以研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)為契機(jī) 深化《算法設(shè)計(jì)與分析》教學(xué)改革

陳媛，茍光磊，盧玲

摘要：研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)是一項(xiàng)提高研究生教學(xué)質(zhì)量的重要舉措，旨在促進(jìn)教育教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。根據(jù)地方高校研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的實(shí)施和感受，結(jié)合多年的建設(shè)體會(huì)，提出深化《算法設(shè)計(jì)與分析》課程教學(xué)改革的具體途徑與方法。

關(guān)鍵詞：研究生優(yōu)質(zhì)課程；算法設(shè)計(jì)與分析；教學(xué)理念；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）03-0042-02

在世界經(jīng)濟(jì)全球化、教育國(guó)際化和創(chuàng)新人才競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的背景下，改革人才培養(yǎng)模式以適應(yīng)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)的需要被提上了議事日程。但近年來(lái)隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，我國(guó)研究生教育出現(xiàn)了“大眾化”現(xiàn)象，這制約著創(chuàng)新型研究生人才的培養(yǎng)，影響了研究生教育質(zhì)量的提高[1]。為推動(dòng)研究生教育教學(xué)水平整體提升，2009年開(kāi)始重慶市教育委員會(huì)組織開(kāi)展了重慶高校研究生教育優(yōu)質(zhì)課程的立項(xiàng)建設(shè)，以推進(jìn)研究生教育教學(xué)模式的改革[2]。研究生優(yōu)質(zhì)課程是指課程目標(biāo)定位明確、課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)秀、支撐課程學(xué)科實(shí)力較強(qiáng)、資源具有較大共享價(jià)值的示范性課程。優(yōu)質(zhì)課程在教學(xué)理念、課程體系建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等教改研究和實(shí)施方面成績(jī)明顯[3-4]。重慶理工大學(xué)《算法設(shè)計(jì)與分析》課程于2011年通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審開(kāi)始“重慶市研究生優(yōu)質(zhì)課程”立項(xiàng)建設(shè)?！端惴ㄔO(shè)計(jì)與分析》課程是信息類(lèi)碩士研究生的一門(mén)核心學(xué)位課程，課程系統(tǒng)介紹軟件設(shè)計(jì)中常用的算法分析與設(shè)計(jì)技術(shù)，為學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)算法和對(duì)算法進(jìn)行復(fù)雜性分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。以研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)為契機(jī)，為研究生教育教學(xué)改革注入活力，為推動(dòng)研究生創(chuàng)新能力的提高提供動(dòng)力。在教學(xué)過(guò)程中如何進(jìn)行教學(xué)理念的轉(zhuǎn)型、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的升級(jí)特別是如何進(jìn)行教學(xué)資源建設(shè)的升級(jí)是目前研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)需認(rèn)真思考的問(wèn)題。

一、教學(xué)理念轉(zhuǎn)型

研究生教育教學(xué)觀念必須先更新，教學(xué)模式才能轉(zhuǎn)變。地方高校碩士生生源主要來(lái)自于三本院校，要引導(dǎo)學(xué)生從接受性學(xué)習(xí)向發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)到研究性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，營(yíng)造獨(dú)立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境，就必須堅(jiān)持“育人為本、素質(zhì)及創(chuàng)新教育為核心”的教育理念及“用最優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源組織教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)”的教學(xué)原則。應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)化應(yīng)用創(chuàng)新能力、倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)”的課程建設(shè)目標(biāo)，主張?jiān)诮處熞龑?dǎo)下學(xué)生充分利用教學(xué)資源自主學(xué)習(xí)，以促進(jìn)個(gè)性發(fā)展，從而全面推進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，以適應(yīng)終身學(xué)習(xí)和國(guó)際化要求。教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變后，教學(xué)模式相應(yīng)地從教師、課堂、教材為中心的單一知識(shí)傳授型轉(zhuǎn)變?yōu)橐越處煘橹鲗?dǎo)、學(xué)生為中心的素質(zhì)與創(chuàng)新型的課程教學(xué)模式及以課堂講授為引導(dǎo)、以學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)為中心和以教材學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)、以充分利用教學(xué)資源學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)模式。

