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計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)模式改革

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計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)模式改革

摘要:針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題,本文結(jié)合當(dāng)前的教學(xué)理念和筆者自身的教學(xué)實(shí)踐,探討了一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)輔助下的計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)改革模式,以期在教育教學(xué)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,增強(qiáng)教學(xué)效果,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新與實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)專業(yè);算法類課程;教學(xué)改革;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)過(guò)程中,算法類課程具有舉足輕重的作用,尤其對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力具有不可替代的地位。計(jì)算機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中涉及多門算法類課程,既有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法分析和計(jì)算方法這些專業(yè)基礎(chǔ)課程,也有一些專業(yè)選修課程,如數(shù)字圖像處理和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。此外,一些高校還為計(jì)算機(jī)專業(yè)高年級(jí)本科生開設(shè)了人工智能和模式識(shí)別等選修課程。對(duì)于這些計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程來(lái)說(shuō),它們不僅要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的編程實(shí)現(xiàn)能力,還要求有很強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和開拓創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的“教師課堂講授,學(xué)生實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的高校教學(xué)要求,很難擔(dān)當(dāng)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才這一社會(huì)賦予高等教育的責(zé)任。因此,計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的教學(xué)改革是當(dāng)前高校面臨的一項(xiàng)比較重要的任務(wù)。目前以MOOC(MassiveOpenOnlineCourse,大規(guī)模在線開放課程)為代表的新型教學(xué)模式在給傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來(lái)巨大沖擊和影響的同時(shí),也為傳統(tǒng)教學(xué)改革提供了一種新的思路[1]。在當(dāng)前環(huán)境下,如何借鑒這些新型教學(xué)模式,改革并創(chuàng)新算法類課程教學(xué)模式是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教育面臨的緊迫問(wèn)題。本文結(jié)合這些新型教學(xué)模式和筆者自身的教學(xué)實(shí)踐,探討了計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)模式的改革方式,以期在教學(xué)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),從而提高計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

一計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的教學(xué)現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研,目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

(一)從授課內(nèi)容上來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程對(duì)學(xué)生的要求較高,除了編程語(yǔ)言外,還涉及高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等多門數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程。面對(duì)如此復(fù)雜繁多的課程內(nèi)容,在有限的課時(shí)內(nèi),老師很難將知識(shí)點(diǎn)講透徹,而學(xué)生也很難深刻理解和及時(shí)掌握所學(xué)知識(shí),很難從中構(gòu)建完整的知識(shí)體系。此外,教學(xué)大綱要求中的知識(shí)點(diǎn)大多比較陳舊,與科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重,學(xué)生無(wú)法從中發(fā)覺(jué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的教學(xué)效果并不理想,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性較低。

(二)從理論教學(xué)上來(lái)說(shuō),目前課堂教學(xué)中,教師通常采用傳統(tǒng)的“教師主講,學(xué)生主聽”的教學(xué)模式,老師與學(xué)生之間缺乏溝通與交流,學(xué)生完全處于知識(shí)被動(dòng)接受狀態(tài),無(wú)法獲取體驗(yàn),學(xué)習(xí)的興趣、積極性和主動(dòng)性不高。教師在教學(xué)過(guò)程中過(guò)于依賴教材,偏重理論知識(shí)的傳授,沒(méi)有引入具體的科研和實(shí)際案例作為支撐,學(xué)生對(duì)算法的核心思想與應(yīng)用領(lǐng)域難以理解,以致其不能真正掌握各種算法的精髓,學(xué)習(xí)興趣不足,教學(xué)效果不佳。此外,這種單一的教學(xué)方式并未考慮到學(xué)生的個(gè)體差異性,無(wú)法進(jìn)行因材施教。

(三)從實(shí)驗(yàn)教學(xué)上來(lái)說(shuō),目前教學(xué)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)課時(shí)相對(duì)于理論課時(shí)較少,而且大部分都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),缺乏創(chuàng)新性,難以提起學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。雖然計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的理論性較強(qiáng),但仍然需要大量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。只有不斷實(shí)驗(yàn)和總結(jié)才能讓學(xué)生真正理解各類算法的精髓,否則學(xué)生就無(wú)法體驗(yàn)到各種算法的真正用處,更不用說(shuō)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,由于課時(shí)的有限性,這些算法類實(shí)驗(yàn)課程的素材顯得比較零散,且缺乏手把手的演示實(shí)驗(yàn)視頻及測(cè)試算法掌握情況的例程,老師無(wú)法及時(shí)掌握和評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果,學(xué)生也無(wú)法及時(shí)掌握自己的學(xué)習(xí)情況。

