汪小林 羅英偉 李文新 代亞非 許卓群

摘要:本文詳細(xì)介紹了北京大學(xué)“計(jì)算概論”課程的教學(xué)體系建設(shè)及其改革情況,并闡述了該課程“立足基礎(chǔ)、因材施教、強(qiáng)化實(shí)踐”的教學(xué)理念和內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞:計(jì)算概論;教學(xué)體系;程序設(shè)計(jì);在線實(shí)踐;在線考核

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

“計(jì)算概論”課程是北京大學(xué)面向全校理科專業(yè)(理學(xué)、工學(xué)和醫(yī)學(xué))一年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育特色課程,是北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)的選課人數(shù)最多的主干基礎(chǔ)課(每年有2000余人選修本課程)。針對(duì)本課程涉及的專業(yè)多、選課學(xué)生多的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)十余年的建設(shè),本課程已逐漸形成了“立足基礎(chǔ)、因材施教、強(qiáng)化實(shí)踐”的教學(xué)理念。

首先,我們按專業(yè)分兩個(gè)層次建設(shè)課程,為“電子信息科學(xué)類”專業(yè)提供“計(jì)算概論A”課程,為其他理科專業(yè)提供“計(jì)算概論B”課程;不同的層次,課程內(nèi)容深度會(huì)有所不同;不同的專業(yè)背景,在教學(xué)和實(shí)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)上也會(huì)有不同的針對(duì)性。其次,根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)不同實(shí)現(xiàn)分班教學(xué):對(duì)于“電子信息科學(xué)類”類專業(yè),基礎(chǔ)好、領(lǐng)悟力強(qiáng)的學(xué)生給予實(shí)驗(yàn)班教學(xué),大部分學(xué)生在普通班學(xué)習(xí),為基礎(chǔ)較差的學(xué)生開(kāi)設(shè)輔導(dǎo)班個(gè)別輔導(dǎo);對(duì)其他理科專業(yè),則分通選課(供各院系基礎(chǔ)好的學(xué)生選修)、元培班(北大元培學(xué)院學(xué)生)和普通班(各院系其他學(xué)生)進(jìn)行教學(xué)。

與此同時(shí),我們?cè)O(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了程序設(shè)計(jì)在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)POJ(http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline,http://poj.grids.cn)和編程網(wǎng)格系統(tǒng)PG(http://programming.grids.cn),強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力,并與大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

作為北京大學(xué)覆蓋面最廣的理科課程之一,我們以北大的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ),以北京大學(xué)國(guó)家級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為依托,輔以多個(gè)具有不同專業(yè)特點(diǎn)的課程網(wǎng)站,構(gòu)建了一個(gè)多層次開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)境(http://www.jpk.pku.edu.cn/pkujpk/icportal/),為學(xué)生提供了豐富的教學(xué)資源和教學(xué)輔導(dǎo),整個(gè)課程的網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)每個(gè)學(xué)生都是開(kāi)放的。

1課程定位:北京大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的基礎(chǔ)課程

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展和普及,該課程已經(jīng)日漸成為繼語(yǔ)文和數(shù)學(xué)之后的第三大智力工具,所有學(xué)生都需要也應(yīng)該學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的相關(guān)課程。早在1996年,許卓群教授就已經(jīng)在北京大學(xué)主持開(kāi)設(shè)面向全校理科學(xué)生的“計(jì)算概論”課程。經(jīng)過(guò)十余年的建設(shè),北京大學(xué)根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)不同、專業(yè)不同提供了不同層次和不同內(nèi)容的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程。對(duì)“電子信息類”專業(yè)的學(xué)生,北京大學(xué)設(shè)計(jì)了“程序設(shè)計(jì)與算法類”課程群,由“計(jì)算概論A”、“程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法A”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)習(xí)”、“算法分析與設(shè)計(jì)”五門課組成。而對(duì)于其他理科專業(yè)學(xué)生,我們?cè)O(shè)計(jì)了“計(jì)算概論B”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法B”課程。北京大學(xué)規(guī)定所有理科本科生必須修滿兩學(xué)期以上的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程,并將該系列課程列為本科生主干基礎(chǔ)課進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)。

北京大學(xué)設(shè)計(jì)的有關(guān)課程群,為理科本科生提供了一個(gè)系統(tǒng)的、理論與實(shí)踐相結(jié)合的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育框架。其中,“計(jì)算概論”課程是這個(gè)框架中的基礎(chǔ),如圖1所示。

