以理论为基础\创新为基点,全面培养专业人才

摘要：通过分析数据结构在计算机专业学习过程中的重要性，介绍一种“以理论为基础、以创新为基点，全面培养专业人才”的教学模式。实践证明，该教学模式能充分调动学生的积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，为全面培养计算机专业人才奠定良好的专业理论知识基础。

关键词：数据结构；理论；创新；全面培养

用计算机解决任何实际问题都离不开数据表示和数据处理，而数据的表示和处理的核心问题之一是数据结构[1-2]及其实现――这正是数据结构课程的基本内容。因此数据结构不仅被认为是计算机学科重要的核心课程[3]，而且已成为其他理工专业的热门选修课。它对提高学生的程序设计技能，学习有效的数据组织和算法，编写高效率的程序有重要的作用。

我校数据结构是精品课程，通过两年的努力建设，已取得阶段性成果，初步形成了“以理论为基础、以创新为基点，全面培养专业人才”的教学模式，为本学科本专业的学生学习打下良好的基础。

1以理论为基础

扎实的理论基础、典型的学科方法以及适合学科特点的思维能力和思维方法是支撑该学科人员进行理性思维和理性实践的三大基础。建立“理性思维”并不是通过“说教”来实现的，而是需要充分认识知识的载体属性，积极地利用知识的载体作用，在传授知识的同时，通过介绍和感受知识的来龙去脉，将问题的研究思路和方法传授给学生。

1.1新老生座谈方式使学生了解课程重要性

在授课过程中，教师总是强调课程的重要性，但是只有学生真正了解课程的重要性，与本学科其他知识融会贯通，才能激发学生的积极性。为此，课程建设组通过新开课班级与已学过数据结构课程的学生进行座谈，以学生与学生的交流方式，让新开课班级学生从计算机对数据的存放和处理分析、程序设计语言、操作系统、数据库、软件开发和软件设计等角度全面认识“数据结构”，从而领悟数据结构是计算机科学中最基础最重要的课程之一。

1.2 “授人以渔”的教学策略

课程建设组成员在教学过程中，采用“授人以渔”教学策略，注重对每一种数据结构的存储结构及其有关算法来龙去脉、不同方法进行利弊分析，使学生在今后设计和应用数据结构时能够全面考虑各种因素，选择最佳方案。创造算法思想，逐步求精，完整实现，算法分析四段式教学设计。精讲，教学手段多样化。

1.2.1精讲多练，自主学习

精讲，集中精力对基础知识、基本原理和重点内容精心组织，精心讲授，讲知识的精华，讲知识的内在联系，引导学生建立系统的知识结构。精讲必须多练，从能力培养着眼，注重讲、练结合，保证练的比重，增加习题课，加强综合训练，培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。

1.2.2注重学习方法指导，培养自学能力

坚持教与学互动。教师不但要教给学生知识，更要教会学生如何去获取知识，既要重视教法，更要重视指导学生的学法。

1.2.3采用多种教学方法，提高教学质量

教学中，摒弃满堂灌的教学方法，使用激发学生兴趣的启发式、讨论式教学方法，克服学生过分依赖教师的现象。让学生自己去寻找身边生活中数据结构应用的鲜活实例，充分发挥学生的主观能动性，在教师引导下学生的创新思维得到很好的培养和开发。

1.3简单易懂的自编教材

课程建设组在总结多年的教学经验的基础上，用近一年的时间完成了《数据结构》教材编写工作，由中国电力出版社作为“21世纪高等学校规划教材”出版，并已投入使用。该教材介绍了线性表、栈、队列、树和图等几种最基本的数据结构和各种检索、排序方法。最大的特点是在语言描述上深入浅出、通俗易懂，非常适合学生阅读。教材使用两年，学生反映良好，对理解和掌握数据结构的概念以及数据结构的相关算法，提高分析和解决问题的能力有较大帮助。

1.4以网络平台为主的交流环境

课程建设组以学校引进的清华大学教育技术研究所开发的“网络教学综合平台”为基石，充分发挥网络平台在教学过程中的辅助作用，开展没有时间、地点限制的教学，学生可通过课程论坛与教师及其他学生进行讨论，及时解决学习过程中的疑惑问题，建立了较好的师生教学关系，进一步促进了课堂教学。

