20世紀末，美國教育學家WilliamSpady提出了一種名為“成果導向教育\"（Outcome-BasedEducation，簡稱OBE）的創(chuàng)新教育模式，隨后迅速在北美興起，其先進的教育理念在全世界范圍內(nèi)的高等教育領域產(chǎn)生了廣泛的影響。與傳統(tǒng)的“以知識為主導\"的教學理念不同，OBE理念創(chuàng)造性地提出了“以學生為中心”的主動型教學模式，通過學生在接受專業(yè)課程知識教育后所取得的成果來評價課程教學的有效性。

在應用型本科網(wǎng)絡工程專業(yè)的課程體系中，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"既是一門專業(yè)基礎必修課，也是一門重要的專業(yè)核心課程。該課程不僅教授數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關的計算機理論關鍵知識，更是培養(yǎng)學生動手實踐能力和創(chuàng)新性思維的重要環(huán)節(jié)。為了適應行業(yè)發(fā)展和市場需求，提高計算機應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，基于OBE理念對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"課程進行教學改革尤為重要。本研究旨在通過優(yōu)化課程體系、豐富教學方法、強化實踐環(huán)節(jié)等舉措，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)其自主學習和解決實際問題的能力。

一、應用型本科計算機相關專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”課程現(xiàn)狀分析

（一）課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容單一

目前，許多開設應用型本科網(wǎng)絡工程專業(yè)的高等院校，在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"這門課程的授課內(nèi)容規(guī)劃上，主要涵蓋基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如線性表、棧、隊列、樹、圖等）和常用算法（如排序算法、查找算法、圖算法等）的介紹與實現(xiàn)。然而，課程內(nèi)容往往過于偏重理論，缺乏與實際應用的緊密結(jié)合，未涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨勢和最新應用場景，也未充分融入OBE工程教育理念。因此，教學內(nèi)容難以有效激發(fā)學生的學習興趣，難以提高學生的實踐創(chuàng)新能力。

（二）教學方法與手段落后

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"這門課程在許多院校的教學實施過程中，仍采用最傳統(tǒng)的方式，即教師課堂講授，學生臺下聽講，課后完成作業(yè)的模式。這種教學方式缺乏互動，難以激發(fā)學生的學習興趣和積極性，學生很容易在 15～ 20分鐘的精神集中期過后失去注意力，導致教學效果不佳。同時，課程的教學手段相對單一，缺乏多樣化的教學資源和實踐平臺，無法滿足學生自主學習和實踐的需求。此外，本專業(yè)的教學體系尚不夠完善，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識相關的課程之間聯(lián)系不夠緊密，學生的個人與團隊合作意識、運用知識動手解決實際問題的能力以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得不到有效培養(yǎng)。

（三）教學評價體系片面

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"課程的教學評價體系通常由理論和實踐兩個重要部分組成。其中，理論教學評價的目標是考核學生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本理論知識以及理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重難點程度；實踐教學評價的目標則是考核學生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)，能夠熟練運用編程工具，并針對實際應用問題選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及設計有效算法解決問題的能力。然而，很多高校對這門課的評價主要以理論課的考試成績?yōu)橹?，沒有單獨考核實驗教學，或者只是將其作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程考核的一個組成部分，且所占比例相對較低。這種評價體系忽視了對學生學習過程和能力的全面評價，無法有效考查學生的團隊協(xié)作、創(chuàng)新思維等綜合素質(zhì)，不利于培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和解決實際問題的能力。

二、OBE工程教育模式下的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”課程教學改革

本文以桂林電子科技大學北海校區(qū)網(wǎng)絡工程專業(yè)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"課程作為研究對象，結(jié)合最新的技術(shù)發(fā)展趨勢，對課程目標和內(nèi)容進行了調(diào)整和優(yōu)化，以確保學生掌握最前沿的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法知識。

