摘要：在新工科教育理念的指導(dǎo)下，該文專注于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的深度構(gòu)建與創(chuàng)新實(shí)踐，通過精妙融合前沿教育理念與現(xiàn)代信息技術(shù)，旨在全面優(yōu)化課程質(zhì)量，傾力打造具備多元化能力架構(gòu)與卓越創(chuàng)新精神的未來工程領(lǐng)域領(lǐng)軍人才。

關(guān)鍵詞：新工科；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；課程建設(shè)；實(shí)踐研究

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.12.081

中圖分類號(hào)：G 642.0" " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）12-0-03

Research on the Practice of \"Data Structure\" Course Construction

under the New Engineering Background

ZHANG Qin， CHEN Lijun

（Jinzhong Information College， Jinzhong 030600， China）

Abstract： Guided by the new engineering education concept， this study focuses on the in-depth construction and innovative practice of the \"Data Structure\" course. By skillfully integrating cutting-edge educational concepts with modern information technology， it aims to comprehensively optimize the course quality and strive to cultivate future leaders in the engineering field who possess a diversified ability structure and excellent innovative spirit.

Keywords： new engineering; data structure; course construction; practical research

在當(dāng)前新工科教育的迅猛發(fā)展背景下，高等教育的重心正逐漸調(diào)整為培育兼具創(chuàng)新精神、實(shí)戰(zhàn)技能及跨學(xué)科綜合素養(yǎng)的高水平工程人才。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”作為基石課程，對(duì)于學(xué)生專業(yè)知識(shí)架構(gòu)的搭建、編程技巧的提升以及問題解決策略的掌握具有不可估量的價(jià)值。然而，鑒于新工科教育對(duì)課程內(nèi)容的前沿性、教學(xué)方法的創(chuàng)新性及評(píng)價(jià)體系的全面性所提出的更高標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的教學(xué)范式已難以適應(yīng)培育多元化、創(chuàng)新型人才的迫切需求。在此背景下，我們深受新工科教育理念的啟迪，對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程進(jìn)行了深入的改革與實(shí)踐探索，通過精心整合尖端教育理念與當(dāng)代信息技術(shù)手段，旨在從根本上提升課程品質(zhì)，營(yíng)造出既富有吸引力又充滿挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)氛圍。本文的核心目標(biāo)在于發(fā)掘并確立一套緊密貼合新工科教育標(biāo)準(zhǔn)、能夠有效激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能并促進(jìn)其能力結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程體系建設(shè)策略，為未來工程界人才的培養(yǎng)鋪設(shè)堅(jiān)實(shí)的基石。

1" "新工科教育理念與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程概述

新工科教育理念著眼于未來趨勢(shì)，著重實(shí)踐探索，高度強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科整合與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。這一理念從根本上革新了傳統(tǒng)工科教育模式，從被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)探索體驗(yàn)轉(zhuǎn)變，從單一的面對(duì)面授課向多元化混合式教學(xué)過渡，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了從以教師為主導(dǎo)到以學(xué)生為主體的教學(xué)模式轉(zhuǎn)換。新工科教育不僅重視理論知識(shí)的系統(tǒng)傳授，更將實(shí)踐環(huán)節(jié)置于核心位置，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生在真實(shí)項(xiàng)目中的動(dòng)手實(shí)踐能力和問題解決技巧的培養(yǎng)。其核心特征可概括為四點(diǎn)：第一，倡導(dǎo)跨學(xué)科合作，促進(jìn)不同知識(shí)體系與方法的融合，旨在培養(yǎng)學(xué)生跨領(lǐng)域的綜合解決問題能力；第二，以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向，依托實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)及企業(yè)實(shí)習(xí)等多元化途徑，使學(xué)生能直接面對(duì)并解決真實(shí)世界的問題；第三，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及高效執(zhí)行力，通過開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程、實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法等策略，有效激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在創(chuàng)新潛力；第四，秉持國(guó)際化視野，積極對(duì)接國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，引入先進(jìn)的國(guó)際工程教育理念與資源，以促進(jìn)教育的全球化融合發(fā)展[1]。因此，新工科教育理念的實(shí)踐旨在培育具有卓越創(chuàng)新能力及跨界融合能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，為應(yīng)對(duì)并引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)變革提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐。