除此以外，学生还通过电子邮件或班级讨论群等方式与教师进行沟通交流，充分利用网络环境促进学生的学习。同时，课程建设组欢迎学生提出宝贵意见，例如指出教材中的不足、算法设计的独到见解等，并给予相应的奖励(例如平时成绩加分等)。

2以创新为基点，全面培养专业人才

创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。起源于拉丁语，它原意有三层含义：第一，更新；第二，创造新的东西；第三，改变。

课程建设组结合课程内容，从日常生活中找寻数据结构应用的踪迹，为学生设计多层次、循序渐进的课程实验内容，帮助学生对抽象课程内容的理解，鼓励学生以学科竞赛为平台，提高创新能力。

例如，学生参加亚太大学生机器人大赛时，设计制作机器人、机器人寻径等问题都要合理地设计使用数据结构及算法；参加全国各类软件设计大赛时，数据结构更是基础，为设计实现好的软件作品提供有力保障。

2.1分层次的实验设置，灵活的实验机制

课程建设组经过多年的实验建设，开发设计了丰富的实验课题。根据数据结构课程特色，课程建设组将本课程的实践教学分为两个层次、四个主题，即课程实验和课程设计两部分，线性结构主题、树形结构主题、图型结构主题和检索排序主题。其中，课程实验主要解决学生对数据结构基本工具箱中算法的理解和设计问题。课程设计主要训练学生面对实际问题的综合分析、方案设计以及综合解决能力，为学生进一步对某个专题深入研究打下坚实的基础。

课程建设组为每次实验都准备了两个练习供学生选择，实验完毕后，要求学生提交实验报告及实验体会。学生可凭兴趣选做课程设计，重点在于培养学生的兴趣和对数据结构工具箱的掌握，有余力和有兴趣的同学还可自己设计一些实验课题以加深对重要算法的理解和应用。

2.2由点到面提高学生的创新能力

在考虑对学生的引导和学生能力的逐步培养的基础上，课程建设组将课程实验分成四个主题，每个主题中的实验都是由简单到复杂，逐步覆盖课程教学中的知识点，最后通过课程设计将知识点形成完整体系。这种由点到面的实验设置使学生能系统掌握各知识点之间的联系，进一步提高学生的科研创新能力。

通过引导学生进行研究性学习，以课程设计为主的综合型实验为基础，培养学生基础实践能力，以学科竞赛等为手段，激发学生自主创新兴趣，培养创新意识，加快学生各方面能力和素质的发展，全面培养专业人才。

3结语

虽然数据结构课程学习仅一学期，但是并不意味课程建设组的工作就此停止。为全面培养专业人才，适应社会需求，课程建设组经常与学生举行技术沙龙，交流新技术，讨论新方法，指导学生的后续专业课程学习，将数据结构理论知识继续深入。

在多年数据结构课程的教学中，我们一直寻求突破点，为了提高教学质量和学生的学习兴趣，运用多种教学手段。经过多年教学与实践，本文倡导的“以理论为基础、创新为基点，全面培养专业人才”的教学模式已取得初步成果。在学生参加的各类科技竞赛中获得国家级奖励十余人次，省(自治区)部级奖励近百人次；获得“大学生创新性实验计划”项目国家级一项，校级十余项；在2010年全国软件专业人才设计与开发大赛总决赛获得全国总决赛Java软件开发一等奖和二等奖；在2010年全国大学生数学建模竞赛中获得本科组二等奖。

参考文献：

[1] 严蔚敏. 数据结构[M]. 北京:清华大学出版社,2007.

[2] 张振宇. 数据结构[M]. 北京:中国电力出版社,2009.

[3] 王海艳. 以科学发展观为指导,开展“数据结构”精品课程建设[J]. 计算机教育,2009(13):75-77.

Based on Theory, Taking Innovation as the Base Point, Training Professionals All Round

LIU Shuxian, ZHANG Zhenyu, CUI Qing, YANG Wenzhong

(Information Science & Engineering Institution, Xinjiang University, Urumqi 830046, China)

Abstract: By analyzing the importance of Data Structure in the process of learning professional knowledge of computer, this paper introduces a teaching method of “based on theory, taking innovation as the base point, and training professionals all round”, to improve students’ learning interest.Practice has shown that this teaching method can fully stimulate the positivity and initiativeness of the students, and lay a good foundation of professional knowledge for training professionals all round.

Key words: Data Structure; theory; innovation; training all round