計算機專業算法類課程教學模式改革論文
摘要：針對計算機專業算法類課程教學過程中存在的問題，本文結合當前的教學理念和筆者自身的教學實踐，探討了一種網絡教學平臺輔助下的計算機專業算法類課程教學改革模式，以期在教育教學過程中激發學生的學習興趣和熱情，增強教學效果，提高學生的自主學習能力、創新與實踐能力。
關鍵詞：計算機專業；算法類課程；教學改革；網絡教學平臺
在計算機專業教學過程中，算法類課程具有舉足輕重的作用，尤其對于培養學生運用計算機解決生產實際問題的能力具有不可替代的地位。計算機專業的培養計劃中涉及多門算法類課程，既有數據結構、算法分析和計算方法這些專業基礎課程，也有一些專業選修課程，如數字圖像處理和計算機圖形學。此外，一些高校還為計算機專業高年級本科生開設了人工智能和模式識別等選修課程。對于這些計算機專業算法類課程來說，它們不僅要求學生具有扎實的數學基礎知識和較強的編程實現能力，還要求有很強的自主學習和開拓創新能力。傳統的“教師課堂講授，學生實驗驗證”教學模式已經不能適應當前的高校教學要求，很難擔當培養創新型人才這一社會賦予高等教育的責任。因此，計算機專業算法類課程的教學改革是當前高校面臨的一項比較重要的任務。目前以MOOC（MassiveOpenOnlineCourse，大規模在線開放課程）為代表的新型教學模式在給傳統教學模式帶來巨大沖擊和影響的同時，也為傳統教學改革提供了一種新的思路[1]。在當前環境下，如何借鑒這些新型教學模式，改革并創新算法類課程教學模式是高校計算機專業教育面臨的緊迫問題。本文結合這些新型教學模式和筆者自身的教學實踐，探討了計算機專業算法類課程教學模式的改革方式，以期在教學過程中激發學生的學習興趣和熱情，引導學生進行自主學習，從而提高計算機專業算法類課程的教學效果，培養學生的創新精神和實踐能力。
一計算機專業算法類課程的教學現狀
經過廣泛調研，目前高校計算機專業算法類課程教學存在以下幾個方面的問題。
（一）從授課內容上來說，計算機專業算法類課程對學生的要求較高，除了編程語言外，還涉及高等數學、線性代數、數理統計等多門數學基礎課程。面對如此復雜繁多的課程內容，在有限的課時內，老師很難將知識點講透徹，而學生也很難深刻理解和及時掌握所學知識，很難從中構建完整的知識體系。此外，教學大綱要求中的知識點大多比較陳舊，與科學研究和生產實際脫節嚴重，學生無法從中發覺學習的樂趣。在實際教學過程中，計算機專業算法類課程的教學效果并不理想，學生學習的主動性和積極性較低。
（二）從理論教學上來說，目前課堂教學中，教師通常采用傳統的“教師主講，學生主聽”的教學模式，老師與學生之間缺乏溝通與交流，學生完全處于知識被動接受狀態，無法獲取體驗，學習的興趣、積極性和主動性不高。教師在教學過程中過于依賴教材，偏重理論知識的傳授，沒有引入具體的科研和實際案例作為支撐，學生對算法的核心思想與應用領域難以理解，以致其不能真正掌握各種算法的精髓，學習興趣不足，教學效果不佳。此外，這種單一的教學方式并未考慮到學生的個體差異性，無法進行因材施教。
（三）從實驗教學上來說，目前教學過程中，實驗課時相對于理論課時較少，而且大部分都是驗證性實驗，缺乏創新性，難以提起學生的實驗興趣。雖然計算機專業算法類課程的理論性較強，但仍然需要大量的實驗內容。只有不斷實驗和總結才能讓學生真正理解各類算法的精髓，否則學生就無法體驗到各種算法的真正用處，更不用說激起學生的學習興趣。此外，由于課時的有限性，這些算法類實驗課程的素材顯得比較零散，且缺乏手把手的演示實驗視頻及測試算法掌握情況的例程，老師無法及時掌握和評價學生的實驗效果，學生也無法及時掌握自己的學習情況。
（四）從教和學的主體角度來說，教師與學生之間缺乏溝通和互動。教學過程是由老師和學生共同來完成的，目前高校的教學模式注定了老師與學生的交流大多集中在課堂上，繁重的教學任務使得老師根本無法在有限的課時內對學生的問題進行逐一解答。這造成學生在課后自主學習和實驗時，遇到疑難問題，無法及時與老師進行溝通。雖然目前課外師生間可以依靠短信、QQ群、微信等公共網絡和通信平臺進行互動，但對于在線答疑和討論來說，這些平臺功能繁雜、不完善，給師生間及學生間實時便捷的深度溝通與互動帶來許多不便[2]。
（五）從課程考核和評價方式來說，雖然教師可以綜合學生的平時成績、實踐成績和考試（或考查）成績來考核評價學生的課堂學習情況[3]，卻無法跟蹤和管理學生課外學習的情況，對每位學生的課外自主學習時間和效果缺乏相應的考核評價方法。目前，教師只能根據課外作業、課堂提問和討論時學生的表現來評價學生的學習情況，對學生真實的學習過程未能實現跟蹤與考察，對學生的真實學習情況評價不夠全面和客觀。
