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摘 要：大学计算机基础课程教学在培养以学生为主体的知识、能力、素质全面协调发展的计算机类专业教学理念中起着承上启下、举足轻重的作用。在计算机类专业基础课程的低年级教学中，应该从教学内容、教学方式、教学评价等多方面进行改革，发挥低年级学生较高积极性、利用起可塑性强的特点，改进他们因为专业认识度不强导致对于专业基础课程，特别是对理论课程的不适应性，提高学生的实际动手能力，建立良好的课程体系认知，提高课堂教学的效果，并为后续专业课程的学习奠定良好的基础。
关键词： 教学改革；基础专业课程；PBL；实践教学；数据结构
中图分类号：G526 文献标识码：A
一. 引言
为适应现代科技发展对高素质人才的需求， 培养学生综合设计与工程实践能力已成为高等学校工程教育的一个重要目标， 各高校也相继开展“CDIO工程”、“卓越工程师计划”、“创新联盟”等教育教学改革活动，其教学理念都是使以学生为主体的知识、能力、素质全面协调地发展。在计算机及相关专业的教学中，针对低年级学生开设的计算机基础课程在整个计算机及相关专业人才的培养链条中起着承上启下、举足轻重的作用。
刚进入大学的低年级新生，对所学专业认识度普遍不够，无法对目前所学知识，特别是理论知识以及大学四年的整个课程体系有一个完整的认识，加之学习方法还停留在高中时期被动接受的方法中，存在不能灵活运用所学知识解决实际问题的问题。但他们普遍对专业有着较高的兴趣，好奇心强，有较高的学习积极性，可塑性强，因此，从低年级开始如何培养学生良好的学习习惯，引导学生主动探究、分析解决问题， 激发其研究兴趣并促进其工程能力的提高，成为一个非常重要的问题。
在传统的计算机类低年级的基础课程教学中，普遍存在偏重理论教学，对实践教学缺乏监管和考核措施的情况，再加上学生学习方式和对大学教学方式的不适应性使得新生在学习专业基础课程时遇到很多困难：
1. 程序设计类基础语言课程学习效果不佳。刚入校的新生对程序设计类基础课程的学习没有良好的方法，能学懂语法，但往往无法自行编写较复杂的程序，学习效果不佳，这样直接影响了后续专业基础课程以及专业必修或方向课程的学习。
2. 低年级计算机类基础课程理论性过强。专业基础课程，例如“数据结构”课程中涉及到大量的概念、模型及算法，模型和算法的理解需要学生有较为扎实的数学基础和较强的逻辑推理能力。学生对专业基础课程学习目的不清晰，加之理论课程被动的教学方式，使得学生理解起来较困难，学习效果不佳。
3. 实践机会少。一般来说，低年级的专业理论基础课程中大多以理论教学为主，学生实践机会少，上机调试程序更加困难，从而导致学生在后续课程中遇到问题时，不知道如何将以往所学知识应用其中，实际动手能力较差。
“数据结构”课程是计算机及相关专业的一门非常重要的基础理论课程，一般安排在大二上学期或下学期开展教学。在这个阶段，学生已经进行了必要先导性课程的学习（通常是一门基础程序设计语言（C语言），计算机基础常识），掌握了基本的程序设计概念和方法，具备上机编程和调试的基本技能。但如同其他计算机基础课程，数据结构课程以往的定位是基础理论课程，纯粹的课堂理论和算法的讲解比较枯燥，对于低年级的学生来说在对计算机科学理论欠缺的情况下对理论化的教学方法接受起来较为吃力，无法把前一学期/学年所学的内容与本门课程内容联系在一起，不知道学了该门课程有什么用，使学生往往对该门课程的学习处于茫然状态，导致学习效果不佳。本文以“数据结构”课程为例，对计算机基础课程在教学各个阶段进行改革探索。
二、专业基础课程教学改革探索
（一）、学生能动性的激发，保持学生兴趣和积极性