(四)從教和學(xué)的主體角度來(lái)說(shuō),教師與學(xué)生之間缺乏溝通和互動(dòng)。教學(xué)過(guò)程是由老師和學(xué)生共同來(lái)完成的,目前高校的教學(xué)模式注定了老師與學(xué)生的交流大多集中在課堂上,繁重的教學(xué)任務(wù)使得老師根本無(wú)法在有限的課時(shí)內(nèi)對(duì)學(xué)生的問(wèn)題進(jìn)行逐一解答。這造成學(xué)生在課后自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)時(shí),遇到疑難問(wèn)題,無(wú)法及時(shí)與老師進(jìn)行溝通。雖然目前課外師生間可以依靠短信、QQ群、微信等公共網(wǎng)絡(luò)和通信平臺(tái)進(jìn)行互動(dòng),但對(duì)于在線答疑和討論來(lái)說(shuō),這些平臺(tái)功能繁雜、不完善,給師生間及學(xué)生間實(shí)時(shí)便捷的深度溝通與互動(dòng)帶來(lái)許多不便[2]。

(五)從課程考核和評(píng)價(jià)方式來(lái)說(shuō),雖然教師可以綜合學(xué)生的平時(shí)成績(jī)、實(shí)踐成績(jī)和考試(或考查)成績(jī)來(lái)考核評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況[3],卻無(wú)法跟蹤和管理學(xué)生課外學(xué)習(xí)的情況,對(duì)每位學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間和效果缺乏相應(yīng)的考核評(píng)價(jià)方法。目前,教師只能根據(jù)課外作業(yè)、課堂提問(wèn)和討論時(shí)學(xué)生的表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,對(duì)學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程未能實(shí)現(xiàn)跟蹤與考察,對(duì)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)不夠全面和客觀。

二計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的教學(xué)改革模式

針對(duì)上述計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題,本文探討一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)輔助下的計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)改革模式,以期優(yōu)化整合計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程,建立在線教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái),促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),滿足師生間和學(xué)生間深度互動(dòng)和討論答疑的需要,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行全面客觀的監(jiān)督和管理。具體實(shí)施思路如下:

(一)優(yōu)化整合各門課程,建立計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程群。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程來(lái)說(shuō),它們之間具有共性,即都以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),需采用編程來(lái)實(shí)現(xiàn),且大多數(shù)課程間具有關(guān)聯(lián)性,前后存在一定的支撐關(guān)系。在計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程群建設(shè)過(guò)程中需要強(qiáng)調(diào)課程之間的聯(lián)系,弱化課程的獨(dú)立性,強(qiáng)化課程資源的融合、交叉[4]。這種一體化的課程群建設(shè)可以最大程度的整合課程中零散的知識(shí),優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu),去除重復(fù)無(wú)用知識(shí),保障知識(shí)點(diǎn)的實(shí)用性,在教學(xué)中充分培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力,使得學(xué)生對(duì)算法類課程知識(shí)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。

(二)設(shè)計(jì)與建設(shè)計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程在線教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)“教師少講精講,強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力”的教學(xué)理念。計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的理論性較強(qiáng),且實(shí)踐性更為重要。為了兼顧理論和實(shí)踐知識(shí),在有限的課時(shí)內(nèi),教師對(duì)繁雜的知識(shí)點(diǎn)不能做到面面俱到,只能少講精講,這就需要強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在線教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)顛覆了傳統(tǒng)課堂,將教學(xué)活動(dòng)由課上向課外拓展,使得學(xué)生可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行學(xué)習(xí),真正實(shí)現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的先進(jìn)教學(xué)理念。根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程的特點(diǎn),該平臺(tái)需要在課程群建設(shè)的基礎(chǔ)上,將教學(xué)內(nèi)容和演示實(shí)驗(yàn)等由課上向平臺(tái)轉(zhuǎn)化,以供學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)。同時(shí),該平臺(tái)必須能提供相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和使用說(shuō)明,以供學(xué)生在線實(shí)驗(yàn),并及時(shí)反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(三)完善理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,創(chuàng)建多維層次性的在線教學(xué)環(huán)境。在計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程在線教學(xué)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中,教師需要根據(jù)課程群的知識(shí)體系,對(duì)知識(shí)點(diǎn)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行梳理,以進(jìn)一步完善理論教學(xué)資源。同時(shí),教師需要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大綱,根據(jù)需要設(shè)計(jì)出三大類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例程庫(kù),并將題目和答案分別載入在線教學(xué)平臺(tái)。第一類主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),主要用于學(xué)生自測(cè),考查學(xué)生對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,學(xué)生在完成后可進(jìn)行自主學(xué)習(xí)情況的自我評(píng)價(jià),如有可能,可以將題目按次序設(shè)計(jì)為“沖關(guān)”模式,以增加自主學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。第二類主要是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),主要用于考查學(xué)生綜合分析利用知識(shí)的能力,學(xué)生在完成后可以在線提交,以供教師在線批改。第三類主要是綜合性實(shí)驗(yàn),題目主要來(lái)源于教師的科研項(xiàng)目和前沿的領(lǐng)域技術(shù)[5],目的是培養(yǎng)和考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力以及分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí),學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的同時(shí)可以進(jìn)行分組討論。