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的核心基石課程，專注于數(shù)據(jù)的有效組織、存儲(chǔ)與管理方法。課程內(nèi)容涵蓋線性表、棧、隊(duì)列、鏈表、樹和圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)深入解析排序、查找等核心算法的設(shè)計(jì)原理與優(yōu)化策略。通過理論講授與動(dòng)手實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)方式，學(xué)生不僅能透徹理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)在的邏輯機(jī)制，還能熟練掌握不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)景及選擇原則，并學(xué)會(huì)評(píng)估算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。該課程尤為重視實(shí)踐能力的培養(yǎng)，通過豐富的編程練習(xí)，讓學(xué)生在解決具體問題中鍛煉算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技能。同時(shí)，課程著重培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和問題解決能力，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)及軟件開發(fā)實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論支柱，也是現(xiàn)代信息技術(shù)和軟件工程的重要組成部分，對(duì)提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)、增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有關(guān)鍵作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將構(gòu)建起堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法知識(shí)體系，為未來學(xué)術(shù)研究和職業(yè)生涯的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2" "新工科背景下“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)策略

2.1 課程定位與內(nèi)容優(yōu)化

在新工科教育改革的深入推動(dòng)下，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的精心規(guī)劃與持續(xù)優(yōu)化顯得尤為重要且迫切。該課程不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的重要基石，更在整個(gè)知識(shí)體系中占據(jù)舉足輕重的核心地位，是連接理論與實(shí)踐、引領(lǐng)學(xué)生步入專業(yè)殿堂的橋梁與平臺(tái)。新工科背景下，我們需更深刻地認(rèn)識(shí)到，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻，無(wú)可替代。與此同時(shí)，課程內(nèi)容的更新與迭代必須緊跟學(xué)科前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)。這要求我們持續(xù)將最新的科研成果和技術(shù)進(jìn)展融入教學(xué)大綱與授課計(jì)劃之中，確保課程內(nèi)容的時(shí)效性和前沿性。通過敏銳洞察計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)人才需求的不斷變化，我們能夠更加精確地調(diào)整和完善課程內(nèi)容，使之與市場(chǎng)需求緊密相連[3]。如此，方能培養(yǎng)出既擁有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，又具備靈活應(yīng)對(duì)未來技術(shù)挑戰(zhàn)能力，能夠引領(lǐng)科技創(chuàng)新與社會(huì)發(fā)展的新型工科人才。

2.2 課程教學(xué)方法改革

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)需著重于教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新。首先，我們應(yīng)以案例項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)以“學(xué)生為中心”的教學(xué)模式。通過任務(wù)設(shè)定、問題提出、求解探索的方式，引導(dǎo)學(xué)生深入理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本思路、理論與方法。圍繞課程核心任務(wù)，運(yùn)用多樣化的教學(xué)案例，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)解決方案，并完成任務(wù)實(shí)現(xiàn)，從而培養(yǎng)其解決實(shí)際問題的能力。其次，引入混合式教學(xué)，充分結(jié)合線上線下的教學(xué)資源。利用中國(guó)大學(xué)MOOC、網(wǎng)易云課堂等優(yōu)質(zhì)平臺(tái)，為學(xué)生提供豐富多樣的自學(xué)資源，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)與個(gè)性化發(fā)展。最后，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，除常規(guī)隨課實(shí)驗(yàn)外，增設(shè)綜合性項(xiàng)目和課外實(shí)踐。特別是開設(shè)“創(chuàng)造型應(yīng)用”實(shí)踐訓(xùn)練課程，要求學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作模式下，開發(fā)一個(gè)小型軟件項(xiàng)目，以此提升學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.3 學(xué)校師資隊(duì)伍建設(shè)

首先，要全面提升教師素質(zhì)。這需要我們通過組織多元化的專業(yè)培訓(xùn)、進(jìn)修學(xué)習(xí)以及學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，不斷更新教師的知識(shí)體系，提升其學(xué)術(shù)造詣與教學(xué)能力。同時(shí)，積極鼓勵(lì)教師在職深造，攻讀更高層次的學(xué)位，以提高教師隊(duì)伍的整體學(xué)歷水平，進(jìn)一步優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，為課程建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的人才基石。其次，要建立科學(xué)且有效的激勵(lì)機(jī)制。通過設(shè)立課程建設(shè)專項(xiàng)基金、優(yōu)秀課程獎(jiǎng)勵(lì)等舉措，吸引更多高層次人才投身于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”精品課程的建設(shè)之中。同時(shí)，要對(duì)教師在課程建設(shè)中的貢獻(xiàn)進(jìn)行客觀、公正的評(píng)價(jià)與認(rèn)可，以此激發(fā)教師的工作熱情，確保課程建設(shè)的活力與可持續(xù)性。通過這些綜合舉措，打造一支高水平、高素質(zhì)的師資隊(duì)伍，為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的優(yōu)質(zhì)建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的保障。

