民办高校数据结构课程智慧教学探索与实践

李娟 舒畅 周华涛

摘要：“互联网+教育”背景下，“智慧教学”理念得到充分发展。为解决民办高校数据结构课程教学中教学模式封闭性、教学方案片面性、教学对象学习自觉性不高等问题，构建了课程智慧教学体系。根据课程教学需求，充分利用现有软硬件教学设施和资源，整合、改造为智慧教学平台和包含教学资源、文献资源和网络资源的立体化资源系统。以学生为中心，进行智慧教学环节与活动设计。线上、线下两个教学环节的混合，课堂教学、实践教学、扩展实践教学和课外辅导等活动的融合，更有效提升学习者体验。着眼于有效调控学习过程，构建“诊断性评价”“形成性评价”与“终结性评价”相结合的评价方法体系。教学实践表明，课程以“计算思维能力培养”为目标，培养学生在计算环境下掌握问题求解方法，理解计算机学科独特的思维方式，为将来创新性地解决专业问题奠定了基础。智慧教学将“新工科”人才培养需求落实到民办高校的具体课程，为培养“新工科”人才奠定基础。

关键词：智慧教学;数据结构;计算思维;新工科;民办高校

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）21-0142-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1  引 言

民办高校作为我国高校的组成部分，在我国的高等教育中发挥着越来越重要的作用。武昌工学院是经教育部批准设立的全日制普通本科高等学校，面向区域经济发展设置专业，形成了以工学为主，工学、管理学、经济学、文学、艺术学、教育学六大学科门类协调发展的学科布局。“新工科”背景下[1-3]，计算机科学与技术、软件工程、数据科学与大数据技术、物联网工程等新工科专业成为学校重点发展专业，良好的计算思维成为民办高校“新工科”人才培养的重要目标之一。

近年来，“互联网+教育”的发展，催生了“智慧教学”的概念，并得到快速、充分的发展[4-6]。作为新工科专业的核心课程，“数据结构”课程致力于培养学生的计算思维能力[7，8]，在民办高校工程教育中具有举足轻重的作用。将先进的教学理念和现代化教学技术应用于课程教学之中，构建”数据结构“智慧教学体系，可以实现课程的“智慧教学”，有效培养学生计算思维能力，以满足“新工科”专业人才培养需求。

2 教学现状分析

“数据结构”课程讲授计算机领域常用的数据结构及各种查找和排序的算法，在学校新工科各专业课程体系中具有重要的作用。通过本课程的学习，能够使学生准确理解和掌握数据结构的基本概念和基本理论;熟练地掌握数据结构的内在逻辑关系及其在计算机中的表示方法，以及有关基本操作的算法实现;能够根据求解的问题合理选择数据结构，应用高级语言编写和实现结构清晰和正确易读的算法以及评价基本算法的能力;掌握计算机学科的科学思维方法和工程设计方法，具有良好的科学素养和工程意识。

课程以素质教育、创新教育为指导思想，遵循学生认知规律和能力发展规律，以学生为主体，以教师为主导，以能力培养为核心，在课程框架设计上按照“逻辑结构、物理结构和算法”组织课程知识体系，在内容上按照“概念表述、数据模型构建、算法设计”三个层面进行讲授，将计算机科学中一些重要的问题求解技术和精彩的经典算法穿插其中。任课教师均掌握计算机领域基本知识与基础理论，具有较强的软件开发能力，并接受过职业教育教学方法论的培训。采用试卷方式进行考核，考核内容涵盖课程大纲90%知识点。

历经20年的课程建设和教学实践，武昌工学院“数据结构“课程体系日益成熟，具有丰富的课程资源和教学经验。然而，新工科背景下，面向民办高校应用型人才培养目标，课程教学仍然存在一定问题，主要包括以下几个方面：

传统的教学模式不适应“互联网+”时代的学习需求。目前，课程主要采用“理论课堂讲授+實验上机编程”的封闭式教学模式，这种模式不符合当今时代开放式教学需求，学生很难在课内完全掌握学习内容，也不方便在课外获得更多的教学资源和教学辅导。

传统的教学方案不能充分发挥丰富教学资源的优势。目前，课程教学及教改方案均以教师教学为主导，注重于教师个人能力、教学水平的发挥与提高，这种方式虽然积累了丰富的教学资源，但这些教学资源的获取方式单一、访问量较低，不能得到有效利用。

传统的教学方法不适合民办高校学生学习习惯。民办高校学生虽然学习兴趣广泛、易于接受新事物，但学习存在一定惰性，自我管理能力有待进一步加强，以讲授、作业为主的教学方法很难发挥应有的作用，从而无法达到教学目的。

3 智慧教学体系构建

3.1 智慧教学平台及资源建设

课程基于超星泛雅平台[9-11]进行线上线下混合教学，校园环境具备良好的网络信号，学生自备学习终端（智能手机或电脑）;在多媒体教室开展课堂教学与研讨。课程实验应在实验室进行，提供Windows操作系统和编程环境。除基本实验环境外，还提供相关实验教学资源，构成实验教学软环境，包括：实验任务、实验说明、实验指导、实验案例、实验报告书写规范等。

课程主要资源如下：

教学资源：包括教师提供的教案、课件、题库，录制的视频等。这些资源是在线开放课程的基本资源，是课程存在的基础，也是学生学习的基础材料，要求学生认真学习、充分利用。

文献资源：本课程选用教材为：刘畅，《数据结构》，上海交通大学出版社。该教材为校企合作优秀教材、精品课程配套教材、21世纪应用型人才培养“十三五”规划教材。符合我校教学定位与需求。该教材以“应用”为导向，进行内容的组织与编排，每章的主要算法构成一个相对独立的子系统，可用于指导实验。

