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计算机专业算法类课程教学模式改革

时间:2018-04-02 计算机毕业论文 我要投稿

  根据信息与计算科学专业的培养目标,结合专业特点及学校实际,从课程整合、教材建设、教学模式和考核方式4个方面阐述计算机类课程如何进行教学改革,指出信息与计算科学专业计算机类课程教学中要充分发挥本专业的数学优势,将数学知识和数学思维融入计算机课程,体现专业特色.下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。

  摘要:针对计算机专业算法类课程教学过程中存在的问题,本文结合当前的教学理念和笔者自身的教学实践,探讨了一种网络教学平台辅助下的计算机专业算法类课程教学改革模式,以期在教育教学过程中激发学生的学习兴趣和热情,增强教学效果,提高学生的自主学习能力、创新与实践能力。

  关键词:计算机专业;算法类课程;教学改革;网络教学平台

  在计算机专业教学过程中,算法类课程具有举足轻重的作用,尤其对于培养学生运用计算机解决生产实际问题的能力具有不可替代的地位。计算机专业的培养计划中涉及多门算法类课程,既有数据结构、算法分析和计算方法这些专业基础课程,也有一些专业选修课程,如数字图像处理和计算机图形学。此外,一些高;刮扑慊ㄒ蹈吣昙侗究粕枇巳斯ぶ悄芎湍J绞侗鸬妊⌒蘅纬。对于这些计算机专业算法类课程来说,它们不仅要求学生具有扎实的数学基础知识和较强的编程实现能力,还要求有很强的自主学习和开拓创新能力。传统的“教师课堂讲授,学生实验验证”教学模式已经不能适应当前的高校教学要求,很难担当培养创新型人才这一社会赋予高等教育的责任。因此,计算机专业算法类课程的教学改革是当前高校面临的一项比较重要的任务。目前以MOOC(MassiveOpenOnlineCourse,大规模在线开放课程)为代表的新型教学模式在给传统教学模式带来巨大冲击和影响的同时,也为传统教学改革提供了一种新的思路[1]。在当前环境下,如何借鉴这些新型教学模式,改革并创新算法类课程教学模式是高校计算机专业教育面临的紧迫问题。本文结合这些新型教学模式和笔者自身的教学实践,探讨了计算机专业算法类课程教学模式的改革方式,以期在教学过程中激发学生的学习兴趣和热情,引导学生进行自主学习,从而提高计算机专业算法类课程的教学效果,培养学生的创新精神和实践能力。

  一、计算机专业算法类课程的教学现状

  经过广泛调研,目前高校计算机专业算法类课程教学存在以下几个方面的问题。

  (1)从授课内容上来说,计算机专业算法类课程对学生的要求较高,除了编程语言外,还涉及高等数学、线性代数、数理统计等多门数学基础课程。面对如此复杂繁多的课程内容,在有限的课时内,老师很难将知识点讲透彻,而学生也很难深刻理解和及时掌握所学知识,很难从中构建完整的知识体系。此外,教学大纲要求中的知识点大多比较陈旧,与科学研究和生产实际脱节严重,学生无法从中发觉学习的乐趣。在实际教学过程中,计算机专业算法类课程的教学效果并不理想,学生学习的主动性和积极性较低。

  (2)从理论教学上来说,目前课堂教学中,教师通常采用传统的“教师主讲,学生主听”的教学模式,老师与学生之间缺乏沟通与交流,学生完全处于知识被动接受状态,无法获取体验,学习的兴趣、积极性和主动性不高。教师在教学过程中过于依赖教材,偏重理论知识的传授,没有引入具体的科研和实际案例作为支撑,学生对算法的核心思想与应用领域难以理解,以致其不能真正掌握各种算法的精髓,学习兴趣不足,教学效果不佳。此外,这种单一的教学方式并未考虑到学生的个体差异性,无法进行因材施教。

  (3)从实验教学上来说,目前教学过程中,实验课时相对于理论课时较少,而且大部分都是验证性实验,缺乏创新性,难以提起学生的实验兴趣。虽然计算机专业算法类课程的理论性较强,但仍然需要大量的实验内容。只有不断实验和总结才能让学生真正理解各类算法的精髓,否则学生就无法体验到各种算法的真正用处,更不用说激起学生的学习兴趣。此外,由于课时的有限性,这些算法类实验课程的素材显得比较零散,且缺乏手把手的演示实验视频及测试算法掌握情况的例程,老师无法及时掌握和评价学生的实验效果,学生也无法及时掌握自己的学习情况。

  (4)从教和学的主体角度来说,教师与学生之间缺乏沟通和互动。教学过程是由老师和学生共同来完成的,目前高校的教学模式注定了老师与学生的交流大多集中在课堂上,繁重的教学任务使得老师根本无法在有限的课时内对学生的问题进行逐一解答。这造成学生在课后自主学习和实验时,遇到疑难问题,无法及时与老师进行沟通。虽然目前课外师生间可以依靠短信、QQ群、微信等公共网络和通信平台进行互动,但对于在线答疑和讨论来说,这些平台功能繁杂、不完善,给师生间及学生间实时便捷的深度沟通与互动带来许多不便[2]。

  (5)从课程考核和评价方式来说,虽然教师可以综合学生的平时成绩、实践成绩和考试(或考查)成绩来考核评价学生的课堂学习情况[3],却无法跟踪和管理学生课外学习的情况,对每位学生的课外自主学习时间和效果缺乏相应的考核评价方法。目前,教师只能根据课外作业、课堂提问和讨论时学生的表现来评价学生的学习情况,对学生真实的学习过程未能实现跟踪与考察,对学生的真实学习情况评价不够全面和客观。