二、教學(xué)改革升級(jí)

研究生教育教學(xué)改革升級(jí)的核心是教學(xué)內(nèi)容的更新，關(guān)鍵是教學(xué)方法的改革。

1.教學(xué)內(nèi)容更新。“算法設(shè)計(jì)與分析”所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，通常包括：關(guān)于算法復(fù)雜性分析的理論研究，如問(wèn)題復(fù)雜度分析、函數(shù)漸進(jìn)分析等理論；各種基本和經(jīng)典的算法，如分治法、貪婪法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等算法；各種新興算法，如人工智能算法、并行算法等方面的理論及應(yīng)用研究[5-6]。依據(jù)《算法設(shè)計(jì)與分析》課程教學(xué)理念，本著“設(shè)計(jì)與分析并重、理論與應(yīng)用結(jié)合、經(jīng)典與現(xiàn)代互補(bǔ)”的原則，按照基本內(nèi)容、專(zhuān)題講座和教學(xué)案例三種形式組織教學(xué)內(nèi)容?！耙肫苯榻B算法設(shè)計(jì)與分析的基本步驟與方法，如“自頂向下、逐步求精”的算法設(shè)計(jì)過(guò)程、函數(shù)漸進(jìn)分析方法等內(nèi)容。“核心篇”介紹各種常用的算法策略，如分治法、貪心法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、回溯法及分支限界法等，并對(duì)算法策略進(jìn)行總結(jié)比較?！皯?yīng)用篇”針對(duì)具體的應(yīng)用案例，采用不同的算法策略進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和效率分析，促進(jìn)學(xué)生的思維?！疤岣咂苯榻B學(xué)科領(lǐng)域的最新進(jìn)展，結(jié)合科研項(xiàng)目用專(zhuān)題講座形式講述搜索引擎等算法，引導(dǎo)學(xué)生的興趣。

2.教學(xué)方法改革。（1）課堂教學(xué)方式的改革。課堂講授采用引導(dǎo)式、啟發(fā)式和探究式講授；引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生的思維和自學(xué)；以問(wèn)題講解為核心，以算法思想與方法教學(xué)為重點(diǎn)；適當(dāng)減少講授學(xué)時(shí)，加大討論課學(xué)時(shí)比例；討論課以團(tuán)隊(duì)為單位，以解決應(yīng)用問(wèn)題為目標(biāo)，注重算法思想的表述、算法實(shí)現(xiàn)，特別強(qiáng)調(diào)算法的比較。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源是課堂教學(xué)改革和質(zhì)量提高的重要保障。（2）教學(xué)考評(píng)體系的建立。研究生教學(xué)需重視“教師教”的評(píng)價(jià)，更要重視對(duì)“學(xué)生學(xué)”的評(píng)價(jià)，特別強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)變教學(xué)評(píng)價(jià)觀，將評(píng)價(jià)教學(xué)由知識(shí)觀轉(zhuǎn)變?yōu)樗刭|(zhì)觀、能力觀[7]。課程的成績(jī)由課程理論考核（50%）+實(shí)驗(yàn)作業(yè)（20%）+課堂討論（20%）+論文（10%）構(gòu)成，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。（3）實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建。由于學(xué)時(shí)的限制，研究生《算法設(shè)計(jì)與分析》課程往往沒(méi)有安排實(shí)踐學(xué)時(shí)，但鑒于課程實(shí)踐性強(qiáng)的特性和課程建設(shè)目標(biāo)，實(shí)踐環(huán)節(jié)基本安排在課外完成，但其考核在實(shí)驗(yàn)作業(yè)和課堂討論兩部分中實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)作業(yè)內(nèi)容按難易程度分成3類(lèi)：①驗(yàn)證型。對(duì)經(jīng)典算法用高級(jí)語(yǔ)言加以實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證。②拓展型。利用新技術(shù)將實(shí)現(xiàn)的算法抽象拓展成為通用函數(shù)庫(kù)（類(lèi)庫(kù)）。③應(yīng)用型。選擇ACM/ICPC程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽中的應(yīng)用型問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。拓展和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)的設(shè)置使部分學(xué)生能體會(huì)到創(chuàng)造和征服困難的快感，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)和探索熱情。