（一）課程目標與內(nèi)容改革

1.明確課程目標

在OBE工程教育模式下，課程目標應明確、具體、可衡量，并聚焦于學生能力培養(yǎng)。針對本課程，設定以下課程目標：

（1）課程教學目標1—了解

了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的意義與發(fā)展過程；

了解一元多項式的表示；

了解循環(huán)鏈表和雙向循環(huán)鏈表；

了解平衡二叉樹的建立和查找；

了解字典、跳躍鏈表的概念。

（2）課程教學目標2—知識理解及掌握

理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、算法含義、特征和性能標準；

理解二分查找算法、一元多項式的表示、棧的特點及運用、隊列的特點及運用；

理解樹的基本術(shù)語、二叉樹的遍歷方式及算法應用、哈夫曼樹的概念;

理解樹、森林的存儲結(jié)構(gòu)、二分查找判定樹、二叉排 序樹的概念、平衡二叉樹;

理解圖的基本術(shù)語、圖存儲結(jié)構(gòu)、圖深度和廣度遍歷、最小生成樹的概念、迪杰斯特拉算法；

理解排序的概念及各種排序算法的特點;

掌握算法時間復雜度、空間復雜度；

掌握線性表的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及操作的實現(xiàn);

掌握棧的兩種存儲結(jié)構(gòu)的基本操作實現(xiàn)、隊列的兩種存儲結(jié)構(gòu)的基本操作實現(xiàn);

掌握二叉樹的結(jié)構(gòu)特點及性質(zhì)、二叉樹的存儲結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)、二叉樹的遍歷方式及遞歸算法；

掌握哈夫曼樹的構(gòu)造、哈夫曼編碼的算法實現(xiàn);

掌握樹、森林與二叉樹的轉(zhuǎn)換、二叉排序樹的構(gòu)造方法；

掌握圖的存儲結(jié)構(gòu)特點、圖的遍歷方式、最小生成樹的構(gòu)造、圖的應用和查找最短路徑；

掌握散列表的構(gòu)造方法、各種查找方法的平均查找長度、散列表平均查找長度的計算方法;

掌握插入和選擇的排序算法，能對排序方法進行時間復雜度分析，并對各種排序算法進行比較進行選擇性應用。

（3）課程教學目標3—能力培養(yǎng)

編程能力：學生能夠理解問題需求，綜合應用課本上的經(jīng)典算法來解決現(xiàn)實生活中的實際問題。

問題解決能力：培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、對問題進行精準分析、最優(yōu)解決問題的能力。

（4）課程教學目標4—獲得新知識的自學能力

引導學生養(yǎng)成通過網(wǎng)上及其他途徑學習相關技術(shù)的習慣。

在教學過程中，以實際問題為培養(yǎng)導向，同時夯實數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論知識，為學生繼續(xù)學習做好鋪墊。

（5）課程教學目標5——溝通交流及團隊合作

在實驗環(huán)節(jié)中，鼓勵學生針對問題進行自由探討，并以小組為單位開展算法的設計及實現(xiàn)，鍛煉學生的溝通及團隊協(xié)作能力。

2.優(yōu)化課程內(nèi)容

根據(jù)課程目標，對課程內(nèi)容進行全面優(yōu)化，注重理論與實踐的緊密結(jié)合，增加實際應用案例和前沿技術(shù)的介紹。具體改革措施包括：（1）精簡理論內(nèi)容，突出重點和難點，降低學生的學習難度，使學生更加聚焦于核心知識的掌握。 （2）引人現(xiàn)實生活中的實際案例，將理論知識與實際應用場景相結(jié)合，通過實例分析提高學生的實踐能力和問題解決能力。（3）融入前沿技術(shù)，如大數(shù)據(jù)處理、人工智能算法等，拓寬學生的知識視野，使學生了解并掌握最新的技術(shù)發(fā)展趨勢。

（二）課程教學設計與手段改革

1.創(chuàng)新教學設計

在OBE工程教育模式下，教學設計應以學生為中心，注重培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。具體改革措施包括：（1）采用項目式教學方法，通過實際項目引導學生學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法知識，提升學生的實踐能力。（2）運用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，讓學生成為課堂的主導者，課堂上進行實踐操作和討論，提高教學效果。（3）鼓勵學生組成學習小組，相互合作，共同分析、探討和解決問題，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識和能力。

