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[摘 要] 针对计算机专业算法与数据结构教学中的问题，提出了基于数据结构课程的教学改革与实践，以提高学生对课程的实际运用能力。根据当前数据结构和算法的教学现状，从学习者的特点、教学、考核等方面分析，对教学内容进行改革，引入新的教学方法并对其进行探讨。
[关 键 词] 算法与数据结构;教学研究;教学改革
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2015）10-0046-02
近年来，信息技术已经改变人类社会生活的模
式，计算机技术的教育与应用得到了极大发展。数据结构作为计算机专业的七大核心课程之一，被列为计
算机科学与技术、软件工程、网络工程等信息类专业的全国统考研究生考试课程之一，也是编译原理、操作系统、数据库原理、计算机网络等专业课程的先导课程，在计算机专业课程体系中发挥着承上启下的
核心作用。
一、数据结构与算法教学现状的分析
（一）学生的课程学习现状
在传授学生学习算法和数据结构时，学生的计算机编程的理论基础和应用经验往往是不同的，因此很容易引起学生理解和掌握能力的偏差。
在实际授课中，教学时间是有限的，而且有的学生经常在听课的过程中聊天或玩游戏，不按照训练
复习。还有一些学生是为了应付期末考试和学习，学习的方法和策略都没有用，而且很难获得对知识的全面理解，学习质量不高。
（二）教学环节缺乏创新
以往的教学模式单一，都是以教师为中心进行教学，注重教学过程，忽视学生的学习过程。学生只是被动接受学习，根本无法提高学生的学习兴趣。
教师对计算机知识型内容的教学方法是比较熟悉的，能够强调重点知识、讲解难点知识，使学生能够有重点、有目标地进行学习，但针对操作型内容教学则显得经验不足，教学方法不当。
（三）考核环节的缺陷
传统的考核模式是“以教师评价为主”，强调最终评价结果，当面临应用性评测时，则暴露了它的缺点。学生本来就很难对一些知识进行运用，而为了通过测试，就抄袭、拷贝其他同学的程序，所以经常出现全班的程序都是一个模版的情况。这样的考试不能考核出学生的真实水平。
二、教学研究中需要探索的内容
（一）教学大纲的更新
教学大纲在教学中起着指导性的作用，因此教学研究中务必跟踪新技术发展与数据结构的新算法，不断更新教学内容，完善教学大纲的编制。以算法与程序设计能力培养为主线，提升学生应用基本结构分析问题、算法设计与编程的能力。结合《数据结构课程设计》等实践环节，夯实学生的应用技能。
在教材方面，可以选用张乃孝等人编著的高等教育出版社出版的最新版《算法与数据结构——C语言描述》作为主教材，同时选用唐策善等人编著的高等教育出版社出版的《数据结构——用C语言描
述》作为参考教材，实现教材内容的高低配合，理论算法与算法的相互补充。
（二）教学模式的变革
在数据结构的教学改革中，应摒弃传统的陈旧的教学模式。由浅入深、由线性到非线性、横向与纵向比对教学模式，找出每种数据结构教学的优缺点。
（三）强化实验和考核
数据结构实践教学要突出“理论与实践”的原则，通过对问题的抽象，选择合适的数据结构来解决实际问题，提高应用能力。
考核评价设计紧密结合数据结构与算法课程，注重过程考核、算法设计评价考核、实际解决问题能力的考核。加大实践环节考核的比例，以阶段性课外作业的形式加强阶段性考核，体现考核形式的多样化、考核标准的合理化以及考核的不间断性。
三、基于CDIO的多元教育模式教学改革
通过对当前数据结构教学的研究和分析，笔者尝试将一种全能的工程理念——CDIO工程教育模式应用在指导数据结构教学的过程中。CDIO，即构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）和运作（operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为
载体，让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO模式作为先进的多元教育模式可以很好地培养新型的优秀的工程人才。
（一）教学指导思想的定位
CDIO模式突出了工程基础知识、个人能力、人际团队协调能力和工程系统能力。在完善数据结构课程教学指导思想时应当充分考虑以下几个方面。
1.制定一体化教学计划。新计划要大幅减少基础理论的权重，可将涉及工程的一系列课程进行整合，增加知识的综合运用能力。比如，数据结构课程可以和C语言进行整合安排。
2.以CDIO模式为基本环境。应当以“基于项目的教育学习”为宗旨，着力培养四种能力，并围绕上述目标进行详细规划，制定目标和标准。
3.职业训练计划。纳入CDIO模式后，必须将学科学习与职业训练相结合，要在大学期间融入优秀
工程师的职业训练，实际上也是四种能力培养的又
一次强化。
（二）精选实际问题用于设计性实验，提高学生实际算法设计能力
由于数据结构课程与实际工程问题的融合，在设计实验时，要摒弃传统验证性的实验，通过设计性实验来引导学生运用数据结构基础知识，指导学生如何分析选择合适的数据结构，传授正确的算法设计理念。通过设计一些实际的小型应用课题，让学生自主探索实际运用算法的能力，使学生有更多的创造空间。 （三）以工程任务为牵引，提高学生的算法设计创新能力
