)重影響課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量。

3.沒(méi)有充分挖掘?qū)W生潛能。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和組織形式缺乏新穎性和特色，教師與學(xué)生互動(dòng)不夠，沒(méi)有充分發(fā)揮出學(xué)生的主動(dòng)性，沒(méi)有充分激發(fā)學(xué)生的積極性，學(xué)生的內(nèi)在潛能和個(gè)性沒(méi)有得到充分挖掘，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力沒(méi)有得到有效培養(yǎng)。

4.師生比不高，指導(dǎo)不足。一般是一個(gè)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)一個(gè)班級(jí)的課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)任務(wù)，學(xué)生較多的班級(jí)學(xué)生人數(shù)多達(dá)50多人，可能有的學(xué)校一個(gè)老師指導(dǎo)的學(xué)生甚至?xí)^(guò)這個(gè)數(shù)。課程設(shè)計(jì)雖然可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)，但不是放之任之，只布置任務(wù)，而沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)。課程設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下引導(dǎo)和帶領(lǐng)學(xué)生有目的、有步驟地學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，老師提前準(zhǔn)備一部分相關(guān)資料。如果沒(méi)有老師的指導(dǎo)，學(xué)生會(huì)盲目地去找資料和學(xué)習(xí)，缺乏準(zhǔn)確的目的性，浪費(fèi)大量的時(shí)間，影響學(xué)生的積極性和成就感，最后導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量差，培養(yǎng)學(xué)生的能力非常有限。

5.考核模式單一。缺乏靈活性和科學(xué)性，沒(méi)有充分將課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理和考核，只看重課程設(shè)計(jì)的結(jié)果，沒(méi)有關(guān)注課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，有些學(xué)生的課程設(shè)計(jì)是請(qǐng)他人完成的，甚至是抄襲的，學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力沒(méi)有得到充分培養(yǎng)，設(shè)計(jì)質(zhì)量無(wú)法保證和提高。

二、研討式教學(xué)改革的基本思想

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)實(shí)施研討式教學(xué)改革的基本思想是以計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)為目標(biāo)和依據(jù)，充分體現(xiàn)“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，充分發(fā)揮學(xué)生主體作用和充分挖掘?qū)W生的潛能，有效促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析實(shí)際問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。形成將《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)專業(yè)的未來(lái)職業(yè)素質(zhì)融為一體的教學(xué)新體系，使學(xué)生不僅能學(xué)到課程設(shè)計(jì)涉及的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，而且可以體驗(yàn)一下計(jì)算機(jī)專業(yè)未來(lái)職業(yè)工作的全過(guò)程。這不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和自學(xué)能力，而且能促使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、綜合能力和職業(yè)素質(zhì)得到全面提高。