教育改革不仅仅是局限在对一门课程的改革，而是通过对课程的改革，使得学生学习一门课程时，能巩固其先导课程的知识，同时为相关后续课程的开展打下基础。不管是理论教学还是实践教学，学生的主观能动性的发挥是很重要的。让学生成为课堂的主体，充分调动学生的积极性，特别是低年级的学生，积极性和兴趣最高涨的时候，避免因为枯燥教学和被动教学方式，降低学生的学习兴趣和对自身能力的信心，更有甚者产生厌学的情绪。例如：在数据结构及相关课程的学习时，可以要求每位授课老师在第一节课明确讲述本门课程所学主要内容及具有的实际意义，同时，院系可以组织2-3名专业老师在每一学期期末对下一学期各专业所开设的专业相关课程以及课程间的联系进行大致讲解，使学生明确已学课程和即将学习的课程在整个课程体系中的关联，减少学生对于课程学习的盲目性。
（二）、教学模式和内容的改革。
注重实践的教学改革并不是一味地缩短理论课时，增大实验课时，盲目地调整学时并不能有效促进各种教学的效益，正确的做法应该从教学内容、教学形式、考查方式等方面系统地进行改革，从而达到教学一体化的目的。
1.理论教学内容及教学方式的改革
（1）.在理论教学的改革中首先应该形成教学团队。团队包括讲授计算机基础理论课程中多门相关课程的老师（如：C语言，数据结构），由教学团队共同确定基础课程的教学内容中涉及的知识点，并对知识点进行难易程度的划分。在教学目标、教学设计、教学评价等阶段进行统一规划，对教学大纲进行修改，调整理论教学与实践教学的比例，理论教学环节应充分体现教师讲授和学生主动学习相结合的教学理念，培养学生自我学习，团队协作的能力。实践教学环节体现以学生为主的任务驱动教学理念，发挥学生的知识能力，实际动手能力等。
（2）.在理论教学环节，打破传统被动教学方式，建立以讲授为基础的教学（Lecture based learning，LBL）和以问题为基础的学习（Problem based learning，PBL）式相结合的教学模式。
在基于LBL的教学方式中，每个章节的核心知识点由教师以课堂讲授的方式来完成，这些知识点往往较为复杂，在讲授过程中教师可以运用多种教学手段，（如，动画演示，实例讲解等方式）来帮助学生理解相对复杂的知识点，同时将以往在实验环节开设的验证性实验内容放在课堂上作用核心知识点的实例演示完成，以加强学生对于理论知识的形象理解。 对于较容易理解、或者是与以前所学知识相结合的知识点，可以通过教师给出问题，学生带问题完成的PBL的方式来完成教学，具体方法可以是学生以自由组合的方式形成团队（每个团队5-6人）对提出的问题进行讲解或者演示。每个章节可以根据知识点难易程度分出1-2个问题，交由学生团队完成，以此培养学生文献搜索能力和团队协作，以及表达能力。这样的混合教学方式既发挥了教师讲授的系统性、完整性、逻辑性的特点，又能提高学生的自主学习能力，把被动接受变为主动的寻求知识的过程。
（3）除了课堂教学以外，在课后安排选作内容，将实际问题与所学知识结合，学生以团队形式完成设计，运用已有的知识，形成自我学习的领域，建立讨论、资源共享的良好自我学习环境，提出解决问题的方法，并运用先导课程的知识将方法实现，提交或者在课堂中进行讲解，以获取平时成绩分数，有了这个过程，学生既巩固了之前所学课程的知识，又培养了分析、解决问题的能力。表1是以《数据结构》课程第2章线性表为例，设计的课堂教学内容及教学方法设计。
表1 第2章线性表的教学内容设计
2.实践教学内容及方式
在课堂教学改革的同时，也需要对实践环节进行改革，在实践环节的设计过程中，教学团队应该整合实验内容，按照循序渐进、由浅入深的原则，取消验证性实验，强调设计性实验和综合性实验的设计。设计性实验分为完整设计和部分设计两种，完整设计需要学生利用所学内容找到解决问题的方法，并实现；部分设计往往以编程填空的形式出现，基本思路已经在题目中展现，主要考查学生对于复杂结构和程序设计的能力。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的课程知识的实验，此类实验的设计目的在于通过实验内容、方法、手段的综合性，掌握综合的知识，培养综合考虑问题的思维方式，运用综合的方法和手段来分析问题、解决问题，达到能力、素质的综合培养。
