“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《算法分析與設(shè)計》課程教學(xué)設(shè)計

萬亞利

（廣州商學(xué)院，廣東廣州 511363）

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化教育也開始應(yīng)時代而生，緊隨時代而變，出現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的形式并被引入教育教學(xué)，逐漸受到各部門重視[1]，高等學(xué)校的教學(xué)信息化也成為現(xiàn)代化教學(xué)的一個重要標(biāo)志[2]。

算法分析與設(shè)計是高等學(xué)校計算機系各專業(yè)的核心專業(yè)課，其要求學(xué)生能夠掌握并利用計算機的特點和原理，全面理解計算機專業(yè)課程的基礎(chǔ)理論、方法與技術(shù)，熟練運用算法分析與設(shè)計專業(yè)知識與工具，進(jìn)行計算機信息系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)，提升信息技術(shù)解決問題的意識與效率。學(xué)生通過學(xué)習(xí)和理解算法的基本知識，了解算法設(shè)計的基本方法和技術(shù)，學(xué)習(xí)算法性能分析中的具體方法和技巧，為計算機應(yīng)用和科學(xué)研究工作中有效求解問題以及今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程知識奠定基礎(chǔ)[3]。

算法分析與設(shè)計課程包含較多理論基本概念、算法設(shè)計策略、算法偽代碼、算法的設(shè)計方法和分析技巧。課程基礎(chǔ)內(nèi)容抽象難懂，代碼邏輯思維能力要求較高[4]。傳統(tǒng)的教學(xué)方式大多都以教師講授為主，教學(xué)方法簡單且單一，容易導(dǎo)致數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生提前失去學(xué)習(xí)的興趣[5]。在傳統(tǒng)教學(xué)課堂上，教師往往對理論的傳授重視程度較高，忽視讓學(xué)生具備獨立思考解決問題的能力。傳統(tǒng)教學(xué)的模式對學(xué)生的實踐操作要求偏低，算法分析與設(shè)計中，每一種算法設(shè)計思想，都有相應(yīng)的代碼設(shè)計邏輯，需要學(xué)生多動手實踐，才能更好地掌握其中蘊含的復(fù)雜理論知識。本文針對上述問題的缺陷，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景前提，提出算法分析與設(shè)計課程教學(xué)設(shè)計的改進(jìn)方法。

1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)設(shè)計

算法分析與設(shè)計課程作為計算機相關(guān)專業(yè)的必修課程，是一門注重實踐性的綜合課程，包含理論知識的傳授以及實際操作能力的培養(yǎng)，還有課程價值方向的引領(lǐng)。

1.1 課程網(wǎng)絡(luò)信息資源庫建設(shè)

依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)人才方案，結(jié)合企業(yè)的實際崗位需求，邀請專業(yè)教學(xué)骨干教師、企業(yè)專家與課程組教師一起，結(jié)合企業(yè)工作的實際要求，兼顧計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生自身發(fā)展的規(guī)律，依據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景建立線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺[6]。

通過研討的形式制定教學(xué)大綱，對教學(xué)內(nèi)容安排進(jìn)行合理劃分最小課時單位，搜集整理課程素材，安排教學(xué)團隊中各位教師對應(yīng)課程負(fù)責(zé)范圍制作課件、動畫設(shè)計和視頻錄制等準(zhǔn)備。對教學(xué)課件引入具體實例案例教學(xué)，教師需完成算法設(shè)計策略中各個常用的精巧算法的動畫演示圖設(shè)計。由于算法分析與設(shè)計課程理論難懂，需要結(jié)合實際案例進(jìn)行講解，幫助學(xué)生加深對知識記憶。課程相關(guān)老師需要按章課程知識點收集實際案例例題。

課程教學(xué)教師完成信息化平臺中題庫的建設(shè)，分別準(zhǔn)備課前自主練習(xí)，課中隨堂練習(xí)以及課后拓展練習(xí)。

1.2 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)

