计算机专业课程设计探究

1计算机问题求解课程建设

1.1课程内容建设

在课程内容建设上，配合教学实施与监控，创造性地将已有的知识进行分析、分解、“裁剪”与“重构”。程序设计基础是通过一种程序设计语言让学生掌握程序设计的方法和技能，在课堂上讲授过多的语言细节往往影响学生对思想的领会。计算机问题求解课程将传递思想和训练技能分开，不讲语言内容，而是通过学生编程训练技能。离散数学课程的内容主要由逻辑、集合论、图论和代数4部分构成。课程第一阶段，以集合论内容为载体，加强对学生逻辑证明能力的培养，而对图、计数与组合、离散概率、抽象代数等内容的讲解则与计算机算法设计与分析的应用尽可能相结合，提高其学习兴趣。数据结构和算法设计与分析两门课程内容紧密相连，通过问题求解这一主线组织内容，避免了作为两门课程之间分工不明，互相冲突的现象。同时增加了近似算法与随机算法等算法领域的新内容。

1.2课程教学模式与手段

1）教师授课强调引导，发挥学生的主动性。授课重在引导，采用启发性问题将内容串起来，引导学生主动思考与探索。教师讲解内容及材料均是在“深度引导”的思想下设计的，并让学生动手“做点什么”，每周均有解题和编程实现的任务。例如，将主题为“为什么计算机能够解题”分解为两个子问题：①计算机能干什么？②人工如何解题？虽然计算机功能强大，但内部只有简单的“bit操作”。要求学生利用3个最简单的bit操作：bit反转、置零、bit条件反转完成。讨论①为什么会需要像哈希表这样的数据结构？②如何理解哈希表反映了使用数据结构进行效率和空间开销的优化等问题？结果表明，学生的参与度、学习态度和探究精神均有较大提高。2）增设讨论课。在讲授计算机问题求解课程时，教师对学生在自学过程中适时引导是教学的关键。除在授课过程中启发式提问和重点分析式引导,还专门设立讨论课，讨论课与理论课在教学时间上按周同步，分小班进行，确保教师能够关注到每位学生，做到人人发言。讨论课的增设在于了解学生自学和听课的效果，回答学生的疑问，通过讨论问题和习题练习加深学生对课程内容的理解。3）教学手段。（1）学生预习，教师重点讲解，培养学生的自学能力。（2）问题引导，采取启发式教学，培养学生的抽象思维能力。（3）采用典型案例教学，选择生动例子解剖分析，避免长篇说教，提高学生学习的积极性，达到举一反三、事半功倍的效果。

1.3课程监督

1）课程监督的概念。对教学过程的监督是教学质量保障体系中的重要环节。监督课程教学过程的目的是使教学活动尽可能达到课程设定的目标。具体到课程的教学过程监督，主要指充分利用各种教学活动机会，获取学生的反馈，从而了解课程教学目标对于学生的达成情况。“督”是后行动作，强调在获取学生的反馈后作出修正，使后续教学活动更有利于达成课程设定的目标。2）课程监督内容。围绕课程在意识、知识、能力和技能4个方面设定教学目标，在教学过程中对学生算法表达的诉求意识、对算法效率的敏感意识、算法创新意识等方面的养成进行监督，对数学知识和计算机知识的积累以及两者相互衔接的方法积累进行监督，对学生分析问题、解决问题能力培养、自我探索学习能力培养、凝练问题能力培养以及技能训练进行监督。3）课程监督方法。（1）在课堂上通过问题引导学生讨论，实施基于问题的教学，进行课堂监督。（2）课后通过学生书面作业和程序设计练习，特别是设计一些容易出错或方法灵活、较有挑战性的程序设计练习，实施作业监督。（3）考核过程中注重对学生意识、知识、能力和技能的系统性考查，综合利用笔试、机试等手段，进行考核监督。（4）课余时间通过面谈与通讯、网络等多种途径与学生沟通和交流，根据学生的各自特点和具体需求针对性地进行指导，开展课余监督。

1.4授课效果

课程体系采用自学、授课、讨论与监督为一体的授课体系，贯彻深入引导、自我探索的教学理念，完整两年的教学周期结束时，学生反馈最大的收获就是自我探索和学习能力得到提高。实践表明，以全新的教学方式实施重组计算机问题求解课程效果良好。在后续教学实施中通过细节完善，更好地提高教学质量。

2对当前计算机教育的启发

2.1课程体现了多层次的系统工程

计算机问题求解课程巧妙地解决了意识、知识、能力、技能等4个层面的内容，是系统工程。该课程以问题引发为核心的顶层设计，比如课程的定位是什么，面向的学生是怎样的，包括学生的知识结构，学习能力等，体现思维层次。课程内容的设计不仅包括各个知识点以及它们的衔接，还包括按照不同层次，不同阶段进行整合。后续的教学实施与监控，反馈与改进，遵循了系统工程规范。对于深度引导，课程将复杂艰涩的知识按照教师的深刻理解还原了问题本质，从生活中的实例入手，课程设计中的具体问题引出“启发式”教学精髓。课堂引导随着知识层面引导的深入，知识落了地，对于学生的理解和构建新的知识体系提供了基础和原始素材。这就是“深”的含义，是“深入”“底层”之意。让学生从感性方面直观且不失科学性地构建其知识体系。启发教师们在计算机教育和课程改革中采取系统工程的方法，在未来教学设计与实践中多问几个为什么。从学生的实际出发来设计算例，用他们能理解的知识构建新知识。使学生的学习过程不再是一种负担，而是一种享受。

2.2课程侧重于学生创新能力的培养和思维训练

在教学中引导学生解决问题，辅以讨论课进行教学，学生的学习变得更为积极主动，课堂参与度高，课堂气氛好。其学习能力是通过让自身“做”来培养的，课程是把学生能力培养放在首位，强调对知识的深度掌握,提高学生举一反三的学习效果和能力。同时，训练学生的思维方式，带动其独立思考并激发创造性思维，加大对学生的思维训练和创新性能力培养。

3结语

教学是高等学校的中心工作，本科教学是学校的生命线，课程建设是提高教学质量最重要的环节。加强对学生能力的培养，是计算机专业教学中必须承担的任务。讲授好一门课程，不仅要对各知识点有深入理解，更需要有系统工程的方法，没有相当的积累和更多投入是根本不可能的。计算机问题求解课程不是为了改革而改革，而是在客观分析、理性思考的基础上从顶层设计、过程实施与质量监控到后期检验，完成了计算机课程教改的成功范例。陈道蓄教授倡导的“要像做科研一样搞教学，要像做工程一样做实施”，为计算机专业的教育教学改革和人才培养指引了创新之路。

作者：毛明志 单位：中山大学信息科学与技术学院