探索以实际的工程任务为牵引，引导学生主动学习的新教学模式。改变传统教学中的先给学生布置作业，然后再进行课堂教学的缺乏主动创新动力的模式。选取的工程任务力求既结合实际，又能涵盖课程教学的要求。教师重点关注学生自学、开发和研究的进度。以工程任务为牵引的教学模式，打破了算法设计类课程一贯采用的“填鸭式”教学模式，变“要我学”为“我要学”。以任务为主线展开，重在分析实际任务所涉及的数据结构、算法思路，培养学生算法设计的创新能力。
（四）考核评定的新标准
制定考核评定的标准应基于两个方面的考虑：一方面，通过考核使教师和学生自觉以CDIO模式为前提开展数据结构课程的教与学，避免推行CDIO模式流于形式化。另一方面，考核标准要纳入CDIO模式原则和相关标准，要实现从基础理论考核为主转变
为“实践中学习”，自主学习的实际动手能力考核。新标准要确立两个主体、三个客体：两个主体就是学生和教师。不仅考核学生的基础知识、自主学习能力、团队合作能力和工程软件项目能力，而且要考核教师的CDIO模式运用能力、教师专业素质能力和调动学生兴趣的能力。三个客体是指考核的测评方：一是学校教学部门。主要考核教师的CDIO教学能力和学生最终的学习实践能力，通过考核促进CDIO模式的推广和学生全方位适应用人单位的要求。二是合作项目单位。合作项目单位通过项目完成情况，对学校、教师、学生的实际能力给予评价。三是授课教师。授课教师通过全过程的授课情况、学生完成项目情况、在项目合作中的表现和全课程中的自我学习情况，结合基础知识考核给出学生综合分。
四、结语
CDIO模式是解决当前软件人才培养中学用脱节、不适应职业特征要素的有效举措。本文结合数据结构课程的教学改革与实践经验，重点培养学生对基本数据结构的理解能力和应用能力，提高算法设计和解决实际问题的综合能力，为后续课程的学习与学生综合素质的提高打下坚实基础。
参考文献：
[1]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）.
[2]张伟，王丽云.CDIO教学改革中的教学质量评估系统[J].辽宁大学学报，2013（3）.
[3]张国斌，张树军，刘春城，等.基于CDIO模式的学生实践能力的培养[J].实验室科学，2014（1）.
[4]范会联，仲元昌.基于CDIO理念的软件人才培养模式探索[J].实验室研究与探索，2012（1）.
[5]张婧，韩雁，梁志星.基于CDIO项目式教学的教师能力培养[J].重庆理工大学学报，2013（11）.
[6]田海梅，朱保平，陈爱萍.基于CDIO模式的综合项目改革的实践[J].实验技术与管理，2011（4）.
[关 键 词] 算法与数据结构;教学研究;教学改革
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2015）10-0046-02
近年来，信息技术已经改变人类社会生活的模
式，计算机技术的教育与应用得到了极大发展。数据结构作为计算机专业的七大核心课程之一，被列为计
算机科学与技术、软件工程、网络工程等信息类专业的全国统考研究生考试课程之一，也是编译原理、操作系统、数据库原理、计算机网络等专业课程的先导课程，在计算机专业课程体系中发挥着承上启下的
核心作用。
一、数据结构与算法教学现状的分析
（一）学生的课程学习现状
在传授学生学习算法和数据结构时，学生的计算机编程的理论基础和应用经验往往是不同的，因此很容易引起学生理解和掌握能力的偏差。
在实际授课中，教学时间是有限的，而且有的学生经常在听课的过程中聊天或玩游戏，不按照训练
复习。还有一些学生是为了应付期末考试和学习，学习的方法和策略都没有用，而且很难获得对知识的全面理解，学习质量不高。
（二）教学环节缺乏创新
以往的教学模式单一，都是以教师为中心进行教学，注重教学过程，忽视学生的学习过程。学生只是被动接受学习，根本无法提高学生的学习兴趣。
教师对计算机知识型内容的教学方法是比较熟悉的，能够强调重点知识、讲解难点知识，使学生能够有重点、有目标地进行学习，但针对操作型内容教学则显得经验不足，教学方法不当。
（三）考核环节的缺陷
传统的考核模式是“以教师评价为主”，强调最终评价结果，当面临应用性评测时，则暴露了它的缺点。学生本来就很难对一些知识进行运用，而为了通过测试，就抄袭、拷贝其他同学的程序，所以经常出现全班的程序都是一个模版的情况。这样的考试不能考核出学生的真实水平。
二、教学研究中需要探索的内容
（一）教学大纲的更新
教学大纲在教学中起着指导性的作用，因此教学研究中务必跟踪新技术发展与数据结构的新算法，不断更新教学内容，完善教学大纲的编制。以算法与程序设计能力培养为主线，提升学生应用基本结构分析问题、算法设计与编程的能力。结合《数据结构课程设计》等实践环节，夯实学生的应用技能。
在教材方面，可以选用张乃孝等人编著的高等教育出版社出版的最新版《算法与数据结构——C语言描述》作为主教材，同时选用唐策善等人编著的高等教育出版社出版的《数据结构——用C语言描
