一流课程优秀案例分享丨数据结构与算法
一流课程优秀案例分享
为深入贯彻落实党的二十大精神，全面落实立德树人根本任务，深化教育教学改革，进一步推进我校教风学风建设，切实提高本科人才培养质量，特开设“一流课程与优秀教学成果案例分享”专栏，推广分享一流课程建设与教育教学改革经验，发挥榜样示范与辐射作用，促进改革创新，助推教育教学水平的整体提升。
课程基本信息
课程名称：数据结构与算法
课程负责人：石玉强
所在学院：信息科学与技术学院
课程类别：专业课
课程级别：省一流本科课程
一、课程简介
1．建设发展历程
《数据结构与算法》课程在课程负责人石玉强教授的带领下，2016年被立项为“校级精品资源共享课”，2018年被立项为“广东省精品在线开放课程”，2020年被认定为“广东省线上线下混合一流课程”，并带动了计算机科学与技术等七个IT类专业的其他课程的建设发展。如图1所示，课程建设始于2003年，历经石玉强教授、闫大顺、张世龙副教授等团队教师十七年的教学探索，形成了线上线下混合式、实践性强、可拓性好、应用性广的教学运行理念。
图1 课程建设发展历程
2. 课程与教学改革要解决的重点问题
课程改革采取“三位一体”的模块化教学改革思路，重点构建面向农林院校的“三位一体”的模块化教学改革体系。如图2所示，该体系包括基于农林院校IT类专业培养目标的能力划分、基于国家专业规范的课程内容模块设计、基于核心课程知识体系与能力培养的课堂设计与组织、基于“知识、能力、素质”的考核体系，主要围绕——“学”与“教”、“思”与“行”进行开展。教学改革重点侧重于三个方面，（1）让理论变得有活力。基于核心课程知识体系与能力培养重构数据结构与算法知识模块，提高课程团队整体教学能力。（2）让课堂变得有价值。基于两大线上平台和信息化教学工具，基于农业信息化案例延伸课程的知识广度、拓展深度，实现“以学生为主、翻转引领、线上线下无缝互动”的理念，使课堂变得有价值。（3）让学生变得有能力。通过线上课堂和线下课堂的融会贯通，基于珠三角IT类人才产业需求提升数据结构与算法的高阶性、创新性和挑战度，提高学生实际分析问题、解决问题的能力。
图2 基于能力的模块化教学改革思路
二、教学团队简介
课程负责人教学情况。石玉强，教授，硕士生导师，广东省教学团队负责人，广东省高等学校教学管理委员会常务理事，广东省计算机学会常务理事，主讲《数据结构与算法》《C语言程序设计》等课程，近五年来，每年至少承担两个教学班的《数据结构与算法》教学任务。
课程负责人开展教学研究。主持广东省线上线下混合一流课程、在线开放课程《数据结构与算法》《C语言程序设计》（已在国家高等教育智慧教育平台和智慧树上线），广东省精品资源共享课《数据库原理及应用》《C语言程序设计》，主持国家级教改项目教育部新农科项目一项、省级教改项目两项，主持广东省计算机实验教学示范中心、农业物联网虚拟仿真实验中心、试点学院、教学团队等其他质量工程项目5项，主编《数据结构与算法》《数据结构与算法学习指导》等教材5部。
课程负责人获得奖励情况。2019年获得广东省教学成果一等奖一项（排名第一）、二等奖一项（排名第二）；2021年获得广东省教学成果一等奖一项（排名第一）。
教学团队其他成员教学任务。每人每学年承担《数据结构与算法》课程的主讲任务，教学效果好。
教学团队其他成员开展教学研究、获奖情况。教学团队坚持立德树人，以学生为中心，不断进行教学改革，主持省级以上教改项目、质量工程项目14项，指导大学生省级以上创新创业项目59项，主编教材8部，发表教改论文多篇。团队成员、指导学生获得省级以上奖励50多项。
三、课程特色与亮点
课程特色：数据结构与算法课程基于工程教育理念，结合广东省产业需求，将人工智能、云计算、大数据等现代信息技术及思政元素深度融入教学，拓展教学深度和广度；通过课后产教融合、实践、竞赛等途径，实现以学生为中心、教书育人的教学目标。
教学改革创新点：
1.知识能力素质有机融合，提高课程的高阶性
坚持立德树人和全面发展，构建系统化的课程知识体系，实现知识、能力和价值塑造的有机融合。以学生为中心，统领教学设计和教学实施全程。基于线上线下混合式教学，培养学生自主学习能力、复杂问题软件开发综合能力和高级思维，提高课程的高阶性。
2.现代信息技术与课程内容、教学方法有机融合，提高课程的创新性
重构与时俱进的教学内容，将现代信息技术及信息行业最新发展需求融入教学内容，课程内容体现前沿性和时代性；实施翻转课堂、任务驱动自主探索教法学法，以学生为主体，以教师为主导，任务驱动小组合作自主探究学习，增强体验感和成就感，内化知识，提升能力。教学形式呈现先进性和个性化，让学习结果具有探究性和个性化，提高课程的创新性。
3.拓展课程资源，提高课程的挑战度
引入粤港澳大湾区IT产业实际项目案例、团队科研成果，实现产学研融合，提高课程的挑战度。
四、课程总体设计（含课程思政设计）
基于“三位一体”混合式教学理念，围绕学生培养的知识目标、能力目标和素质目标，实现线上线下混合式教学设计，如图3所示。课前，教师依托在线平台布置学习目标、学习内容、检测练习，学生在线完成学习任务及检测练习；教师收集学生学习效果反馈，根据反馈调整设计线下课程。课中，实施参与式、研讨式的翻转课堂，通过师生互动、生生互动实现课前学习过程中难点的理解与掌握。课后，通过在线测试、拓展练习、产教融合、比赛竞赛等多种形式，强化“学”与“教”、“思”与“行”。
图3 线上线下混合式教学设计
如图4所示，课程教学内容涵盖7大模块。基于“三位一体”混合式教学理念进行课程教学的组织实施，根据在线学习效果反馈调整设计线下翻转课堂，翻转课堂着力于“师生互动”+“生生互动”的课堂建设，如图5、图6所示。基于农业信息化案例及珠三角产业需求对数据结构与算法的能力要求进行案例引入，通过混合分组的方式，进行头脑风暴，引导学生进行讨论、各抒己见，促进学生的共同学习成长与发展。案例中注入思政元素，如“鲜活农产品快递派送”案例，在研究路径问题的过程中，认知我国鲜活农产品的物流最后一公里，培育学生热爱“三农”以及为乡村振兴伟大战略贡献自己青春力量的职业道德和崇高理想。
图4 课程教学内容
图5 “师生互动”的翻转课堂
图6 “生生互动”的翻转课堂
五、课程考核评价改革
图7 课程成绩评定方式
课程成绩评定方式如图7所示，课程在智慧树、超星平台累计选课量超过2000多人次，学生翻转课堂参与率100%，近两学期学生评教平均提升约2个百分点；基于“三位一体”混合式教学理念进行课程教学的组织实施，翻转课堂上开展的“师生互动”+“生生互动”的课堂建设，同行给予了高度认可与肯定。
改革成效。近五年本课程团队指导本科生参加国家级、省级创新创业项目59项，指导学生获得专利、软件著作权及省部级学科竞赛获奖49项。
经过这次，我可是成长了的！
现在想想，军训也挺好玩的嘛！