課程教學(xué)開始前一周，教師通過信息網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺[7]邀請任教班級學(xué)生加入課程，并線上發(fā)布調(diào)查問卷，了解學(xué)生的前沿課程及學(xué)科基礎(chǔ)掌握程度，任課教師需要對學(xué)生的基本學(xué)習(xí)情況以及班級學(xué)習(xí)風(fēng)格有系統(tǒng)掌握。

課程開始后，根據(jù)課表安排，每周定時發(fā)布預(yù)習(xí)課程視頻并設(shè)置任務(wù)點，通知學(xué)習(xí)觀看并學(xué)會預(yù)習(xí)課程內(nèi)容。學(xué)生完成課程預(yù)習(xí)將獲得相對應(yīng)的任務(wù)積分，該積分作為課程平時成績記錄在信息系統(tǒng)中，通過鼓勵并定時查看學(xué)生完成任務(wù)情況，督促學(xué)生積極主動完成課程知識內(nèi)容的預(yù)習(xí)。

1.3 創(chuàng)新課堂教學(xué)模式

注重“教師引導(dǎo)，學(xué)生思考，促進(jìn)師生共同發(fā)展”的教學(xué)模式在教學(xué)中結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，重點突出理論聯(lián)系實際，構(gòu)建以學(xué)生主動學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的課堂形式。“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下課堂教學(xué)過程中，應(yīng)注重教育資源和信息化技術(shù)的結(jié)合[8-9]。以具體案例教學(xué)形式進(jìn)行，既能增加學(xué)生對科技發(fā)展動向的了解，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

以算法分析與設(shè)計中圖的m著色算法為例，討論課程方案設(shè)計與具體的實施方法。

四色定理是一個著名的數(shù)學(xué)定理，問題具體描述為假設(shè)在一個平面上畫出鄰接的有限區(qū)域，可以用4種不同的顏色來給這些區(qū)域著色，讓相鄰兩個區(qū)域著色都各不相同；兩個鄰接區(qū)域指擁有共同的邊界，且不只是同一個公共的交點。

在課程講授的過程中，引導(dǎo)學(xué)生去了解四色定理在圖的m著色問題中的廣泛使用，《最強大腦》之拿破侖的四色禮物游戲，可以作為課堂講授中問題的導(dǎo)入，以直觀的游戲迅速抓住學(xué)生的注意力，以此提升學(xué)生的興趣，展開理論知識的講解。

引入案例采用啟發(fā)式教學(xué)方法，提出一個實際的具體城市案例，由學(xué)生動手去用四色定理的規(guī)則完成城市行政區(qū)域著色，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，自主發(fā)現(xiàn)問題，從實踐過程中不斷探索求新，主動靈活運用知識解決具體問題。實踐課環(huán)節(jié)采用示范教學(xué)方法，注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強學(xué)生勇于探新、善于解決問題的課程實踐能力[10]。在具體實踐教學(xué)操作下，應(yīng)注重學(xué)生的思維反饋，引導(dǎo)學(xué)生建立程序邏輯設(shè)計的系統(tǒng)知識。具體體現(xiàn)在以示范作為引導(dǎo)，以學(xué)生根據(jù)示范代碼，完成課程要求代碼書寫能力為結(jié)果。

以地圖為例，采用案例分析完成回溯法知識的教學(xué)，結(jié)合算法的設(shè)計思想和剪枝過程，演示代碼完成全國各省份的著色情況，并在代碼演示完成后拋出問題給學(xué)生，讓學(xué)生以小組形式協(xié)同探討問題，互相分享了解的理論知識以及在小組探索過程中遇到的問題及解決方式。教師組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果展示，引導(dǎo)學(xué)生成為學(xué)習(xí)算法分析與設(shè)計課程中的主講者，教師成為課程的配合者，輔助學(xué)生對難以理解且理不清的知識進(jìn)行答疑或展開課堂討論，由學(xué)生解答學(xué)生的提問，提高學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的積極性。