北京大學(xué)設(shè)計(jì)的“計(jì)算概論”課程,是所有新入學(xué)本科一年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的第一門課程。它總括了計(jì)算機(jī)學(xué)科的知識(shí)體系,是計(jì)算機(jī)學(xué)科的入門基礎(chǔ)。通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生不但可以掌握計(jì)算機(jī)的基本工作原理以及程序設(shè)計(jì)的基本方法,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程創(chuàng)造條件;而且可以真正理解計(jì)算的本質(zhì),提高抽象思維和嚴(yán)格的邏輯推理能力,為將來(lái)參與創(chuàng)新性的研究和開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2課程內(nèi)容體系:立足基礎(chǔ)、因材施教、強(qiáng)化實(shí)踐

2.1立足基礎(chǔ)

如何在新入學(xué)的大學(xué)生中開(kāi)展計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育,一直是高校課程設(shè)計(jì)中面臨的一個(gè)問(wèn)題。一般說(shuō)來(lái),計(jì)算機(jī)學(xué)科的入門基礎(chǔ)包括計(jì)算引論(Introduction to Computing)和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(Programming Foundation)兩個(gè)部分。在高中階段,很多學(xué)生已經(jīng)接受過(guò)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育,如軟件、硬件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、二進(jìn)制、文字處理以及基本的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)操作等基礎(chǔ)知識(shí)和基本的程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練。當(dāng)然,由于升學(xué)及其他方面的原因,不同學(xué)生的基礎(chǔ)各不相同:有的學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)了解很少,有的學(xué)會(huì)了計(jì)算機(jī)的基本操作和應(yīng)用,有的會(huì)寫程序,有的則掌握了較好的編程技巧,但很少有學(xué)生能夠真正理解計(jì)算的本質(zhì)。考慮到這些情況,我?！坝?jì)算概論”課程在內(nèi)容上融合了計(jì)算的內(nèi)涵和程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)兩個(gè)方面,讓學(xué)生在理解計(jì)算本質(zhì)的基礎(chǔ)上掌握程序設(shè)計(jì)的原理和方法,進(jìn)而提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí),我們根據(jù)學(xué)生的不同層次設(shè)計(jì)不同的教學(xué)班級(jí),滿足學(xué)生的不同需求,爭(zhēng)取讓每個(gè)學(xué)生都能夠在本課程中保持“新鮮”的學(xué)習(xí),避免了“跟不上”、“嚼冷飯”、“進(jìn)度慢”等現(xiàn)象。

在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上,我們沿著計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的主線,介紹從手工計(jì)算到機(jī)械計(jì)算再到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)演變過(guò)程中起決定性作用的思想、技術(shù)、人物、事件,貫穿整個(gè)過(guò)程講述二進(jìn)制、數(shù)據(jù)的表示、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理、存儲(chǔ)程序原理、計(jì)算機(jī)硬件與體系結(jié)構(gòu)、機(jī)器指令和匯編、高級(jí)語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息安全等重要的基本概念是怎樣構(gòu)成“計(jì)算”的基本內(nèi)涵的;同時(shí),讓學(xué)生及時(shí)了解當(dāng)前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)的新思想、新技術(shù)、新方法;最后系統(tǒng)講解程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法,在實(shí)踐環(huán)節(jié)逐步提高程序設(shè)計(jì)的技巧,建立良好的編程習(xí)慣,寫出規(guī)范的程序代碼,為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。

在教學(xué)過(guò)程中,除了讓學(xué)生掌握編程語(yǔ)言的語(yǔ)法,理解程序的層次及結(jié)構(gòu),學(xué)會(huì)寫計(jì)算機(jī)程序等基本功之外,我們更強(qiáng)調(diào)的是對(duì)學(xué)生問(wèn)題抽象能力的培養(yǎng),讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何把要解決的實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)的形式表示以及符號(hào)化的方法處理。我們也注重訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維的能力,學(xué)習(xí)如何分析問(wèn)題,確定解題思路。此外,本課程還介紹一些基本的、經(jīng)典的算法知識(shí),例如:遞歸、貪心算法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃,開(kāi)闊學(xué)生解題的思路。同時(shí),程序的調(diào)試也是必不可少的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展迅速,知識(shí)更新日新月異,直接反映時(shí)代的發(fā)展特征。為此,我們也在不斷根據(jù)最新的技術(shù)發(fā)展對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整,如:針對(duì)CPU的發(fā)展,我們補(bǔ)充介紹了“多核”的概念;在2007年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)公布時(shí),我們又在磁介質(zhì)存儲(chǔ)原理中補(bǔ)充了“巨磁阻效應(yīng)(Giant Magneto-Resistive,GMR)”,解釋為什么磁盤體積越來(lái)越小,而容量卻越來(lái)越大;針對(duì)移動(dòng)USB盤的普及,我們又深入介紹了閃存存儲(chǔ)原理;在軟件技術(shù)方面,我們把虛擬化、軟件即是提供服務(wù)等新思想及時(shí)介紹給學(xué)生;在網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用方面,我們也把一些最新技術(shù)和應(yīng)用介紹給學(xué)生,如IPv6、P2P、博客等。