三、研討式教學(xué)改革的具體舉措

1.提高選題質(zhì)量。課程設(shè)計(jì)選題的質(zhì)量和學(xué)生對(duì)選題的興趣直接決定了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。其一，為了選題的內(nèi)容與學(xué)生興趣點(diǎn)結(jié)合，題目需要多樣化。為此，選題過(guò)程中，師生應(yīng)與學(xué)生多交流，共同討論，讓學(xué)生對(duì)選題有個(gè)清晰的了解，并產(chǎn)生興趣。同時(shí)將一些難度適中、工作量適度和與專業(yè)相關(guān)的題目進(jìn)行集中，形成課程設(shè)計(jì)題庫(kù)，為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，題目還需要定期更新。其二，為了選題內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展吻合或接近，題目需要新穎性。為此，選題多與企業(yè)單位合作，了解企業(yè)的實(shí)際需求和行業(yè)情況，將實(shí)際問(wèn)題分解成多個(gè)小題目進(jìn)行課程設(shè)計(jì)?？傊瑢?duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的選題按照“真實(shí)性、新穎性、多樣化”的原則進(jìn)行，將選題學(xué)生人數(shù)由原來(lái)的每個(gè)課題3～5人降低為每個(gè)課題1～3人，一般能保證每人一個(gè)課題，且選題類型全部調(diào)整為綜合設(shè)計(jì)。這樣，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)選題既能保證內(nèi)容的豐富性和形式的多樣性，又能保證選題立足于行業(yè)實(shí)際應(yīng)用，突出了真實(shí)性。同時(shí)，需要在充分考慮教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)和學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際情況下，設(shè)置合適的課程設(shè)計(jì)選題的難度，既要使學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能獨(dú)立完成，又能使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)獲得充分的實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析實(shí)際問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.合理安排時(shí)間。為確?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)能有效開展和取得較高的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，在時(shí)間安排上進(jìn)行了充分的研究和合理調(diào)整。首先，適度延長(zhǎng)課程設(shè)計(jì)總時(shí)間，由原來(lái)的2周調(diào)整為3～4周，只有給學(xué)生足夠的時(shí)間才能保證課程設(shè)計(jì)的最終效果。其次，課程設(shè)計(jì)安排在期末考試后或寒暑假內(nèi)進(jìn)行，這樣有利于指導(dǎo)教師有充足的時(shí)間和充沛的精力全過(guò)程跟蹤指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)，也能及時(shí)幫助學(xué)生解答遇到的問(wèn)題，從而能提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。同時(shí)，學(xué)生不僅有足夠的時(shí)間去完成《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)，而且還能全身心地投入到課程設(shè)計(jì)工作中。當(dāng)學(xué)生碰到問(wèn)題時(shí)，也能有時(shí)間去認(rèn)真地學(xué)習(xí)和研究分析問(wèn)題，準(zhǔn)確找到解決問(wèn)題的方法，從而能有效培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.改革組織形式。采用分組研討式的教學(xué)組織形式和師生互換角色等方法充分討論課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，改變傳統(tǒng)的一坐一整天的課程設(shè)計(jì)。學(xué)生課程設(shè)計(jì)與研討式穿插進(jìn)行，讓學(xué)生在交流中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。首先，教師需提前2～3周將課程設(shè)計(jì)的題目和研討的主題通知學(xué)生，讓學(xué)生自由組隊(duì)形成小組，每組學(xué)生選出一位代表或班干部進(jìn)行組織，在課程設(shè)計(jì)的前期以小組為單位對(duì)主題進(jìn)行全面闡述，包括功能實(shí)現(xiàn)、實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)問(wèn)題，由組內(nèi)其他學(xué)生和教師進(jìn)行自由提問(wèn)。任意一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，在進(jìn)行了充分討論之后，學(xué)生自己也發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題和需要改進(jìn)的地方，通過(guò)其他學(xué)生或老師提出修正意見(jiàn)，自學(xué)相關(guān)內(nèi)容并進(jìn)行修改完善，然后再具體實(shí)施，教師在此過(guò)程中也可以全面掌握每組學(xué)生的動(dòng)態(tài)?；A(chǔ)較弱的學(xué)生可以通過(guò)討論學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，這比單獨(dú)找老師或?qū)W生指導(dǎo)效果更佳。在研討環(huán)節(jié)過(guò)程中，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體。教師在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該起到指導(dǎo)和引導(dǎo)的作用，對(duì)于學(xué)生提出的問(wèn)題，教師需要及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助，如果當(dāng)時(shí)無(wú)法及時(shí)解決，推遲到次日或下次研討時(shí)進(jìn)行解答。研討的時(shí)間可以安排2～3天一次，課程設(shè)計(jì)題目類似的組成一個(gè)小組進(jìn)行研討，學(xué)生進(jìn)行多種形式的匯報(bào)或簡(jiǎn)單的演示，其他同學(xué)在聽(tīng)取匯報(bào)或演示之后，要求每人發(fā)表自己的意見(jiàn)和提問(wèn)。在課程設(shè)計(jì)的成績(jī)上，研討過(guò)程和內(nèi)容占一定的比例，可以根據(jù)匯報(bào)質(zhì)量、提問(wèn)質(zhì)量、提問(wèn)次數(shù)和作品效果綜合評(píng)分。