实践教学环节中，采取“部分讲解+主要考核”的方式来完成，教师根据每个实践内容的难易程度进行指导性讲解，其余主要时间交由学生自行完成实践，并以过程考核的形式来对学生的完成情况进行检查。表2给出《数据结构》课程在第2章线性表的实践环节的内容设计。
3.教学评价的改革
在教学评价改革中，考试成绩仍然作为对于学生评估的一个重要部分，与改革前不同的是，改革后学生的考试成绩不再是以期末纸质考试成绩作为唯一考查凭据，而是以组内评议、自我评议，教师评议相结合的方法从多个角度对学生的学习、态度、实践能力进行评估。学生评估中还可以进行中间过程监控，从态度、能力、阶段性考核等多方面对学生进行考核，将以往以一次考试作为学生学习效果体现的形式改变为多次中间过程化考核，每一次评价不仅是对上一个阶段的总结，也是对下一个阶段的指导，从而更好地推动学生的主观能动性，提高学习热情。同时，课后项目练习中包括课堂作业、课后作业等方式都可以纳入对于学生课程的考核。
三、 实践成效
作者自2011年起，在所在学院三个专业的《数据结构>课程中实行以上所述教学改革。课程的分值分配实行平时成绩占70%（包括数次过程化考核成绩，出勤率，作业完成情况，课堂讲授情况），期末卷面成绩占30%的计算方法，通过教学评教，学生调查等方式了解，教学改革后的《数据结构》课程，可以保持学生的积极性和兴趣，同时从后续课程（C++，JAVA，）等的完成情况来看，学生的实践能力得到了明显提高，该方式方法可以提高学生的实际动手能力。表3表示在实现教学改革后学生期末考试成绩的对比（2009-2011级），从图中可以看出通过教学改革，学生对于数据结构知识的掌握有了明显提高。大多数学生通过多次实践考核，实际动手能力都有明显提高。
表3： 近三年来期末卷面成绩对比（题目难度相当）
四、 结语
本文以《数据结构》课程为例，从教学模式、教学内容、教学评价等方面讨论了计算机专业基础课程教育教学改革的方法，通过教学、实践等多环节的改革，使学生，特别是低年级学生对课程保持良好的学习兴趣，提高学生教学的参与性和实践动手能力，从而达到提高教学效果的一种新型教学模式。该教学模式不仅适合于《数据结构》课程，还适合于其他计算机类基础课程，其教学思路可以在更多的理工类课程中实施。当然，在实际运行和探索过程中也遇到了一些问题，这些问题都是下一步研究的重点。例如：
1. 教学内容的设计合理性：目前的教学内容的设计是以各课程的教师团队完成，如何确保教学内容的完整性、科学性和可执行性，是接下来面临的首要问题。
2. 评价体系的建设和完善：在评价体系中如何更科学、系统地评价学生的学习态度、学习能力、学习效果，以及如何评估教师在课程中的付出收获比，以及教学的效果是接下来研究的重点。
3. 教学管理问题：教育教学改革的推行，带来了授课方式、实践教学的方式方法的改变，也为课程组织、课时安排、机房安排等传统教学管理带来了诸多挑战。
参考文献：
[1] 顾学雍.联结理论与实践的CDIO——清华大学创新性工程教育的探索[J].高等教育研究，2009，1：11-22.
[2].李运泽.研究型大学工科专业课程多元开放式课堂教学模式的调查研究[J].教学研究，2011.1，vol（34），NO1：41-44.
[3].姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究———以Java类课程教学改革为例[J].高等教育研究，2012，4：159-164.
[4].荣艳红.教学模式对于创新型人才培养的支撑作用分析[J].教育学术月刊，2012.4： 98-101
[5].刘越畅， 钟秀玉等.数据结构课程工程化实验教学的探索和实践[J]，实验室研究与探索，2012，8，Vol31，No8：339-341
[6]梁 燕，汪 青，钱睿哲，鲁映青.从学生的视角看PBL教学实践的效果和努力方向[J].复旦教育论坛，2009年第7卷第4期，p92-96.}
[7]羊裔高，张伟利.大学计算机基础教育模块化教学模式新探[J].河北师范大学学报（教育科学版），2012.3，Vol14，NO5：P95-96.