网络资源：课程网站，网上教学资源丰富，网站更新及时。超星网提供的知识链接，包含论著、论文、网络文章等。另外还有若干电子书籍。教学中，应该引导学生搜索网络资源，以拓展知识面，或开展深入研究。

3.2 智慧教学环节与活动设计

课程利用超星学习通等网络教学平台，展开线上线下混合式教学模式。充分应用现代信息技术，为学生营造开放式思维训练环境，引导学生对专业领域现实问题进行自主探究，激发求知欲望和学习潜能，建构知识体系的同时，促成信息素养与专业素养的协同提升;对原有网络学习平台进行功能扩展，构建基于移动网络的微资源子平台，使学生充分利用移动互联网学习环境的优势，不断提高学习的主动性和参与度，促进学生的自我发展。

课程教学主要包括线上、线下两个环节。学生学习线上教学视频，完成线上测试。线上学习内容注重解决问题的方法和思维的引导，加强学生进一步掌握知、提高技能。线下授课采用“理论-实验”融合方式，教师不断围绕案例进行提问、解答，然后设计新的问题，引出新的解答途径并演练、验证。通过计算机现场编程，层层递进剖析，引导学生学习。线上线下混合教学，更有效提升学习者体验。

课程主要教学活动包括：课堂教学、实践教学、扩展实践教学和课外辅导等方式。课堂教学，提倡启发式教学方法，由浅入深、循序渐进讲清基本概念、基本理论、基本方法，抓住重点，突破难点。实践教学，采用讲-学-练结合的方式，在机房授课。采取“教师讲操作、学生跟着学、学生自己练”的方式展示。扩展实践教学，通过综合训练培养学生分析具体问题、建立数据模型并解决实际问题的能力，培养创新意识和提高动手实践的能力;课外辅导：采取答疑方式，针对普遍性问题则在理论课堂教学、习题课课堂教学和实验课堂教学中及时予以解决。

3.3 智慧教学考核与评价机制

依据课程的总体教学目标和阶段目标，构建指标明确、量化合理的评价指标体系;着眼于激发学生的学习热情，帮助其有效调控自己的学习过程，构建“诊断性评价”“形成性评价”与“终结性评价”相结合的评价方法体系。具体实施过程：期末考核成绩由“活跃度+项目得分+期末考试”三部分组成，活跃度作为“诊断性评价”的具体形式占30%，项目作为“形成性评价”的具体形式占30%，期末考试占40%。

课程活跃度则完全由课堂积分构成，在平时的教学过程中，通过超星学习通平台设置讨论，投票，知识点测试，单元测试，学生完成可得相应积分。课程在实施过程中，将形成性考核组织、设计为8个项目26个任务，以项目为载体，按照“由浅入深、环环相扣、步步推进”的思路，将考核贯穿于教学全过程，通过项目的完成情况，对学生的知识掌握程度、程序设计水平、项目开发能力进行评价。终结性考核侧重于考核学生知识的掌握程度和实际应用能力，本课程的终结性考核是通过期末考试（闭卷）的方式进行。

4 教学实践与效果

“数据结构”课程于2020年秋季在武昌工学院计算机科学与技术、软件工程、物联网工程等专业中展开智慧教学的探索与实践，改革和创新”数据结构“课程教学，任课教师的教学能力与教学水平将得到有效提高，学生对课程知识和相关技能的掌握将更加熟练和深入;同时，对计算机其他课程将起到示范作用，对我校计算机教学，计算机教学师资，计算机专业人才培养，起到有效的促进作用。

“数据结构”课程的智慧教学改革与实践，以“计算思维能力培养”为目标，培养学生的计算思维理念、计算思维方法和计算思维能力;培养学生在计算环境下掌握问题求解方法，理解计算机学科独特的思维方式，为将来创新性地解决专业问题奠定了基础。智慧教学将“新工科”人才培养需求落实到具体课程，为培养“新工科”人才奠定基础。

5 结论

民办高校“数据结构”课程智慧教学探索与实践，立足我校计算机教学需求，以计算思维为核心，进行“数据结构”课程教学体系的规划与重构;探索我校计算机教学改革之路，并付诸“数据结构”课程建设和教学实践，实现“智慧教育”。通过“数据结构”课程的“智慧教学”，培养学生计算思维能力，力求为他们提供在各学科研究创新的计算新手段、新方法和应用计算手段进行各学科研究创新的新能力。

构建以智慧教学为核心的民办高校计算機教育模式，是民办高校计算机课程教学目标的新思考。从传统的“计算机基础知识与技能培养”转变为“思维与能力”的培养，更符合“新工科”应用型人才培养需求。

参考文献：

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[2] 杨书新，兰红，蔡虔.新工科背景下的计算机类专业人才培养探索与实践[J].计算机教育，2021（6）：47-51.

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[5] 李美蓉，吴宁.融合思政教育的应用型本科工科类课程线上智慧教学[J].计算机教育，2021（7）：47-50.

[6] 夏小娜，戚万学.智慧教学管理的决策架构方案——基于“数据管理——业务设计——平台架构”的决策维度分析[J].现代教育技术，2021，31（2）：88-94.

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[9] 陈潮.超星泛雅平台与雨课堂相结合的混合式教学模式实践[J].计算机时代，2021（7）：109-113.

[10] 郭亮，郑华林，李本杰，等.基于超星学习通的翻转课堂教学设计与实践[J].教育教学论坛，2021（25）：80-83.

[11] 杜伯阳.基于超星平台的计算机线上课程创新教学体系探究[J].电脑知识与技术，2020，16（35）：96-97.

【通联编辑：王力】