2.4 課程評(píng)價(jià)體系創(chuàng)新

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)需著力創(chuàng)新課程評(píng)價(jià)體系。首先，要實(shí)施多元化評(píng)價(jià)策略，徹底打破傳統(tǒng)單一考試評(píng)價(jià)的束縛。我們要引入項(xiàng)目報(bào)告、課堂討論、在線測(cè)試等多種評(píng)價(jià)手段，這些方式不僅能更全面、更準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性。同時(shí)，要強(qiáng)化過程評(píng)價(jià)的重要性。密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，通過布置定期的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目，及時(shí)了解他們的學(xué)習(xí)進(jìn)展和存在的問題。在此基礎(chǔ)上，向?qū)W生提供及時(shí)的反饋，幫助他們認(rèn)清自己的學(xué)習(xí)狀況，從而能夠迅速調(diào)整學(xué)習(xí)策略，提升學(xué)習(xí)效率。這種過程評(píng)價(jià)的方式，不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更重視他們的學(xué)習(xí)過程和成長(zhǎng)軌跡，有助于培養(yǎng)出具備扎實(shí)基礎(chǔ)和持續(xù)學(xué)習(xí)能力的高素質(zhì)人才。

具體說來，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)過程中，要加大過程考核力度，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)與能力融合發(fā)展的目標(biāo)。原來的考核方式是平時(shí)分占30%，期末考試卷面分占70%。此種考核方式重視學(xué)生的記憶能力，忽略了學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)過程，不利于鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，因此，對(duì)課程考核進(jìn)行改革，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為課堂考核占20%、上機(jī)實(shí)驗(yàn)考核占40%、期末閉卷分?jǐn)?shù)占40%。課堂考核主要考察學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，具體包括出勤、提問回答、討論、作業(yè)等。上機(jī)實(shí)驗(yàn)考核主要考查學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的情況，具體包括課內(nèi)上機(jī)實(shí)驗(yàn)和課外在競(jìng)賽相關(guān)平臺(tái)上答題的情況。期末閉卷考試主要考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握情況[4]。加大過程考核力度，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，也使教師能夠及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為學(xué)生提供有針對(duì)性的輔導(dǎo)，從兩方面著手，改善教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與能力融合發(fā)展，滿足新工科人才培養(yǎng)的需要。如表1所示。

2.5 學(xué)生國(guó)際化視野培育

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)應(yīng)高度重視學(xué)生國(guó)際化視野的培育。首先，積極引入國(guó)際先進(jìn)的教育理念與資源。要充分借鑒國(guó)際工程教育的成功經(jīng)驗(yàn)，特別是與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程緊密相關(guān)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，以此來推動(dòng)課程的國(guó)際化進(jìn)程。通過這一途徑，使學(xué)生能夠緊跟全球知識(shí)體系和技術(shù)發(fā)展的最前沿，拓寬他們的學(xué)術(shù)視野。其次，要大力加強(qiáng)國(guó)際間的交流與合作，鼓勵(lì)教師積極參與國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議、交流訪問等活動(dòng)，借助這些平臺(tái)，不僅可以拓寬教師的國(guó)際視野，使他們及時(shí)了解國(guó)際教育的最新動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)，還能促進(jìn)與國(guó)際同行之間的深度交流與合作。教師可將從這些國(guó)際交流中汲取的先進(jìn)理念和方法融入課程建設(shè)中，從而進(jìn)一步提升“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的國(guó)際化水平[5]。這樣的舉措將為學(xué)生的全面發(fā)展搭建更廣闊的國(guó)際舞臺(tái)，助力他們成長(zhǎng)為具有國(guó)際視野和競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)人才。

3" "結(jié)束語(yǔ)

在新工科背景下，研究“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)策略已顯得尤為重要。經(jīng)過深入探討與實(shí)踐，我們明確了課程建設(shè)的核心目標(biāo)和關(guān)鍵路徑。通過引入國(guó)際先進(jìn)教育理念、加強(qiáng)師資隊(duì)伍培育、注重學(xué)生國(guó)際化視野的拓展，以及創(chuàng)新課程評(píng)價(jià)體系等一系列舉措，以構(gòu)建與新時(shí)代要求相契合的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程。這些策略不僅提升了課程的教學(xué)質(zhì)量，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與創(chuàng)新能力。隨著這些策略的持續(xù)推進(jìn)和完善，將能夠培養(yǎng)出更多具備扎實(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、廣闊國(guó)際視野和強(qiáng)大創(chuàng)新能力的新工科人才，為社會(huì)輸送能夠引領(lǐng)未來科技發(fā)展的高素質(zhì)人才。未來，我們要繼續(xù)深化課程改革，緊跟新工科發(fā)展的步伐，不斷優(yōu)化教學(xué)策略，為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的持續(xù)發(fā)展和學(xué)生的全面成長(zhǎng)貢獻(xiàn)力量。

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