2.2因材施教

作為一門面向全校理科新生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程,“計(jì)算概論”為全校兩個(gè)層次的學(xué)生提供不同模塊的教學(xué)課程,為“電子信息科學(xué)類”專業(yè)學(xué)生提供“計(jì)算概論A”課程,為其他理科專業(yè)學(xué)生提供“計(jì)算概論B”課程。不同層次的課程內(nèi)容和深度會(huì)有所不同;同時(shí),面向不同的專業(yè)背景,教學(xué)和實(shí)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)上也會(huì)有不同的針對(duì)性。其次,根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)分班教學(xué):對(duì)于“電子信息科學(xué)類”類專業(yè),基礎(chǔ)好、領(lǐng)悟力強(qiáng)的學(xué)生給予實(shí)驗(yàn)班教學(xué),大部分學(xué)生在普通班學(xué)習(xí),為基礎(chǔ)較差的學(xué)生開(kāi)設(shè)輔導(dǎo)班個(gè)別輔導(dǎo);對(duì)于其他理科專業(yè),則分通選課(供各院系基礎(chǔ)好的學(xué)生選修)、元培班(北大元培學(xué)院學(xué)生)和普通班(各院系其他學(xué)生)進(jìn)行教學(xué)。在同一授課層次的授課內(nèi)容中,采取基礎(chǔ)訓(xùn)練(30%)、綜合實(shí)踐(40%)和創(chuàng)新培養(yǎng)(30%)相結(jié)合的培養(yǎng)模式。

本課程課時(shí)安排為5學(xué)時(shí)/周,共90學(xué)時(shí)(18周),包括課堂教授和上機(jī)。基本學(xué)時(shí)分配為課程講授3學(xué)時(shí)/周,上機(jī)2學(xué)時(shí)/周。不同的教學(xué)班級(jí),可以根據(jù)實(shí)際的需要適當(dāng)調(diào)整課堂講授和上機(jī)的學(xué)時(shí)分配。

2.3強(qiáng)化實(shí)踐

作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的第一門課程,我們尤其注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革和建設(shè),強(qiáng)調(diào)學(xué)生真正動(dòng)手編程訓(xùn)練。除了在課堂上講解程序設(shè)計(jì)示例之外,我們還針對(duì)“計(jì)算概論A”和“計(jì)算概論B”的不同實(shí)踐教學(xué)要求,建設(shè)了現(xiàn)代化的在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)——程序設(shè)計(jì)在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)POJ(http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline, http://poj.grids.cn,面向“計(jì)算概論A”的實(shí)驗(yàn)教學(xué))和編程網(wǎng)格系統(tǒng)PG(http:// programming.grids.cn,面向“計(jì)算概論B”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)),同時(shí)建設(shè)了一個(gè)能夠適合各專業(yè)背景的、循序漸進(jìn)的上機(jī)編程題庫(kù)。利用POJ/PG系統(tǒng),任課教師可以根據(jù)課程進(jìn)度編排學(xué)生程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)內(nèi)容(包括作業(yè)、練習(xí)、競(jìng)賽等);學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線提交程序設(shè)計(jì)的源代碼,POJ/PG系統(tǒng)自動(dòng)驗(yàn)證學(xué)生提交的程序并實(shí)時(shí)通知結(jié)果。除了用于教學(xué)之外,POJ/PG系統(tǒng)還面向社會(huì)開(kāi)放,吸引了大量程序設(shè)計(jì)愛(ài)好者的參與和討論,這種氛圍是一般教學(xué)平臺(tái)不具備的。此外,我們還會(huì)設(shè)計(jì)一些大型程序設(shè)計(jì)練習(xí),要求學(xué)生以小組的形式,運(yùn)用在本課程上學(xué)到的編程思想、方法和技巧,完成一個(gè)綜合性的程序設(shè)計(jì)題目,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力、合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力。多年的實(shí)踐證明,這種在線程序設(shè)計(jì)驗(yàn)證以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的實(shí)習(xí)方式激發(fā)了學(xué)生的實(shí)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。