2.多樣化教學手段

為了激發(fā)學生在課堂上的學習興趣和積極性，應采用多樣化的教學手段。具體改革措施包括：（1）利用PPT課件、科教視頻、算法演示動畫等教學資源，豐富教學內(nèi)容和形式。（2）借助各大主流在線學習教育平臺，如對分易、傳智播客、頭歌等，布置教學任務、提供學習資源和互動功能，方便學生自主學習和交流。（3）鼓勵和組織學生積極參加學科競賽實踐活動，如ICPC、CCPC、藍橋杯等比賽，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

（三）課程教學評價方式改革

1.構(gòu)建多元化評價體系

在OBE工程教育模式下，教學評價應注重對學生學習成果的全面評價，反映學生整個學習過程和其具備的學習能力。具體改革措施包括：（1）采用多元化評價方式，如課堂與課后作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實驗報告、項目成果等，全面反映學生的學習情況。（2）注重階段性過程性評價，學生的每一個章節(jié)的學習小成果都是這一階段學習表現(xiàn)的體現(xiàn)，要及時給予反饋和指導。

2.強化實踐能力評價

針對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"課程的實踐性特點，應強化實踐能力評價。具體改革措施包括：（1）設定實踐環(huán)節(jié)的評價標準，如編程能力、算法設計能力、問題解決能力等。（2）開展實踐環(huán)節(jié)的評價活動，如編程比賽、項目實踐等，對學生的實踐能力進行客觀、公正的評價。（3）將實踐能力評價結(jié)果納入課程總成績，激勵學生注重實踐能力的培養(yǎng)和提升。

三、教學實踐效果分析

（一）課程目標完成度分析

通過教學實踐，發(fā)現(xiàn)學生對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法\"課程的目標完成度較高。絕大部分學生都能夠掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中幾種基本結(jié)構(gòu)的概念和使用方法，明確在何種情境下應使用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并能運用這些知識解決實際問題。同時，學生也能夠深人理解算法的概念和原理，不僅熟練運用常用算法，還能獨立完成新算法的設計和實現(xiàn)。此外，學生的邏輯思維、問題解決能力和實踐技能得到了顯著提升，創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力也得到了有效培養(yǎng)。

（二）課程教學設計效果分析

教學實踐表明，基于OBE工程教育模式的教學設計取得了顯著成效。項目式教學方法和翻轉(zhuǎn)課堂模式的運用，以及多樣化的教學手段，豐富了教學內(nèi)容和形式，有效激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的參與度，教學質(zhì)量得到明顯提升。小組合作學習模式增強了學生的個人溝通能力和團隊協(xié)作能力。同時，學科競賽等課外實踐活動也為學生提供了寶貴的實踐鍛煉機會，進一步提高了學生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。

（三）課程教學評價真實性分析

采用“多元化評價 + 強化實踐能力”的評價體系更加真實、客觀、全面，反映了學生的平時學習情況，而注重階段性過程評價使得評價結(jié)果更加準確、可靠。同時，實踐能力評價的引入，使得總體評價結(jié)果更加貼近實際，能夠真實反映學生的知識掌握水平和動手實踐能力。此外，教學評價結(jié)果的及時反饋和指導也促進了學生的自我反思和改進，有效提高了學生的學習效果。

四、結(jié)語

本課程教學改革研究通過明確課程目標、優(yōu)化課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學設計和教學手段、構(gòu)建多元化評價體系以及強化實踐能力評價等措施，有效激發(fā)了學生的學習興趣，提升了學生的實踐能力，并促進了學生解決復雜工程問題的能力提高，取得了顯著成效。未來，教育從業(yè)者將繼續(xù)深化教學改革，不斷探索和發(fā)展適合應用型本科人才培養(yǎng)的教學方法和手段，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型人才貢獻自己的力量。

參考文獻：

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