作者简介：
王祖俪，女，1980年出生，重庆人，硕士，成都信息工程学院网络工程学院讲师
关键词： 教学改革；基础专业课程；PBL；实践教学；数据结构
中图分类号：G526 文献标识码：A
一. 引言
为适应现代科技发展对高素质人才的需求， 培养学生综合设计与工程实践能力已成为高等学校工程教育的一个重要目标， 各高校也相继开展“CDIO工程”、“卓越工程师计划”、“创新联盟”等教育教学改革活动，其教学理念都是使以学生为主体的知识、能力、素质全面协调地发展。在计算机及相关专业的教学中，针对低年级学生开设的计算机基础课程在整个计算机及相关专业人才的培养链条中起着承上启下、举足轻重的作用。
刚进入大学的低年级新生，对所学专业认识度普遍不够，无法对目前所学知识，特别是理论知识以及大学四年的整个课程体系有一个完整的认识，加之学习方法还停留在高中时期被动接受的方法中，存在不能灵活运用所学知识解决实际问题的问题。但他们普遍对专业有着较高的兴趣，好奇心强，有较高的学习积极性，可塑性强，因此，从低年级开始如何培养学生良好的学习习惯，引导学生主动探究、分析解决问题， 激发其研究兴趣并促进其工程能力的提高，成为一个非常重要的问题。
在传统的计算机类低年级的基础课程教学中，普遍存在偏重理论教学，对实践教学缺乏监管和考核措施的情况，再加上学生学习方式和对大学教学方式的不适应性使得新生在学习专业基础课程时遇到很多困难：
1. 程序设计类基础语言课程学习效果不佳。刚入校的新生对程序设计类基础课程的学习没有良好的方法，能学懂语法，但往往无法自行编写较复杂的程序，学习效果不佳，这样直接影响了后续专业基础课程以及专业必修或方向课程的学习。
2. 低年级计算机类基础课程理论性过强。专业基础课程，例如“数据结构”课程中涉及到大量的概念、模型及算法，模型和算法的理解需要学生有较为扎实的数学基础和较强的逻辑推理能力。学生对专业基础课程学习目的不清晰，加之理论课程被动的教学方式，使得学生理解起来较困难，学习效果不佳。
3. 实践机会少。一般来说，低年级的专业理论基础课程中大多以理论教学为主，学生实践机会少，上机调试程序更加困难，从而导致学生在后续课程中遇到问题时，不知道如何将以往所学知识应用其中，实际动手能力较差。
“数据结构”课程是计算机及相关专业的一门非常重要的基础理论课程，一般安排在大二上学期或下学期开展教学。在这个阶段，学生已经进行了必要先导性课程的学习（通常是一门基础程序设计语言（C语言），计算机基础常识），掌握了基本的程序设计概念和方法，具备上机编程和调试的基本技能。但如同其他计算机基础课程，数据结构课程以往的定位是基础理论课程，纯粹的课堂理论和算法的讲解比较枯燥，对于低年级的学生来说在对计算机科学理论欠缺的情况下对理论化的教学方法接受起来较为吃力，无法把前一学期/学年所学的内容与本门课程内容联系在一起，不知道学了该门课程有什么用，使学生往往对该门课程的学习处于茫然状态，导致学习效果不佳。本文以“数据结构”课程为例，对计算机基础课程在教学各个阶段进行改革探索。
二、专业基础课程教学改革探索
（一）、学生能动性的激发，保持学生兴趣和积极性
教育改革不仅仅是局限在对一门课程的改革，而是通过对课程的改革，使得学生学习一门课程时，能巩固其先导课程的知识，同时为相关后续课程的开展打下基础。不管是理论教学还是实践教学，学生的主观能动性的发挥是很重要的。让学生成为课堂的主体，充分调动学生的积极性，特别是低年级的学生，积极性和兴趣最高涨的时候，避免因为枯燥教学和被动教学方式，降低学生的学习兴趣和对自身能力的信心，更有甚者产生厌学的情绪。例如：在数据结构及相关课程的学习时，可以要求每位授课老师在第一节课明确讲述本门课程所学主要内容及具有的实际意义，同时，院系可以组织2-3名专业老师在每一学期期末对下一学期各专业所开设的专业相关课程以及课程间的联系进行大致讲解，使学生明确已学课程和即将学习的课程在整个课程体系中的关联，减少学生对于课程学习的盲目性。