述》作为参考教材，实现教材内容的高低配合，理论算法与算法的相互补充。
（二）教学模式的变革
在数据结构的教学改革中，应摒弃传统的陈旧的教学模式。由浅入深、由线性到非线性、横向与纵向比对教学模式，找出每种数据结构教学的优缺点。
（三）强化实验和考核
数据结构实践教学要突出“理论与实践”的原则，通过对问题的抽象，选择合适的数据结构来解决实际问题，提高应用能力。
考核评价设计紧密结合数据结构与算法课程，注重过程考核、算法设计评价考核、实际解决问题能力的考核。加大实践环节考核的比例，以阶段性课外作业的形式加强阶段性考核，体现考核形式的多样化、考核标准的合理化以及考核的不间断性。
三、基于CDIO的多元教育模式教学改革
通过对当前数据结构教学的研究和分析，笔者尝试将一种全能的工程理念——CDIO工程教育模式应用在指导数据结构教学的过程中。CDIO，即构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）和运作（operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为
载体，让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO模式作为先进的多元教育模式可以很好地培养新型的优秀的工程人才。
（一）教学指导思想的定位
CDIO模式突出了工程基础知识、个人能力、人际团队协调能力和工程系统能力。在完善数据结构课程教学指导思想时应当充分考虑以下几个方面。
1.制定一体化教学计划。新计划要大幅减少基础理论的权重，可将涉及工程的一系列课程进行整合，增加知识的综合运用能力。比如，数据结构课程可以和C语言进行整合安排。
2.以CDIO模式为基本环境。应当以“基于项目的教育学习”为宗旨，着力培养四种能力，并围绕上述目标进行详细规划，制定目标和标准。
3.职业训练计划。纳入CDIO模式后，必须将学科学习与职业训练相结合，要在大学期间融入优秀
工程师的职业训练，实际上也是四种能力培养的又
一次强化。
（二）精选实际问题用于设计性实验，提高学生实际算法设计能力
由于数据结构课程与实际工程问题的融合，在设计实验时，要摒弃传统验证性的实验，通过设计性实验来引导学生运用数据结构基础知识，指导学生如何分析选择合适的数据结构，传授正确的算法设计理念。通过设计一些实际的小型应用课题，让学生自主探索实际运用算法的能力，使学生有更多的创造空间。 （三）以工程任务为牵引，提高学生的算法设计创新能力
探索以实际的工程任务为牵引，引导学生主动学习的新教学模式。改变传统教学中的先给学生布置作业，然后再进行课堂教学的缺乏主动创新动力的模式。选取的工程任务力求既结合实际，又能涵盖课程教学的要求。教师重点关注学生自学、开发和研究的进度。以工程任务为牵引的教学模式，打破了算法设计类课程一贯采用的“填鸭式”教学模式，变“要我学”为“我要学”。以任务为主线展开，重在分析实际任务所涉及的数据结构、算法思路，培养学生算法设计的创新能力。
（四）考核评定的新标准
制定考核评定的标准应基于两个方面的考虑：一方面，通过考核使教师和学生自觉以CDIO模式为前提开展数据结构课程的教与学，避免推行CDIO模式流于形式化。另一方面，考核标准要纳入CDIO模式原则和相关标准，要实现从基础理论考核为主转变
为“实践中学习”，自主学习的实际动手能力考核。新标准要确立两个主体、三个客体：两个主体就是学生和教师。不仅考核学生的基础知识、自主学习能力、团队合作能力和工程软件项目能力，而且要考核教师的CDIO模式运用能力、教师专业素质能力和调动学生兴趣的能力。三个客体是指考核的测评方：一是学校教学部门。主要考核教师的CDIO教学能力和学生最终的学习实践能力，通过考核促进CDIO模式的推广和学生全方位适应用人单位的要求。二是合作项目单位。合作项目单位通过项目完成情况，对学校、教师、学生的实际能力给予评价。三是授课教师。授课教师通过全过程的授课情况、学生完成项目情况、在项目合作中的表现和全课程中的自我学习情况，结合基础知识考核给出学生综合分。
四、结语
CDIO模式是解决当前软件人才培养中学用脱节、不适应职业特征要素的有效举措。本文结合数据结构课程的教学改革与实践经验，重点培养学生对基本数据结构的理解能力和应用能力，提高算法设计和解决实际问题的综合能力，为后续课程的学习与学生综合素质的提高打下坚实基础。
参考文献：
[1]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）.
[2]张伟，王丽云.CDIO教学改革中的教学质量评估系统[J].辽宁大学学报，2013（3）.
[3]张国斌，张树军，刘春城，等.基于CDIO模式的学生实践能力的培养[J].实验室科学，2014（1）.
[4]范会联，仲元昌.基于CDIO理念的软件人才培养模式探索[J].实验室研究与探索，2012（1）.
[5]张婧，韩雁，梁志星.基于CDIO项目式教学的教师能力培养[J].重庆理工大学学报，2013（11）.
[6]田海梅，朱保平，陈爱萍.基于CDIO模式的综合项目改革的实践[J].实验技术与管理，2011（4）.