4.提高師生比。打破一個(gè)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)一個(gè)班級(jí)的課程設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)。如果一個(gè)指導(dǎo)老師指導(dǎo)的學(xué)生太多，那么指導(dǎo)效果不佳，甚至有些學(xué)生可能根本沒(méi)有機(jī)會(huì)得到指導(dǎo)。因此，可以通過(guò)增加指導(dǎo)老師的數(shù)量來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)班級(jí)增加2～3名指導(dǎo)老師，每個(gè)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)8～12名學(xué)生為宜。在研討時(shí)，可以多個(gè)指導(dǎo)老師指導(dǎo)的學(xué)生一起研討，多個(gè)指導(dǎo)老師一起交流和指導(dǎo)學(xué)生，一起解決學(xué)生遇到的問(wèn)題，學(xué)生也可以學(xué)習(xí)到其他老師的指導(dǎo)方法。這樣，學(xué)生有機(jī)會(huì)參與更大范圍的研討，開闊視野，同時(shí)獲得更多指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)，避免自己的指導(dǎo)老師經(jīng)驗(yàn)不足或做法不妥的情況下，影響學(xué)生課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

5.改革考核方式。課程設(shè)計(jì)的成績(jī)?cè)u(píng)定是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。成績(jī)?cè)u(píng)定不僅要重視檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的掌握，而且更要突出檢驗(yàn)學(xué)生的分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題能力的評(píng)價(jià)。因此，不能以單純的作品演示和課程設(shè)計(jì)報(bào)告為唯一評(píng)價(jià)依據(jù)，還需要結(jié)合每位學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)過(guò)程。只有將課程設(shè)計(jì)研討和學(xué)習(xí)的全過(guò)程納入考核范疇，把學(xué)生在課程設(shè)計(jì)全過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的學(xué)習(xí)態(tài)度、鉆研精神、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維進(jìn)行全面綜合的評(píng)價(jià)，才有利于促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的形成，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的成績(jī)考核打破了傳統(tǒng)的考核方式，將課程設(shè)計(jì)全過(guò)程都納入考核范疇，根據(jù)學(xué)生的平時(shí)出勤、研討參與度、研討情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫、課程設(shè)計(jì)答辯、作品功能完成狀況等各個(gè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)按照一定的權(quán)重進(jìn)行綜合評(píng)定。這種由傳統(tǒng)的“看重結(jié)果”改變?yōu)椤巴怀鲞^(guò)程”的過(guò)程化課程設(shè)計(jì)考核方式，不僅注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)和對(duì)學(xué)生綜合能力的考核，避免了部分學(xué)生投機(jī)取巧、弄虛作假的現(xiàn)象發(fā)生，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

四、實(shí)施效果

根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中開展研討式教學(xué)改革探索，取得了比較滿意的教學(xué)效果。首先，學(xué)生主動(dòng)性、自覺(jué)性和積極性有明顯的提高，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱、整理和研讀文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)態(tài)度顯著提高。研討環(huán)節(jié)提出了許多值得思考的問(wèn)題，大部分學(xué)生能主動(dòng)交流和積極思考，每個(gè)學(xué)生都敢于表達(dá)自己的思想，發(fā)表不同的意見(jiàn)，研討氛圍非常好。其次，通過(guò)師生共同交流研討等一系列互動(dòng)過(guò)程，不僅幫助學(xué)生解決了問(wèn)題，而且增進(jìn)了師生情誼，學(xué)生在研討過(guò)程中能夠全面深入地分析問(wèn)題，并能共同協(xié)助較快地解決問(wèn)題，鍛煉了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生協(xié)同合作精神以及學(xué)生的交流能力，提高了課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。實(shí)施效果的另一個(gè)側(cè)面反映在學(xué)生各類學(xué)科競(jìng)賽中取得的最好成績(jī)。近四年來(lái)，本專業(yè)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)97項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)11項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，三等獎(jiǎng)7項(xiàng);省級(jí)86項(xiàng)，一等獎(jiǎng)13項(xiàng)，二等獎(jiǎng)27項(xiàng)，三等獎(jiǎng)46項(xiàng)。主持國(guó)家級(jí)、省級(jí)研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃或創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)7項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)1項(xiàng)，省級(jí)6項(xiàng)。畢業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力受到用人單位充分肯定。

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基金項(xiàng)目：湖南省教學(xué)改革項(xiàng)目：基于大數(shù)據(jù)思維的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)改革探索（2018-647）;懷化學(xué)院教改項(xiàng)目：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)研討式教學(xué)改革（2018-24），基于大數(shù)據(jù)思維的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)改革探索（2018-6），面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐課程體系探索與研究（2016-22）。