以研究生優質課程建設為契機 深化《算法設計與分析》教學改革

陳媛，茍光磊，盧玲

摘要：研究生優質課程建設是一項提高研究生教學質量的重要舉措，旨在促進教育教學理念的轉變，引領教學內容和教學方法改革，培養學生的實踐創新能力。根據地方高校研究生優質課程建設的實施和感受，結合多年的建設體會，提出深化《算法設計與分析》課程教學改革的具體途徑與方法。

關鍵詞：研究生優質課程；算法設計與分析；教學理念；教學改革；創新能力

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0042-02

在世界經濟全球化、教育國際化和創新人才競爭日益激烈的背景下，改革人才培養模式以適應建設創新型國家、構建學習型社會的需要被提上了議事日程。但近年來隨著招生規模的擴大，我國研究生教育出現了“大眾化”現象，這制約著創新型研究生人才的培養，影響了研究生教育質量的提高[1]。為推動研究生教育教學水平整體提升，2009年開始重慶市教育委員會組織開展了重慶高校研究生教育優質課程的立項建設，以推進研究生教育教學模式的改革[2]。研究生優質課程是指課程目標定位明確、課程教學團隊優秀、支撐課程學科實力較強、資源具有較大共享價值的示范性課程。優質課程在教學理念、課程體系建設、教學內容、教學方法等教改研究和實施方面成績明顯[3-4]。重慶理工大學《算法設計與分析》課程于2011年通過專家評審開始“重慶市研究生優質課程”立項建設。《算法設計與分析》課程是信息類碩士研究生的一門核心學位課程，課程系統介紹軟件設計中常用的算法分析與設計技術，為學生獨立設計算法和對算法進行復雜性分析奠定了堅實的基礎。課程理論性和實踐性都很強。以研究生優質課程建設為契機，為研究生教育教學改革注入活力，為推動研究生創新能力的提高提供動力。在教學過程中如何進行教學理念的轉型、教學內容和教學方法改革的升級特別是如何進行教學資源建設的升級是目前研究生優質課程建設需認真思考的問題。

一、教學理念轉型

研究生教育教學觀念必須先更新，教學模式才能轉變。地方高校碩士生生源主要來自于三本院校，要引導學生從接受性學習向發現性學習到研究性學習轉變，營造獨立思考、自由探索、勇于創新的良好環境，就必須堅持“育人為本、素質及創新教育為核心”的教育理念及“用最優質教學資源組織教學，提高教學質量，強化創新人才培養”的教學原則。應用現代信息技術構建優質教學資源，實現“強化應用創新能力、倡導自主學習”的課程建設目標，主張在教師引導下學生充分利用教學資源自主學習，以促進個性發展，從而全面推進學生知識、能力、素質的協調發展，以適應終身學習和國際化要求。教學觀念轉變后，教學模式相應地從教師、課堂、教材為中心的單一知識傳授型轉變為以教師為主導、學生為中心的素質與創新型的課程教學模式及以課堂講授為引導、以學生課外自主學習為中心和以教材學習為基礎、以充分利用教學資源學習為核心的教學模式。

二、教學改革升級

研究生教育教學改革升級的核心是教學內容的更新，關鍵是教學方法的改革。

1.教學內容更新。“算法設計與分析”所涉及的領域非常廣泛，通常包括：關于算法復雜性分析的理論研究，如問題復雜度分析、函數漸進分析等理論；各種基本和經典的算法，如分治法、貪婪法、動態規劃等算法；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用研究[5-6]。依據《算法設計與分析》課程教學理念，本著“設計與分析并重、理論與應用結合、經典與現代互補”的原則，按照基本內容、專題講座和教學案例三種形式組織教學內容。“引入篇”介紹算法設計與分析的基本步驟與方法，如“自頂向下、逐步求精”的算法設計過程、函數漸進分析方法等內容。“核心篇”介紹各種常用的算法策略，如分治法、貪心法、動態規劃、回溯法及分支限界法等，并對算法策略進行總結比較。“應用篇”針對具體的應用案例，采用不同的算法策略進行算法設計和效率分析，促進學生的思維。“提高篇”介紹學科領域的最新進展，結合科研項目用專題講座形式講述搜索引擎等算法，引導學生的興趣。