1.4 課程效果評價

教學(xué)效果評價側(cè)重點在于考查學(xué)生的綜合實踐能力。課程評價標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)控體系，應(yīng)當(dāng)重視對學(xué)生在案例學(xué)習(xí)、學(xué)生自我管理式學(xué)習(xí)及發(fā)現(xiàn)、分析、解決實際問題等方面進(jìn)行評價。

通過網(wǎng)絡(luò)信息化平臺，教師可查看學(xué)生預(yù)習(xí)課程的學(xué)習(xí)記錄、網(wǎng)上問題討論記錄以及課堂回答問題的表現(xiàn)記錄等。課后作業(yè)部分也同樣采用線上方式，學(xué)生完成作業(yè)提交，教師及時通過教學(xué)平臺批改作業(yè)以后，學(xué)生能夠立即查看到自己的作業(yè)答題情況，及時做出修改及更正。另外，采用信息化網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)課后作業(yè)的方式，教師還能夠清晰地分析學(xué)生作業(yè)數(shù)據(jù)，根據(jù)學(xué)生的答題情況，掌握班級學(xué)生課程的學(xué)習(xí)效果，及時調(diào)整教學(xué)模式。

2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的課程考核設(shè)計

新時代下，算法分析與設(shè)計的考核方式，應(yīng)注重學(xué)生動手能力以及從實踐中去分析與解決問題的能力考核，全面并且客觀地對學(xué)生的能力進(jìn)行綜合評價。

傳統(tǒng)的算法分析與設(shè)計考核方式，大多數(shù)都以平時成績結(jié)合期末考察的形式進(jìn)行設(shè)定。平時成績一般涵蓋平時考勤、學(xué)生作業(yè)評定、課堂表現(xiàn)等幾個方面。大作業(yè)成績依據(jù)考核各項評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定。這種考核方式看似關(guān)注學(xué)生評價的多元性，也結(jié)合課堂提問、學(xué)生作業(yè)、實驗實訓(xùn)操作及大作業(yè)匯報情況各方面綜合評定學(xué)生成績，實際難以反映學(xué)生對課程掌握的真實水平，特別是將算法分析與設(shè)計理論知識，應(yīng)用到解決實際問題當(dāng)中的能力尤為重要。

針對這一情況，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”環(huán)境下，采用線上、線下混合的信息化考核方式，優(yōu)勢也逐漸凸顯。基于信息化網(wǎng)上教學(xué)平臺，對作業(yè)進(jìn)行細(xì)致劃分，包括課前預(yù)期、課中練習(xí)以及課后鞏固都作為相應(yīng)的課程學(xué)習(xí)任務(wù)點進(jìn)行發(fā)放，通過信息系統(tǒng)可以方便地納入課程考核范圍。課程學(xué)習(xí)也設(shè)置了相應(yīng)的任務(wù)點，學(xué)生完成在線學(xué)習(xí)后可以將學(xué)習(xí)信息反饋到信息系統(tǒng)中進(jìn)行考核。課堂學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、思考問題以及解決問題的過程也將作為理論聯(lián)系實際的能力考核范圍。

3 結(jié)語

信息化教學(xué)方法是新時代高等教育教學(xué)研究的焦點。本文針對傳統(tǒng)教學(xué)模式下存在的普遍問題，提出了一種“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《算法分析與設(shè)計》課程教學(xué)的設(shè)計方案，從課程教學(xué)過程以及課程考核上進(jìn)行分析，創(chuàng)新課堂教學(xué)設(shè)計，完善課程考核方式。充分發(fā)揮出以生為本、以學(xué)為旨、引生思考、豐富指導(dǎo)的特點，并以專業(yè)特色課程建設(shè)為基礎(chǔ)，體現(xiàn)出“互聯(lián)網(wǎng)+”時代環(huán)境下的教學(xué)設(shè)計改革方法。使學(xué)生在信息時代新的環(huán)境下，能夠緊跟前沿知識的步伐，為高校計算機專業(yè)課程教師建設(shè)信息化教學(xué)模式提供參考。