（二）、教学模式和内容的改革。
注重实践的教学改革并不是一味地缩短理论课时，增大实验课时，盲目地调整学时并不能有效促进各种教学的效益，正确的做法应该从教学内容、教学形式、考查方式等方面系统地进行改革，从而达到教学一体化的目的。
1.理论教学内容及教学方式的改革
（1）.在理论教学的改革中首先应该形成教学团队。团队包括讲授计算机基础理论课程中多门相关课程的老师（如：C语言，数据结构），由教学团队共同确定基础课程的教学内容中涉及的知识点，并对知识点进行难易程度的划分。在教学目标、教学设计、教学评价等阶段进行统一规划，对教学大纲进行修改，调整理论教学与实践教学的比例，理论教学环节应充分体现教师讲授和学生主动学习相结合的教学理念，培养学生自我学习，团队协作的能力。实践教学环节体现以学生为主的任务驱动教学理念，发挥学生的知识能力，实际动手能力等。
（2）.在理论教学环节，打破传统被动教学方式，建立以讲授为基础的教学（Lecture based learning，LBL）和以问题为基础的学习（Problem based learning，PBL）式相结合的教学模式。
在基于LBL的教学方式中，每个章节的核心知识点由教师以课堂讲授的方式来完成，这些知识点往往较为复杂，在讲授过程中教师可以运用多种教学手段，（如，动画演示，实例讲解等方式）来帮助学生理解相对复杂的知识点，同时将以往在实验环节开设的验证性实验内容放在课堂上作用核心知识点的实例演示完成，以加强学生对于理论知识的形象理解。 对于较容易理解、或者是与以前所学知识相结合的知识点，可以通过教师给出问题，学生带问题完成的PBL的方式来完成教学，具体方法可以是学生以自由组合的方式形成团队（每个团队5-6人）对提出的问题进行讲解或者演示。每个章节可以根据知识点难易程度分出1-2个问题，交由学生团队完成，以此培养学生文献搜索能力和团队协作，以及表达能力。这样的混合教学方式既发挥了教师讲授的系统性、完整性、逻辑性的特点，又能提高学生的自主学习能力，把被动接受变为主动的寻求知识的过程。
（3）除了课堂教学以外，在课后安排选作内容，将实际问题与所学知识结合，学生以团队形式完成设计，运用已有的知识，形成自我学习的领域，建立讨论、资源共享的良好自我学习环境，提出解决问题的方法，并运用先导课程的知识将方法实现，提交或者在课堂中进行讲解，以获取平时成绩分数，有了这个过程，学生既巩固了之前所学课程的知识，又培养了分析、解决问题的能力。表1是以《数据结构》课程第2章线性表为例，设计的课堂教学内容及教学方法设计。
表1 第2章线性表的教学内容设计
2.实践教学内容及方式
在课堂教学改革的同时，也需要对实践环节进行改革，在实践环节的设计过程中，教学团队应该整合实验内容，按照循序渐进、由浅入深的原则，取消验证性实验，强调设计性实验和综合性实验的设计。设计性实验分为完整设计和部分设计两种，完整设计需要学生利用所学内容找到解决问题的方法，并实现；部分设计往往以编程填空的形式出现，基本思路已经在题目中展现，主要考查学生对于复杂结构和程序设计的能力。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的课程知识的实验，此类实验的设计目的在于通过实验内容、方法、手段的综合性，掌握综合的知识，培养综合考虑问题的思维方式，运用综合的方法和手段来分析问题、解决问题，达到能力、素质的综合培养。
实践教学环节中，采取“部分讲解+主要考核”的方式来完成，教师根据每个实践内容的难易程度进行指导性讲解，其余主要时间交由学生自行完成实践，并以过程考核的形式来对学生的完成情况进行检查。表2给出《数据结构》课程在第2章线性表的实践环节的内容设计。
3.教学评价的改革
