中职升本人才培养模式下数据结构课程教学探讨

李春青

关键词： 中职升本; 计算机专业; 数据结构; 教学模式; 教学改革方案

1 引言

教育部于2010年颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中，要求“到2020年，形成适应经济发展方式转变和产业结构调整要求、体现终身教育理念、中等和高等教育协调发展的现代职业教育体系，满足人民群众接受职业教育的要求，满足经济社会对高素质劳动者和技能型人才的需要[1]”。教育部联合国家发展改革委等部门编制的《现代职业教育体系建设规划（2014-2020年）》中，提出建立“学分积累和转换制度，打通从中职、专科、本科到研究生的上升通道”新的职业教育模式[2]。中职与本科的衔接是现代职业教育体系构建规划中的重要组成部分，现代职业教育体系的构建要求中职与本科的衔接，改变职业教育的“断头教育”，打通职业教育立交桥式发展通道。广西开始开展中等职业教育与应用型本科之间的自主招生试点工作是从2013年开始的，试点主要是区内四所冠名大学的高校，这些高校都是在广西相对比较发达的地区[3]。到2018年，广西民族师范学院计算机科学与技术专业开始第一批本科对口中职招生，虽然在人才培养方案制定上有学习参考的对象，但是因为学校地理位置、师资力量等方面存在差异，不能全部照搬。地处老、少、边、境的后进地区院校，如果要培养出符合社会需求的创新型人才，除了学习先例，还要结合自己院校情况，研究中本衔接教育问题，制定合理的人才培养方案、编制合理课程教学内容和改革传统的教学手段。普通本科人才培养方案一般是基于高中生源基础之上的，相对于中职教育而言，课程体系设置注重内在系统性、逻辑性和理论性。对于中职生来说学习难度都比较高，尤其是数学、英语和专业核心课程等课程。如Web前端开发在本科教育阶段作为一门专业基础课来进行开设，而在中职教育阶段中则是作为一门专业核心课程来开设，存在部分重复的教学内容。同时，对于数据结构这样难度较大的专业课程，如何在降低学习难度和调整学习内容的同时，教学符合制定的人才培养要求是一个重要的问题。如何有效进行衔接教育是中职升本人才培养重点关注的内容。中职升本生源虽然不同于普通本科生源，但是作为本科生的一种生源，其人才培养方案也是要依据工程认证标准和普通高等学校教育教学评估要求而制定的，人才培养目标与普通本科生是一致的，并不会因为生源的差异而降低人才培养目标的要求。

2 中职升本人才培养模式下的计算机科学与技术专业生源特点

2.1基础知识结构特点

中职教育是我国九年义务教育之后面向就业的一种继续教育形式，主要培养学生的专业技能，为社会输出各类技能人才和劳动者。中职人才的培养以“技能”为关键，计算机类的中职人才培养目标是让学生掌握计算机类职业岗位必需的知识和技能，就业岗位主要包含多媒体设计员、网页设计员、网络工程师、网络维护员、计算机检验维修员等。其人才培養方案主要课程包括如“计算机基础”“网页设计与制作”“计算机组装与维护”“动画制作”“图形图像处理”等实用、有趣、实践性强、逻辑性比较弱的课程。少部分职校会开设“高级语言程序设计”这样难度较大的课程。这些课程的设置相对于本科人才培养要求而言专业知识逻辑性比较弱、知识深度比较浅，且部分难度较强的核心课程在课时量和考核标准上打折扣，学生缺乏系统性的、逻辑性的知识储备，难以培养一个计算机工程师应具备的专业能力和素养，也难树立起一名计算机工程师应具备的价值观、世界观。

2.2学习能力特点

中职学生本身是由于无法考上高中才就读于中职学校，自身基础知识和学习能力都比较差，不如高中生。三年的中职学习，有两年在校学习，一年在企业定岗实习。整个过程注重的都是“能用、够用、实用”的实训实操方面的训练，对计算机专业知识的理解仅仅停留在表面，逻辑思维能力、数学计算能力、英语应用能力、文字理解能力缺乏训练。当涉及相关概念术语、数学公式、数据结构运算、程序逻辑设计、代码含义等学习时，学生的理解能力、思维能力、推导能力无法跟得上普通本科生的进度。