2.4教材建設(shè)與選擇

早在1999年,許卓群教授和裘宗燕教授就已經(jīng)為“計(jì)算概論”課程撰寫了教材《計(jì)算概論——叩開(kāi)通向信息世界的大門》,在此基礎(chǔ)上,我們又在2005年出版了新的《計(jì)算概論》教材。為了更好地適應(yīng)教學(xué)發(fā)展的需要,我們又在2005年版教材的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂,修訂后的教材被遴選為教育部普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃選題、中國(guó)新聞出版總署重點(diǎn)教材。

為了加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)的教學(xué),同時(shí)配合POJ/PG系統(tǒng)的使用,2007年由李文新、郭煒、余華山編寫(清華大學(xué)出版社出版)了《程序設(shè)計(jì)導(dǎo)引及在線實(shí)踐》,本教材在敘述中穿插了許多精心編制的思考題,特別適合教師進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。同時(shí),許多例題后都會(huì)總結(jié)POJ/PG系統(tǒng)上的學(xué)生在完成該題時(shí)容易犯的典型錯(cuò)誤,讓學(xué)生少走彎路。

目前,我們正在編寫和“計(jì)算概論”理論教材相配套的實(shí)驗(yàn)教材《計(jì)算概論實(shí)踐》。程序設(shè)計(jì)題解是本實(shí)驗(yàn)教材的重點(diǎn)內(nèi)容,將與POJ/PG系統(tǒng)緊密結(jié)合,所有例題都來(lái)源于POJ/PG系統(tǒng)的題庫(kù),與題庫(kù)的建設(shè)思想保持一致,以形成一個(gè)有機(jī)的教材體系。

裘宗燕教授也為本課程主編和編著了若干輔助教材,包括《從問(wèn)題到程序——程序設(shè)計(jì)與C語(yǔ)言引論》(裘宗燕,北京大學(xué)出版社,1999)、《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程(上、下冊(cè))》(裘宗燕主編,北京大學(xué)出版社,2000)、《C++語(yǔ)言基本程序設(shè)計(jì)》(裘宗燕,科學(xué)出版社,2003)等。

除了教材編寫之外,我們也非常注重向?qū)W生推薦國(guó)內(nèi)外其他經(jīng)典的教材,如清華大學(xué)吳文虎教授的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第2版)》(清華大學(xué)出版社)、Gary J.Bronson的《A First Book of ANSI C》(電子工業(yè)出版社,英文影印版)等。

3在線實(shí)踐與在線考核

3.1在線實(shí)踐

在計(jì)算機(jī)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)至關(guān)重要。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)了在線程序設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)與教學(xué)輔助支撐平臺(tái)——程序設(shè)計(jì)在線評(píng)測(cè)系統(tǒng)POJ和編程網(wǎng)格系統(tǒng)PG。POJ系統(tǒng)是以題目為中心的訓(xùn)練系統(tǒng),主要面向“電子信息類”專業(yè)的程序設(shè)計(jì)練習(xí),同時(shí)也面向程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練和競(jìng)賽。該系統(tǒng)提供的訓(xùn)練思維能力和編程技巧的題目形式多樣,在全國(guó)程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽和計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生中有很深的影響。PG系統(tǒng)是基于POJ系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的,主要面向更廣泛的非計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué),以課程為中心組織管理題目資源,提供面向不同專業(yè)背景的、適合循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)的題庫(kù)資源。POJ/PG系統(tǒng)目前共有2000多道題目,很多題目來(lái)自ACM/ICPC國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽,反映的就是工作和生活中的實(shí)際問(wèn)題。

學(xué)生可以針對(duì)某個(gè)題目編寫程序并提交,讓POJ/PG系統(tǒng)自動(dòng)判定程序的對(duì)錯(cuò),在幾秒之內(nèi)就可知道對(duì)還是錯(cuò),錯(cuò)在哪里。每個(gè)學(xué)生在POJ/PG系統(tǒng)上可以建立自己的賬號(hào)并選課;教師可以在POJ/PG系統(tǒng)上開(kāi)設(shè)課程,布置練習(xí)和作業(yè),同時(shí)一眼就能看到布置的習(xí)題學(xué)生是否已經(jīng)完成,這幾乎將教師評(píng)判學(xué)生作業(yè)的工作量減少到零。POJ/PG系統(tǒng)對(duì)程序正確性的評(píng)判是極為嚴(yán)格的:學(xué)生提交的程序在POJ/PG系統(tǒng)服務(wù)器端編譯、運(yùn)行,根據(jù)POJ/PG系統(tǒng)給出的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并輸出結(jié)果,將得到的輸出結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行對(duì)比,必須一個(gè)字節(jié)都不差,程序才能算通過(guò),這對(duì)于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、周密的程序設(shè)計(jì)作風(fēng)極為有效,而傳統(tǒng)的人工評(píng)判是難以做到這一點(diǎn)的。通過(guò)POJ/PG系統(tǒng),程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐性以一種特殊的方式提到了十分重要的地位,不論對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,還是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,都非常適用。