2.教學方法改革。（1）課堂教學方式的改革。課堂講授采用引導式、啟發式和探究式講授；引導學生的學習興趣，激發學習的主動性，促進學生的思維和自學；以問題講解為核心，以算法思想與方法教學為重點；適當減少講授學時，加大討論課學時比例；討論課以團隊為單位，以解決應用問題為目標，注重算法思想的表述、算法實現，特別強調算法的比較。當然，網絡學習資源是課堂教學改革和質量提高的重要保障。（2）教學考評體系的建立。研究生教學需重視“教師教”的評價，更要重視對“學生學”的評價，特別強調轉變教學評價觀，將評價教學由知識觀轉變為素質觀、能力觀[7]。課程的成績由課程理論考核（50%）+實驗作業（20%）+課堂討論（20%）+論文（10%）構成，引導學生理論聯系實際，激發學生的創新能力和系統設計能力。（3）實踐教學體系的構建。由于學時的限制，研究生《算法設計與分析》課程往往沒有安排實踐學時，但鑒于課程實踐性強的特性和課程建設目標，實踐環節基本安排在課外完成，但其考核在實驗作業和課堂討論兩部分中實現。實驗作業內容按難易程度分成3類：①驗證型。對經典算法用高級語言加以實現并驗證。②拓展型。利用新技術將實現的算法抽象拓展成為通用函數庫（類庫）。③應用型。選擇ACM/ICPC程序設計競賽中的應用型問題，引導學有余力的學生應用所學的知識解決實際問題。拓展和應用型實驗的設置使部分學生能體會到創造和征服困難的快感，激發他們的學習和探索熱情。

三、教學資源建設升級

網絡的可自學性、可交互性和海量信息資源為研究生優質課程建設提供了資源平臺和技術支撐。應用現代信息技術，改進教學手段和教學方法，推進網絡教學資源的建設，是研究生優質課程建設的特色[2]。

研究生優質課程教學資源建設升級強調教學適應性、學習實用性和實際使用效果，資源的表現模式和技術升級強調適合基于網絡的學習，資源開發強調方便學習者參與的教學過程可交互性。endprint

1.基本資源。基本資源涵蓋學習者基于網絡能自主完成課程學習的基本內容和必要環節的必需教學資源，能反映課程的教學思想、教學方法、教學內容及教學過程。主要包含：（1）課程計劃：課程介紹、教學大綱、教學日歷、實施教案（文字稿及電子演示稿）。（2）教學錄像：按教學計劃學時的全程授課實錄，注重教師與學生互動。（3）學習指導：學習要求、重點難點、知識脈絡、學習方法、典型例題、常見問題、擴展知識、參考書目。（4）練習系統：基本練習、綜合練習及應用練習的題目、做題指導及自檢。（5）基本實驗：基本算法驗證和演示性實驗視頻資源和仿真系統。（6）自測考試：學習者自主能完成各部分內容學習自測自檢和課程模擬考試。

2.拓展資源。適合不同專業、不同層次學習者選擇與組合，不同內容深度需求的拓展性資源，需要聯合共建與共享。常常包含：（1）專題講座錄像：圍繞課程內容各專題深入探討的講座錄像，適合各專業和學生的個性學習。（2）作業習題庫：基本練習、綜合練習、應用練習、擴展及探究創新類習題庫。（3）教學案例庫：課程教學和軟件設計與分析等教學案例。（4）試題試卷庫：試題試卷、參考答案、評分標準、試卷分析。（5）課程實驗系統：虛擬及仿真實驗系統。（6）創新教學資源：創新題目、創新指導、作品展示、創新心得。（7）學科方向介紹：面向學生、教師及公眾不同層次學科方向與進展介紹。

研究生優質課程建設是質量工程的重要組成部分。針對課程具有理論和實踐并重的特點，結合地方高校研究生教育教學實際，《算法設計與分析》研究生優質課程建設需以教學理念的轉型為中心，以教學改革升級為關鍵，以教學資源建設升級為重點，既要體現學術水平，也要體現技術水平，更要體現教育水平。因此，只有在教學過程中牢固樹立優質意識，不斷探索和實踐，才能創建真正的研究生優質課程。

參考文獻：

[1]高英彤，劉亞娜.論研究生創新能力的培養[J].學術交流，2012，（2）：201-204.

[2]李玉蘭.研究生優質課程立項建設的思考[J].高等建筑教育，2012，（1）：37-40.

[3]丁鋼.杰出人才培養：一個制度文化的分析視角[J].探索與爭鳴，2010，（3）：4-5.

[4]邱逢興.以國家精品課程帶動系列課程建設，催生國家級教學團隊，全面提升課程建設水平[J].高等教育研究學報，2010，（9）：105-108.

[5]高麗萍，彭敦陸，鄧桂英，陳慶奎.面向企業應用的“算法設計與分析”課程建設改革探索[J].中國電力教育，2011，（20）：92-93.endprint