二計算機專業算法類課程的教學改革模式
針對上述計算機專業算法類課程教學過程中存在的問題，本文探討一種網絡教學平臺輔助下的計算機專業算法類課程教學改革模式，以期優化整合計算機專業算法類課程，建立在線教學與實驗平臺，促進學生進行自主學習，滿足師生間和學生間深度互動和討論答疑的需要，對學生的學習進行全面客觀的監督和管理。具體實施思路如下：
（一）優化整合各門課程，建立計算機專業算法類課程群。對于計算機專業算法類課程來說，它們之間具有共性，即都以數學為基礎，需采用編程來實現，且大多數課程間具有關聯性，前后存在一定的支撐關系。在計算機專業算法類課程群建設過程中需要強調課程之間的聯系，弱化課程的獨立性，強化課程資源的融合、交叉[4]。這種一體化的課程群建設可以最大程度的整合課程中零散的知識，優化教學結構，去除重復無用知識，保障知識點的實用性，在教學中充分培養學生各方面的能力，使得學生對算法類課程知識有一個完整的認識。
（二）設計與建設計算機專業算法類課程在線教學平臺，實現“教師少講精講，強化學生自主學習能力”的教學理念。計算機專業算法類課程的理論性較強，且實踐性更為重要。為了兼顧理論和實踐知識，在有限的課時內，教師對繁雜的知識點不能做到面面俱到，只能少講精講，這就需要強化學生的自主學習能力。在線教學平臺的建設顛覆了傳統課堂，將教學活動由課上向課外拓展，使得學生可以根據自己的需要進行學習，真正實現了“以學生為中心”的先進教學理念。根據計算機專業算法類課程的特點，該平臺需要在課程群建設的基礎上，將教學內容和演示實驗等由課上向平臺轉化，以供學生觀摩學習。同時，該平臺必須能提供相應的虛擬實驗環境和使用說明，以供學生在線實驗，并及時反饋實驗結果。
（三）完善理論與實驗教學資源，創建多維層次性的在線教學環境。在計算機專業算法類課程在線教學平臺建設過程中，教師需要根據課程群的知識體系，對知識點中的重點、難點進行梳理，以進一步完善理論教學資源。同時，教師需要優化實驗教學內容，精心設計實驗大綱，根據需要設計出三大類實驗設計例程庫，并將題目和答案分別載入在線教學平臺。第一類主要是驗證性實驗，主要用于學生自測，考查學生對單個知識點的掌握情況，學生在完成后可進行自主學習情況的自我評價，如有可能，可以將題目按次序設計為“沖關”模式，以增加自主學習的樂趣。第二類主要是設計性實驗，主要用于考查學生綜合分析利用知識的能力，學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驗，題目主要來源于教師的科研項目和前沿的領域技術[5]，目的是培養和考查學生利用所學知識解決生產實際問題的能力以及分工協作的團隊意識，學生在完成實驗的同時可以進行分組討論。
（四）構建在線輔導答疑與交流共享平臺，實現師生間和學生間的深度互動。通過建立交流平臺，師生之間和學生之間可以利用互聯網進行交流和討論，突破了傳統課堂的時空界限，有利于師生之間和學生之間的深度互動。主要包括兩個方面：一是在線輔導答疑，學生可以根據自己的需要選擇老師進行提問，被提問的老師會在上線后看到學生提交的問題，并給予解答，除此之外師生們還可以就提問進行群體討論；二是在線交流共享，教師以發帖的形式將教學資料和解答進行上傳，以輔助課堂教學，學生也可以將自己的心得、疑問和資料發布到平臺，從而達到交流共享的目的，提高學生對計算機專業算法類課程教學平臺建設的參與度。
（五）構建管理與跟蹤統計平臺，建立完善有效的考核和評價體系。在計算機專業算法類課程教學平臺建設過程中，平臺需要能夠統計學生在線學習次數、時間和測試成績等基本信息，以對學生的自主學習情況進行管理與跟蹤統計。根據統計情況，平臺需要能夠分析這些統計數據，并建立學生參加答疑、互動等的情況與其課程學習效果及自主學習能力之間的關聯性，以期歸納和總結出學生自主學習能力培養方面的一些基本規律和方法。同時，依據分析和統計情況，平臺需要能夠對學生的自主學習情況進行考核評價，以期使考核評價更真實有效、更具可操作性。此外，評價應當全面客觀地反映學生的真實學習情況，需對學生的學習態度、學習能力、溝通與協作能力和開拓創新能力等進行全面考察。
三結語
針對計算機專業算法類課程教學過程中存在的問題，本文結合當前先進的教學理念和筆者自身的教學實踐，從課程群建設、教學平臺建設、教學資源完善、互動平臺構建和考核評價體系這五個方面，探討了一種網絡教學平臺輔助下的計算機專業算法類課程教學改革模式，以期增強教學效果，提高學生的自主學習能力、創新和實踐能力。
參考文獻
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