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研究型大学创新性“数据结构与算法分析”课程建设

时间:2022-03-17 10:19:07 浏览次数:

zoޛ)jivuwiiim}wii駠'ߢ@J}䚮֣Ig/z֣IgiZ报告的规范,训练学生软件工程的能力。教学实践表明,学生通过上机训练和完成实验报告,不仅加深了对理论知识的理解,提高了复杂程序设计的技能,而且培养了良好程序设计的习惯和工作作风。

数据结构与算法分析是实践性很强的课程,仅靠上课和上机中学习是绝对不够的。为了给学生在课外自学和练习中提供指导,我们编写了《ACM程序设计培训教程》,并提供在线评测系统供学生随时测试。这样做可以充分调动学生的学习积极性和主动性,并使其钻研更深、更新、更难的问题,提高研究创新能力。

3.4教学组织

多年来,本课程教学团队已积累了一套“课堂—课程实验—实验课程—课外自学辅导”四个环节相互配合,提倡激发兴趣,精讲多练,重点突出,培养专业基本能力和研究创新的教学实施方案。

课堂环节注重计算思维能力的训练。在讲授具体课程内容时,要精讲,把重点要讲透彻,把难点加以分解,让学生能理解。要串讲:把前后相互关联的多个知识点串讲,总结其中的共性,突出各自的特点,分析相互的差别。要活讲,除了讲解基本的知识,更要授人以渔,要把“分析问题中待处理的数据建立抽象数据类型、根据物理存储特点建立物理数据结构、设计有效率的存储结构和基本操作算法、分析各种数据结构和基本操作算法特点和适用性”这样一条学习主线给予详细的介绍,引导学生有效地学习理论知识,进行计算思维能力的训练,使学生掌握创新地学习的能力,以激发学生对问题的探索精神。

实验注重算法、程序设计与分析能力的训练。通过实验报告文档,训练学生的算法设计和分析能力,通过上机实践,训练学生的程序设计和调试能力。实验实践环节由简单到复杂,通过精心挑选的验证型、技能型、创新与设计型三类实验题目,提升学生对理论知识的理解和应用能力,促进学生的创新研究思维。对每次实验的目的、原理、实验步骤、注意事项和实验要求都做出了详细的说明,突出了实验的重点,并编写了详细的实习指导书,包括实习报告范例、难度不同的程序范例,便于学生从模板开始,快速入门与提高。实验报告包括需求分析,概要设计,详细设计,调试分析,测试结果,使用说明和实验心得七个方面。严格实施这些貌似繁琐的规范,对于学生基本程序设计素养的培养和研究问题方法的训练,将能起到显著的促进作用。

课外自学辅导注重因材施教,满足不同的学习需求。学生的兴趣、专长,接受能力、自学能力都有差异,课堂上“均等和有限”的教学不能达到因材施教的目的。在课堂上,教师只能针对程度一般的多数学生的情况进行教学,对于程度差的学生要靠个别的辅导,帮助其积累知识和提高理解能力,跟上一般学生的进度。对于优等生,也要进行个别的指导,指定课外读物,加大信息量,布置思考题,调动其潜能,引导其创新。对于尖子生,我们还有一条措施,让其参加程序设计竞赛,组织和指导他们参加全国性的学科竞赛,促使他们脱颖而出。

3.5教学研究

为实现培养“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的研究型人才的教学理念,学院对包括数据结构与算法分析在内的四门学科通识教育课程进行重点建设,组织专业教师认真总结多年来的教学经验,深入开展教学研究,提出一系列合理的教改方案。

1) 优化调整专业培养计划。

2009年初,为配合学校的人才培养模式向研究型转变的本科教育培养计划改革,学院制定了新的旨在培养设计与创新型人才的课程体系和实验体系,把“数据结构与算法分析”课程定位在学科通识教育课程,全院所有专业的学生必修。同时把该课程从第四学期提前到第三学期,并与第一学期开设的程序设计基础,第二学期开设的高等程序设计和软件基础实验1,以及第四学期的软件基础实验2,构成一组课程体系,保证本科生在通识教育培养的两年中,每个学期都开设程序设计方面的课程,为培养设计与创新型人才夯实学科基础。

2) 基于课程责任制的师资队伍建设。

近几年,学院在教学改革中大力实施定岗定编和课程责任制改革。根据教师的科研方向分配教学任务,同时按照课程特色组合多个教学团队,并与教师所属的科研团队互相关联,达到科研与教学相结合促进教学质量提高的目的。

