在新工科背景下，即以互联网和工业智能为核心的新兴产业背景下，算法与数据结构实践教学的改革显得尤为重要。新工科人才的培养已经成为高校教育的新导向，因此，原有的教学模式亟需进行适应新时代需求的改革。
算法与数据结构课程在计算机专业教育中占据着核心基础课程的地位，主要任务是讲授数据结构知识与算法程序编程实现，培养学生算法抽象思维能力以及解决实际应用问题的能力。该课程也为基础研究如云计算、大数据、机器学习、人工智能等领域奠定了坚实的基础。
然而，传统教学模式存在诸多问题，导致学生在创新实践能力培养方面表现不佳。具体问题体现在以下几个方面：
1. 课程内容较为抽象。学生在学习算法与数据结构时，往往感觉知识点抽象复杂，难以理解算法思想，编程实践难度大。此外，学生在编程基础方面水平参差不齐，导致他们对抽象知识的理解和掌握存在偏差。
2. 教学形式不合理。传统教学以教师讲授为主，缺乏有效的师生互动，理论与实践常常脱离。教学形式单一，缺乏足够的教学辅助平台和实验作业的创新性，难以激发学生自主学习的热情和积极性。
3. 学习方法不科学。接近70%的首次接触算法编程的学生表示不知道如何学习这门课程，容易过度依赖教师的课内指导，缺乏课后自主学习的意识和勇气。对于一些编程基础实验，学生作业完成度高，但面对综合设计类实验时，由于数据结构模型复杂，对综合能力要求高，许多学生选择放弃。
4. 评价机制不完善。传统教学缺少合适的监督机制和奖惩制度，考核模式单一，过分强调算法最终运行结果，忽略了算法优化。综合型编程实验中，学生在无法独立解决问题时会采取抄袭、拷贝其他同学程序的作弊手段。传统考核方法只关注代码运行结果，缺乏雷同检测和多样化评价，因此无法真实反映学生水平。
为了解决以上问题，文章提出了一种新的实验教学模式改革方案，即构建融合“问题驱动、线上线下、课赛结合、过程评价”的四位一体的实验教学新模式。该模式主张以问题驱动为主线组织教学内容，通过实际问题激发学生的学习兴趣和实践能力；以线上线下为依托开展教学，拓展教学的时空界限；以课赛结合为抓手强化课程实践，通过学科竞赛等形式来拓展课程的知识体系；以过程评价为手段，强化对学生学习过程的监督和激励。
该模式的具体实施策略包括：
1. 问题驱动：设计启发式教学案例，将实际工程问题转化为教学案例，让学生通过解决这些实际问题来掌握知识和技能。
2. 线上线下：建立线上教学平台，提供丰富的在线资源和互动环境，结合线下的实践教学，形成线上线下融合的教学模式。
3. 课赛结合：通过组织学科竞赛，使学生在竞赛的氛围中学习和应用所学知识，同时，也能通过竞赛检验和提高教学效果。
4. 过程评价：建立科学的过程评价体系，重视对学生学习过程的监督和激励，避免单一的以考试结果作为评价标准，更注重学生能力的全面发展。
通过这种模式的实施，不仅能够提升学生解决实际问题的能力，而且能够更好地培养新工科所需的高水平复合型计算机专业人才。该教学模式的改革，已经通过教学效果的验证，证明了其有效性和对教学改革的积极贡献。