2.3身心特点

中职升本学生没有经历高中阶段学习，从初中直接进入中职学习，整个求学过程环境都比较宽松自由，课余时间比较充裕。中职生们进入中职学校学习的时候都属于未成年人，自我认知、约束、管理的能力比较欠缺，在生活、学习、纪律各种方面都是需要老师督促指导，在老师安排下进行学习、在老师监督下自习、在老师督促下完成各项任务，形成了一种懒散、缺乏主动的习惯。整体而言，中职学生很少能够自主制定并实施学习计划，缺乏自主性、积极性。升本初期，大部分很难适应本科阶段的自主为主的学习方式。但是，中职生天性活泼，思维发散、具备较强的实操技能，具有较好的创新潜力。

3 传统数据结构课程教学模式存在的问题

数据机构是计算机以及相关专业的核心基础课程之一，是一门综合数学知识、计算机硬件知识、高级编程语言于一体的综合性课程，该课程具有理论性强、逻辑性强、内容广泛且抽象的特点，重点培养学生掌握处理数据和编写高效率软件的基本方法[4]。中职升本学生没有经历过高中阶段的学习，缺乏基本的数理逻辑基础，且很多学生在中职求学阶段并没有系统学习过某一门高级编程语言，对知识接受能力比较弱。而且，地处相对欠发达地区学生大部分学生来自农村家庭，整体接受信息技术能力较弱。传统的教学模式在中职升本人才培养模式下主要存在以下一些问题。

3.1课程逻辑性强，学生理解能力弱

数据结构课程教学内容重点突出数据结构的设计和算法设计，内容逻辑性强、知识点多且比较抽象。中职升本学生仅有初中水平的数学基础，对很多连基本的诸如等差数列公式都不理解的同学而言，学习难度更加大。

3.2教学内容理论性过强，学生兴趣度比较低

根据数据结构课程教学大纲要求，通过本课程的学习学生达到能理解掌握主要数据结构及其算法的概念和原理，并能运用计算机程序设计语言编程实现这些结构与算法；运用空间、时间复杂度，实现算法的效率分析的学习目的。数据结构基本概念和原理主要涉及到3种逻辑结构的2种存储结构的算法以及相关算法的改进问题，是软件设计的重要理论和实践基础。对于部分逻辑能力弱、编程基础差的学生来说，上课犹如“听天书”，积极性受到打击，对课程也提不起学习的兴趣。

4 中职升本人才培养模式下数据结构课程教学改革

广西民族师范学院计算机科学与技术专业中职升本从2018年开始招生，在总结2018级和2019级两届学生课程教学的经验上，针对数据结构课程制订改革方案，主要从教学内容、教学方式和实践能力培养三方面进行改革，改革实施从2020届学生开始，同时对2020级普通本科生和2020级中职升本学生进行教学改革实施和比较分析。

4.1丰富课外教学参考内容

已经有诸多学者们对数据结构这门课程教学进行了改革研究，更有学者们为了让学生通过更直观的方式理解数据结构的教学内容，编著了多样性的教材和教参，比如程杰编著的《大话数据结构》采用彩色插图形式，穿插大量“接地气”的类比案例，帮助学生快速“开窍”。同时，网络视频资源日益丰富，中国大学慕课网、超星学习平台、哔哩哔哩等学习网站也有众多的数据结构相关教学内容的视频，其中不乏集趣味性、专业性、实践性一体的教学视频。从这些已有资源中，根据教学内容和学生学情，筛选适合的内容作为课外教学参考内容，帮助学生利用课余时间提高学习效率。

4.2注重章节知识的连贯性

一些教材在编著的时候，没有明确指定实践部分采用的是哪种高级编程语言实现，C语言还是Java语言，或者Python语言。因此，各章节内容看起来是相互孤立的，显得课程内容更加枯燥无味。实际上，数据结构各章节内容之间有着非常严谨的内容关联，广西民族师范学院中职升本学生在大一两个学期都开设了Java语言程序设计课程，所以，采用Java语言作为本课程实践教学语言，通过实践内容教学对课程教学内容和应用案例进行连贯。比如用单链表类作为基础，实现队列和栈、稀疏矩阵、广义表、树的遍历以及图的功能。通过多次反复对单链表类的实践和应用，将整个课程核心内容连贯起来如图1所示。