(四)構(gòu)建在線輔導(dǎo)答疑與交流共享平臺(tái),實(shí)現(xiàn)師生間和學(xué)生間的深度互動(dòng)。通過(guò)建立交流平臺(tái),師生之間和學(xué)生之間可以利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交流和討論,突破了傳統(tǒng)課堂的時(shí)空界限,有利于師生之間和學(xué)生之間的深度互動(dòng)。主要包括兩個(gè)方面:一是在線輔導(dǎo)答疑,學(xué)生可以根據(jù)自己的需要選擇老師進(jìn)行提問(wèn),被提問(wèn)的老師會(huì)在上線后看到學(xué)生提交的問(wèn)題,并給予解答,除此之外師生們還可以就提問(wèn)進(jìn)行群體討論;二是在線交流共享,教師以發(fā)帖的形式將教學(xué)資料和解答進(jìn)行上傳,以輔助課堂教學(xué),學(xué)生也可以將自己的心得、疑問(wèn)和資料到平臺(tái),從而達(dá)到交流共享的目的,提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的參與度。

(五)構(gòu)建管理與跟蹤統(tǒng)計(jì)平臺(tái),建立完善有效的考核和評(píng)價(jià)體系。在計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中,平臺(tái)需要能夠統(tǒng)計(jì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)次數(shù)、時(shí)間和測(cè)試成績(jī)等基本信息,以對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況進(jìn)行管理與跟蹤統(tǒng)計(jì)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)情況,平臺(tái)需要能夠分析這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并建立學(xué)生參加答疑、互動(dòng)等的情況與其課程學(xué)習(xí)效果及自主學(xué)習(xí)能力之間的關(guān)聯(lián)性,以期歸納和總結(jié)出學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)方面的一些基本規(guī)律和方法。同時(shí),依據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)情況,平臺(tái)需要能夠?qū)W(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核評(píng)價(jià),以期使考核評(píng)價(jià)更真實(shí)有效、更具可操作性。此外,評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)全面客觀地反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況,需對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、溝通與協(xié)作能力和開拓創(chuàng)新能力等進(jìn)行全面考察。

三結(jié)語(yǔ)

針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題,本文結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的教學(xué)理念和筆者自身的教學(xué)實(shí)踐,從課程群建設(shè)、教學(xué)平臺(tái)建設(shè)、教學(xué)資源完善、互動(dòng)平臺(tái)構(gòu)建和考核評(píng)價(jià)體系這五個(gè)方面,探討了一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)輔助下的計(jì)算機(jī)專業(yè)算法類課程教學(xué)改革模式,以期增強(qiáng)教學(xué)效果,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)爛軍,羅海霞.面向MOOC的Java課程教學(xué)改革探索[J].電腦知識(shí)與技術(shù):學(xué)術(shù)交流,2014(10X):7135-7136.

[2]劉登峰,秦寧寧,徐保國(guó).計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)在線試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)模式的思考[J].教育教學(xué)論壇,2016(16):207-208.

[3]肖志勇,袁運(yùn)浩,楊金龍.計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教改探索:以《數(shù)字圖像處理技術(shù)》為例[J].教育現(xiàn)代化,2015,12:74.

[4]李英梅,夏偉寧,丁金鳳.Java程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程群建設(shè)[J].計(jì)算機(jī)教育,2012,7:86-89.

[5]李東明,趙偉.Java語(yǔ)言課程實(shí)踐教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育,2011(13):122-125.

作者:劉建軍 方偉 宋曉寧 單位:江南大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院