三、教學(xué)資源建設(shè)升級(jí)

網(wǎng)絡(luò)的可自學(xué)性、可交互性和海量信息資源為研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)提供了資源平臺(tái)和技術(shù)支撐。應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)，是研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的特色[2]。

研究生優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源建設(shè)升級(jí)強(qiáng)調(diào)教學(xué)適應(yīng)性、學(xué)習(xí)實(shí)用性和實(shí)際使用效果，資源的表現(xiàn)模式和技術(shù)升級(jí)強(qiáng)調(diào)適合基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)調(diào)方便學(xué)習(xí)者參與的教學(xué)過(guò)程可交互性。endprint

1.基本資源。基本資源涵蓋學(xué)習(xí)者基于網(wǎng)絡(luò)能自主完成課程學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容和必要環(huán)節(jié)的必需教學(xué)資源，能反映課程的教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過(guò)程。主要包含：（1）課程計(jì)劃：課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、實(shí)施教案（文字稿及電子演示稿）。（2）教學(xué)錄像：按教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)的全程授課實(shí)錄，注重教師與學(xué)生互動(dòng)。（3）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：學(xué)習(xí)要求、重點(diǎn)難點(diǎn)、知識(shí)脈絡(luò)、學(xué)習(xí)方法、典型例題、常見(jiàn)問(wèn)題、擴(kuò)展知識(shí)、參考書(shū)目。（4）練習(xí)系統(tǒng)：基本練習(xí)、綜合練習(xí)及應(yīng)用練習(xí)的題目、做題指導(dǎo)及自檢。（5）基本實(shí)驗(yàn)：基本算法驗(yàn)證和演示性實(shí)驗(yàn)視頻資源和仿真系統(tǒng)。（6）自測(cè)考試：學(xué)習(xí)者自主能完成各部分內(nèi)容學(xué)習(xí)自測(cè)自檢和課程模擬考試。

2.拓展資源。適合不同專(zhuān)業(yè)、不同層次學(xué)習(xí)者選擇與組合，不同內(nèi)容深度需求的拓展性資源，需要聯(lián)合共建與共享。常常包含：（1）專(zhuān)題講座錄像：圍繞課程內(nèi)容各專(zhuān)題深入探討的講座錄像，適合各專(zhuān)業(yè)和學(xué)生的個(gè)性學(xué)習(xí)。（2）作業(yè)習(xí)題庫(kù)：基本練習(xí)、綜合練習(xí)、應(yīng)用練習(xí)、擴(kuò)展及探究創(chuàng)新類(lèi)習(xí)題庫(kù)。（3）教學(xué)案例庫(kù)：課程教學(xué)和軟件設(shè)計(jì)與分析等教學(xué)案例。（4）試題試卷庫(kù)：試題試卷、參考答案、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、試卷分析。（5）課程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：虛擬及仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。（6）創(chuàng)新教學(xué)資源：創(chuàng)新題目、創(chuàng)新指導(dǎo)、作品展示、創(chuàng)新心得。（7）學(xué)科方向介紹：面向?qū)W生、教師及公眾不同層次學(xué)科方向與進(jìn)展介紹。

研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)是質(zhì)量工程的重要組成部分。針對(duì)課程具有理論和實(shí)踐并重的特點(diǎn)，結(jié)合地方高校研究生教育教學(xué)實(shí)際，《算法設(shè)計(jì)與分析》研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)需以教學(xué)理念的轉(zhuǎn)型為中心，以教學(xué)改革升級(jí)為關(guān)鍵，以教學(xué)資源建設(shè)升級(jí)為重點(diǎn)，既要體現(xiàn)學(xué)術(shù)水平，也要體現(xiàn)技術(shù)水平，更要體現(xiàn)教育水平。因此，只有在教學(xué)過(guò)程中牢固樹(shù)立優(yōu)質(zhì)意識(shí)，不斷探索和實(shí)踐，才能創(chuàng)建真正的研究生優(yōu)質(zhì)課程。

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