4.3采用线上和线下混合式教学模式

自2017年以来，国家就出台相关政策文件促进线上线下混合教学模式的发展，但是由于学校网络条件、线上教学平台条件、教学视频制作费时费力、教学设计复杂等各方面因素约束，混合式教学方式没有获得很好的发展。经过近3年的实践发现，由于学生学习主动性弱、缺乏约束等各种原因，单纯的线上教学手段教学质量并不理想。而线下教学受到时空的限制，不利于学生的课后学习活动的开展。因此，采取线上和线下结合的方式进行课程教学可有效提高教学质量。线下教学活动主要进行理论内容和代码实现思路的教学，将课程每个知识点内容以及相关代码实现思路在课堂上实现，并给一定的时间让学生进行小组间的“头脑风暴”讨论。线上教学活动主要是課堂教学内容的补充，将代码实现过程讲解演示，并将最终的实践结果呈现出来，再以布置作业的形式要求学生根据视频教学过程完成相关要求，以达到理论和实践相结合，提高教学效果的目的。整个混合式教学方式如图2所示。

4.4采用案例驱动教学模式

案例驱动教学法是一种非常实用的教学方式，也是非常适用于数据结构这种枯燥课程的教学。数据结构的教学内容不仅仅局限于计算机专业领域知识，其应用已经在不同领域当中都有出现[5]。因此，在讲解数据结构相关概念术语的时候，引入常见的应用案例穿插其中，如讲解单链表概念时，引入封装图书信息的链表结点，在讲解单链表算法设计应用时，通过实现具有简单添加新书、借书、查询和还书等操作的小型图书管理程序来体现链表基本功能的应用。通过对比以往采用界面设计和数据库连接实现的小型图书管理程序的不同编程思路，帮助学生提高对单链表逻辑思想、算法设计的认识。

4.5加强编程能力的培养

本项目学生是仅具有Java语言编程基础，没有学习过指针内容知识，且部分学生尤其是女生编程实践能力差。所以，在算法转化为程序，尤其最初的链表设计与实现时，受到编程储备知识的约束，很多时候不知道怎么入手，一旦运行结果与预测结果不符合时，不知从何下手寻找程序问题。因此，课程实践教学主要采取“抄”程序的方法。教师将实践内容实现过程录制视频上传至学习通学习平台，让学生以完成作业的形式跟随教师的步伐进行调试程序，成功运行，提高学习的成就感，避免一开始无从下手，消极应付的状态。同时，在减轻编程难度的同时，加大编程实践的工作量，通过“熟能生巧”的方式，全面提高学生的编程能力，同时也加深对理论内容的理解和融合。

5 改革成效

本案教学改革实施后，根据课程大纲教学目标要求，通过理论和实践两方面对同时对20级普通本科生和20级中职升本学生的学习效果进行了考核。理论考核主要采用传统的闭卷笔试考核方式，主要通过选择题、判断题、填空题和应用题4种题型对学生基础理论掌握情况进行考查，题目难易度比研究生入学考试稍低，中职班学生卷面整体通过率达到88.5%，比预期的85%通过率要高，比普通本科生整体卷面分数高出2.1个百分点。实践考核采取学生独立通过集中5个全天时间实现贯穿课程主要内容的6个编程实践案例的方式，考核统计数据如表1实践考核统计表所示。通过考核统计数据可知，通过改革后的数据结构教学方式，同时适用于在普通本科生和中职升本学生，两种类型生源的考核结果差异不大，且两类生源的学习效果都达到了良好要求。

6 结束语

国家打通中职升本的学业提升通道是为了提升中职生的学历层次和知识层次，培养更高素质的应用型人才，以满足社会经济转型的需求。数据结构课程在计算机专业中地位是非常重要的，起到承上启下的作业，也是学生主要考研专业课之一。针对课程的教学目标和内容要求，侧重于中职升本学生的特点，探讨合适的教学模式，改革教学方式，在保证理论基础扎实的基础上提升实践操作能力，使得学生在理论认识和实践操作能力上都获得有效的提升。