  二、计算机专业算法类课程的教学改革模式

  针对上述计算机专业算法类课程教学过程中存在的问题,本文探讨一种网络教学平台辅助下的计算机专业算法类课程教学改革模式,以期优化整合计算机专业算法类课程,建立在线教学与实验平台,促进学生进行自主学习,满足师生间和学生间深度互动和讨论答疑的需要,对学生的学习进行全面客观的监督和管理。具体实施思路如下:

  (1)优化整合各门课程,建立计算机专业算法类课程群。对于计算机专业算法类课程来说,它们之间具有共性,即都以数学为基础,需采用编程来实现,且大多数课程间具有关联性,前后存在一定的支撑关系。在计算机专业算法类课程群建设过程中需要强调课程之间的联系,弱化课程的独立性,强化课程资源的融合、交叉[4]。这种一体化的课程群建设可以最大程度的整合课程中零散的知识,优化教学结构,去除重复无用知识,保障知识点的实用性,在教学中充分培养学生各方面的能力,使得学生对算法类课程知识有一个完整的认识。

  (2)设计与建设计算机专业算法类课程在线教学平台,实现“教师少讲精讲,强化学生自主学习能力”的教学理念。计算机专业算法类课程的理论性较强,且实践性更为重要。为了兼顾理论和实践知识,在有限的课时内,教师对繁杂的知识点不能做到面面俱到,只能少讲精讲,这就需要强化学生的自主学习能力。在线教学平台的建设颠覆了传统课堂,将教学活动由课上向课外拓展,使得学生可以根据自己的需要进行学习,真正实现了“以学生为中心”的先进教学理念。根据计算机专业算法类课程的特点,该平台需要在课程群建设的基础上,将教学内容和演示实验等由课上向平台转化,以供学生观摩学习。同时,该平台必须能提供相应的虚拟实验环境和使用说明,以供学生在线实验,并及时反馈实验结果。

  (3)完善理论与实验教学资源,创建多维层次性的在线教学环境。在计算机专业算法类课程在线教学平台建设过程中,教师需要根据课程群的知识体系,对知识点中的重点、难点进行梳理,以进一步完善理论教学资源。同时,教师需要优化实验教学内容,精心设计实验大纲,根据需要设计出三大类实验设计例程库,并将题目和答案分别载入在线教学平台。第一类主要是验证性实验,主要用于学生自测,考查学生对单个知识点的掌握情况,学生在完成后可进行自主学习情况的自我评价,如有可能,可以将题目按次序设计为“冲关”模式,以增加自主学习的乐趣。第二类主要是设计性实验,主要用于考查学生综合分析利用知识的能力,学生在完成后可以在线提交,以供教师在线批改。第三类主要是综合性实验,题目主要来源于教师的科研项目和前沿的领域技术[5],目的是培养和考查学生利用所学知识解决生产实际问题的能力以及分工协作的团队意识,学生在完成实验的同时可以进行分组讨论。

  (4)构建在线辅导答疑与交流共享平台,实现师生间和学生间的深度互动。通过建立交流平台,师生之间和学生之间可以利用互联网进行交流和讨论,突破了传统课堂的时空界限,有利于师生之间和学生之间的深度互动。主要包括两个方面:一是在线辅导答疑,学生可以根据自己的需要选择老师进行提问,被提问的老师会在上线后看到学生提交的问题,并给予解答,除此之外师生们还可以就提问进行群体讨论;二是在线交流共享,教师以发帖的形式将教学资料和解答进行上传,以辅助课堂教学,学生也可以将自己的心得、疑问和资料发布到平台,从而达到交流共享的目的,提高学生对计算机专业算法类课程教学平台建设的参与度。

  (5)构建管理与跟踪统计平台,建立完善有效的考核和评价体系。在计算机专业算法类课程教学平台建设过程中,平台需要能够统计学生在线学习次数、时间和测试成绩等基本信息,以对学生的自主学习情况进行管理与跟踪统计。根据统计情况,平台需要能够分析这些统计数据,并建立学生参加答疑、互动等的情况与其课程学习效果及自主学习能力之间的关联性,以期归纳和总结出学生自主学习能力培养方面的一些基本规律和方法。同时,依据分析和统计情况,平台需要能够对学生的自主学习情况进行考核评价,以期使考核评价更真实有效、更具可操作性。此外,评价应当全面客观地反映学生的真实学习情况,需对学生的学习态度、学习能力、沟通与协作能力和开拓创新能力等进行全面考察。

  三、结语

  针对计算机专业算法类课程教学过程中存在的问题,本文结合当前先进的教学理念和笔者自身的教学实践,从课程群建设、教学平台建设、教学资源完善、互动平台构建和考核评价体系这五个方面,探讨了一种网络教学平台辅助下的计算机专业算法类课程教学改革模式,以期增强教学效果,提高学生的自主学习能力、创新和实践能力。

  参考文献

  [1]万烂军,罗海霞.面向MOOC的Java课程教学改革探索[J].电脑知识与技术:学术交流,2014(10X):7135-7136.

  [2]刘登峰,秦宁宁,徐保国.计算机组成原理实验课程网络在线试验平台建设模式的思考[J].教育教学论坛,2016(16):207-208.

  [3]肖志勇,袁运浩,杨金龙.计算机专业课程教改探索:以《数字图像处理技术》为例[J].教育现代化,2015,12:74.

  [4]李英梅,夏伟宁,丁金凤.Java程序设计语言课程群建设[J].计算机教育,2012,7:86-89.

  [5]李东明,赵伟.Java语言课程实践教学改革[J].计算机教育,2011(13):122-125.

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