POJ/PG系統(tǒng)都提供了適合教師和學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)和學(xué)習(xí)的交流手段:學(xué)生之間可以就編程問(wèn)題進(jìn)行討論;學(xué)生可以就每一道題目向老師請(qǐng)教;教師可以查看學(xué)生的源代碼,并對(duì)其中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行一對(duì)一的輔導(dǎo);教師可以對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)情況進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)和分析,掌握和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及實(shí)習(xí)效果。POJ/PG系統(tǒng)不僅可以幫助任課教師對(duì)一門課程的目的和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行編排,全面掌握學(xué)生的編程能力,并提供個(gè)別輔導(dǎo)和點(diǎn)撥;同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉和提高學(xué)生的編程能力,讓學(xué)生接受教師的單獨(dú)輔導(dǎo),強(qiáng)化個(gè)人的訓(xùn)練成果。

POJ/PG系統(tǒng)可以減輕任課教師重復(fù)的工作量,使其將更多的精力投入到教學(xué)活動(dòng)中;同時(shí)更好地幫助任課教師發(fā)現(xiàn)和抓住教學(xué)活動(dòng)中的關(guān)鍵時(shí)段和關(guān)鍵因素,創(chuàng)造出相對(duì)于以往更加具有交互性、更因材施教的教學(xué)方式。

3.2在線考核

在考核方面,本課程更多地考察學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。除了在線實(shí)踐及上機(jī)作業(yè)外,期末考試也有很大一部分通過(guò)POJ/PG系統(tǒng)完成。這兩部分實(shí)踐考察占總成績(jī)的60%以上(參見(jiàn)表1)。由于實(shí)踐考核占總成績(jī)的比例較大,因此學(xué)生都會(huì)主動(dòng)地加強(qiáng)對(duì)自身動(dòng)手能力的練習(xí)。

POJ/PG系統(tǒng)可以防止學(xué)生在實(shí)習(xí)和上機(jī)考試過(guò)程中的作弊行為,保證實(shí)踐考核的效果。對(duì)于平時(shí)的練習(xí)和作業(yè),系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)比學(xué)生提交源代碼的相似性提示老師對(duì)可能抄襲的學(xué)生進(jìn)行檢查;在上機(jī)考試時(shí),系統(tǒng)可以通過(guò)限制IP地址訪問(wèn),將用戶和IP地址進(jìn)行綁定(即考試時(shí)一旦用戶在一臺(tái)機(jī)器上登錄了系統(tǒng),則不允許其他用戶在此機(jī)器上登錄,同時(shí)也不允許該用戶在其他機(jī)器上登錄)等方式來(lái)防止學(xué)生之間的抄襲行為。

3.3創(chuàng)新性培養(yǎng)

為了更好地開(kāi)展創(chuàng)新性培養(yǎng),除了設(shè)置“實(shí)驗(yàn)班”、“通選課”、“元培班”進(jìn)行教學(xué)外,我們還經(jīng)常在POJ/PG系統(tǒng)中部署“競(jìng)賽”練習(xí),供成績(jī)優(yōu)秀的同學(xué)練習(xí);同時(shí),對(duì)這部分同學(xué)進(jìn)行額外輔導(dǎo),讓他們組隊(duì)參加學(xué)校組織的各種練習(xí)賽,鼓勵(lì)他們?yōu)檫M(jìn)一步參與到大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽中做準(zhǔn)備。事實(shí)上,北京大學(xué)近年來(lái)參與大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽的成績(jī)不斷提高,其中還有一部分同學(xué)來(lái)自于其他院系。通過(guò)這種創(chuàng)新的培養(yǎng)方式,很多其他理科專業(yè)的學(xué)生增強(qiáng)了對(duì)計(jì)算機(jī)的興趣,發(fā)現(xiàn)和挖掘了潛質(zhì),有的學(xué)生在本專業(yè)后續(xù)的研究工作中利用計(jì)算機(jī)技術(shù),取得了很好的研究結(jié)果,有的學(xué)生更是在畢業(yè)后直接從事了與IT相關(guān)的工作。