3) 以申报精品课程为契机加速课程信息化建设。

以课程建设促进专业建设,打造精品课程是学院对每门专业核心课程的要求。根据精品课程建设的要求,开发了课程网站,学生可以随时访问网站获取课程资源、在线播放课件、习题指导等;开发实验与实践在线评测系统,学生可随时上网提交软件在线评测,并在学习园地学习交流。开发ACM竞赛培训网站,为喜爱编程的学生提供交流和切磋的平台。

4) 培养设计与创新人才的实践教学体系建设。

学院提出了“课程实验—实验课程—工程设计训练—毕业设计”的新型特色实践教学体系。明确“课程实验”和“实验课程”的内涵与目标,要求所有核心课程必有此环节[2]。“数据结构与算法分析”作为训练学生计算思维、算法设计和分析能力和程序设计与实现能力的重要课程,对课程实验和实验课程的实践教学环节不断改革创新,如教学团队积累多年实践教学经验,编写了《数据结构与算法分析课程实践》讲义,用于指导学生的课程实践教学。申请多个SIT项目,为学生提供研究创新平台。编写了《ACM程序设计培训教程》教材,对喜欢算法和程序设计的学生进行指导,使学生在各类与程序设计相关的学科竞赛中频获佳绩。

4结语

“数据结构与算法分析”是计算机专业的一门核心课程,学习数据结构和算法设计分析不仅为学习后续课程建立基础,也有益于创新与设计型人才的培养。

为了不使教学过程过于抽象和枯燥,我们要充分调动学生主动学习的积极性,提高教学的趣味性;大力提高学生的实践能力和知识应用能力,注重创新研究能力的培养。借着学院新型课程体系和新型特色实践教学体系改革的春风,我们明确了培养创新与设计人才的理念,针对数据结构与算法分析课程能力培养三层目标,在继承原有教学体系中关注课堂教学的基础上,加强实践教学环节和课外辅导提高环节,使这门课程的教学更加系统和全面。实践证明,这种新模式对提升教学质量非常必要,近几年,学生和校督导团的评教成绩在学院名列前茅,该课程已通过省精品课程评审,用新模式培养出来的学生陆续在全国各种大赛上获得较好名次,在2010年ACM亚洲区比赛中我院学生获得两个金奖。

按照学院提出的“创新与设计型人才”培养目标。“数据结构与算法分析”课程教学工作从课堂教学和实践教学两个方面进行建设和完善,精品课程网站和实验与实践在线评测系统已经投入使用,课程教学辅助课件在逐步建设中,符合创新与设计型人才培养目标的教材正在编写中,相信“数据结构与算法分析”这门课的教学质量在教学改革中将不断得到提高。

参考文献:

[1] 钟秉林,董奇,葛岳静,等. 创新型人才培养体系的构建与实践[J]. 中国大学教育,2009(11):22-24.

[2] 赵欢,骆嘉伟,李仁发,等. 计算机专业设计与创新型人才培养模式及课程体系研究[R]. 武汉:第八届全国计算机系主任论坛,2005,10.

[3] Gregory Goth. Turning Data Into Knowledge [J]. Communications on the ACM,2010,53(11):13-15.

[4] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M]. 北京:机械工业出版社,2010.

[5] 张思东,张有根,高万英,等. 重点大学既要培养研究型人才也必须培养高质量的应用型人才[R]. 深圳:全国电子高等教育学术研讨会,2003,11.

[6] 张乃孝. 编写“数据结构”教材的几点体会[R]. 南京:第二届大学计算机课程报告论坛,2006,7.

Constructing Innovative Curriculum of Data Structures and Algorithm Analysis

in Research-oriented University

LI Xiaohong, LUO Jiawei, YAN Hua, WU Hao

(School of Computer and Communication, Hunan University, Changsha 410082, China)

Abstract: Data Structures and Algorithm Analysis is an important basic curriculum for training professional ability of computer major in colleges and universities. Constructing innovative curriculum of Data Structures and Algorithm Analysis is important to course self-development and training designable and creative personnel of computer major. In this paper, we discuss the curriculum goals, curriculum plan, teaching syllabus, teaching material construction, teaching program and teaching research, in order to explore innovative curriculum of Data Structures and Algorithm Analysis to adapt to training model of computer major in research-oriented university.

Key words:Data Structures and Algorithm Analysis; curriculum system; research-oriented university; innovative teaching

(编辑:郭小明)

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