在教学评价改革中，考试成绩仍然作为对于学生评估的一个重要部分，与改革前不同的是，改革后学生的考试成绩不再是以期末纸质考试成绩作为唯一考查凭据，而是以组内评议、自我评议，教师评议相结合的方法从多个角度对学生的学习、态度、实践能力进行评估。学生评估中还可以进行中间过程监控，从态度、能力、阶段性考核等多方面对学生进行考核，将以往以一次考试作为学生学习效果体现的形式改变为多次中间过程化考核，每一次评价不仅是对上一个阶段的总结，也是对下一个阶段的指导，从而更好地推动学生的主观能动性，提高学习热情。同时，课后项目练习中包括课堂作业、课后作业等方式都可以纳入对于学生课程的考核。
三、 实践成效
作者自2011年起，在所在学院三个专业的《数据结构>课程中实行以上所述教学改革。课程的分值分配实行平时成绩占70%（包括数次过程化考核成绩，出勤率，作业完成情况，课堂讲授情况），期末卷面成绩占30%的计算方法，通过教学评教，学生调查等方式了解，教学改革后的《数据结构》课程，可以保持学生的积极性和兴趣，同时从后续课程（C++，JAVA，）等的完成情况来看，学生的实践能力得到了明显提高，该方式方法可以提高学生的实际动手能力。表3表示在实现教学改革后学生期末考试成绩的对比（2009-2011级），从图中可以看出通过教学改革，学生对于数据结构知识的掌握有了明显提高。大多数学生通过多次实践考核，实际动手能力都有明显提高。
表3： 近三年来期末卷面成绩对比（题目难度相当）
四、 结语
本文以《数据结构》课程为例，从教学模式、教学内容、教学评价等方面讨论了计算机专业基础课程教育教学改革的方法，通过教学、实践等多环节的改革，使学生，特别是低年级学生对课程保持良好的学习兴趣，提高学生教学的参与性和实践动手能力，从而达到提高教学效果的一种新型教学模式。该教学模式不仅适合于《数据结构》课程，还适合于其他计算机类基础课程，其教学思路可以在更多的理工类课程中实施。当然，在实际运行和探索过程中也遇到了一些问题，这些问题都是下一步研究的重点。例如：
1. 教学内容的设计合理性：目前的教学内容的设计是以各课程的教师团队完成，如何确保教学内容的完整性、科学性和可执行性，是接下来面临的首要问题。
2. 评价体系的建设和完善：在评价体系中如何更科学、系统地评价学生的学习态度、学习能力、学习效果，以及如何评估教师在课程中的付出收获比，以及教学的效果是接下来研究的重点。
3. 教学管理问题：教育教学改革的推行，带来了授课方式、实践教学的方式方法的改变，也为课程组织、课时安排、机房安排等传统教学管理带来了诸多挑战。
参考文献：
[1] 顾学雍.联结理论与实践的CDIO——清华大学创新性工程教育的探索[J].高等教育研究，2009，1：11-22.
[2].李运泽.研究型大学工科专业课程多元开放式课堂教学模式的调查研究[J].教学研究，2011.1，vol（34），NO1：41-44.
[3].姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究———以Java类课程教学改革为例[J].高等教育研究，2012，4：159-164.
[4].荣艳红.教学模式对于创新型人才培养的支撑作用分析[J].教育学术月刊，2012.4： 98-101
[5].刘越畅， 钟秀玉等.数据结构课程工程化实验教学的探索和实践[J]，实验室研究与探索，2012，8，Vol31，No8：339-341
[6]梁 燕，汪 青，钱睿哲，鲁映青.从学生的视角看PBL教学实践的效果和努力方向[J].复旦教育论坛，2009年第7卷第4期，p92-96.}
[7]羊裔高，张伟利.大学计算机基础教育模块化教学模式新探[J].河北师范大学学报（教育科学版），2012.3，Vol14，NO5：P95-96.
作者简介：
王祖俪，女，1980年出生，重庆人，硕士，成都信息工程学院网络工程学院讲师