陳建文 趙軍產(chǎn)

摘要：算法導(dǎo)論是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，內(nèi)容極為豐富。這門課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的能力起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)期末考試的考核方法有過(guò)于理論化和形式單一的弊端，學(xué)生動(dòng)手能力差。本文探索算法導(dǎo)論課程考核改革，以期中考查和期末開卷考試的綜合形式考核學(xué)生應(yīng)用算法的編程能力。先進(jìn)的考核方法有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：算法導(dǎo)論;考核改革;核心課程;算法編程能力

一、 引言

算法導(dǎo)論是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)一門核心課程，具有理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)，是保證學(xué)生所學(xué)知識(shí)與企事業(yè)需求密切相關(guān)的關(guān)鍵課程。根據(jù)國(guó)家“十三五”關(guān)于教育的規(guī)劃綱要，大數(shù)據(jù)和人工智能是優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。在這些發(fā)展領(lǐng)域的核心技術(shù)中，算法扮演著關(guān)鍵的角色，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)學(xué)科的靈魂。這門課程的學(xué)習(xí)，不僅是對(duì)學(xué)生“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”“離散數(shù)學(xué)”“代數(shù)學(xué)”等的理論延伸和強(qiáng)化，而且對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及軟件綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。課程的目標(biāo)是培養(yǎng)面向社會(huì)需求的應(yīng)用復(fù)合型人才，需要學(xué)生提升開闊的思維能力，能在面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)提出自己獨(dú)到的見解。這對(duì)教學(xué)提出了較高的要求，教師只有從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和考核各個(gè)環(huán)節(jié)整體推進(jìn)，算法導(dǎo)論課程的總體目標(biāo)才能實(shí)現(xiàn)。學(xué)業(yè)水平考核是大學(xué)專業(yè)教育質(zhì)量保障的重要手段，它對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)具有診斷作用，也能檢測(cè)出考核方法是否具有合理性和先進(jìn)性。對(duì)《算法導(dǎo)論》課程而言，我們不但要及時(shí)更新算法內(nèi)容，還要探索進(jìn)行課程考核改革，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)代對(duì)計(jì)算科學(xué)人才更高的要求。

二、 考核改革的必要性

在算法導(dǎo)論課程的教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的算法理論知識(shí)學(xué)得扎實(shí)。但學(xué)生的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言基礎(chǔ)薄弱且編程能力差，未形成良好的創(chuàng)新算法思維，無(wú)法適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對(duì)軟件人才的要求。為此，我們應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生實(shí)際編程能力的考察。具體為理論方面的考核注重學(xué)生對(duì)算法設(shè)計(jì)思想的理解，應(yīng)用能力的考核重點(diǎn)考查學(xué)生新型算法解決實(shí)際問題的能力。

考試的主要作用是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)反饋，檢測(cè)教學(xué)效果并督促學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，同時(shí)有利于發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題并不斷改進(jìn)教學(xué)工作。目前各大學(xué)課程考核主要是采用期末考試或者期末課程論文考核與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方式，平時(shí)成績(jī)主要包括作業(yè)、考勤、課堂討論等成績(jī)，期末采用筆試方式。這一傳統(tǒng)考核方法有一定的作用，但存在一些弊端：其一，平時(shí)成績(jī)沒有側(cè)重對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核;其二，期末考試內(nèi)容過(guò)于理論化，考試形式單一，學(xué)生在應(yīng)用算法解決實(shí)際問題的動(dòng)手能力差;其三，這是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，而傳統(tǒng)權(quán)重占70%的期末閉卷考試難以評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。應(yīng)該以期中考查和期末開卷考試的綜合形式考核學(xué)生應(yīng)用算法的編程能力，這有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和能動(dòng)性，有利于促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的形成。

因此需要改革《算法導(dǎo)論》的考核方式，增加可操作的平時(shí)成績(jī)的考核形式，重點(diǎn)進(jìn)行月度的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考查，避免出現(xiàn)一考定終身和高分低能。原則上，我們應(yīng)該嚴(yán)格審查實(shí)驗(yàn)報(bào)告的真實(shí)性，避免抄襲作假。提高學(xué)生思考和解決問題的能力，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，為社會(huì)培養(yǎng)高水平的應(yīng)用復(fù)合型人才，是本課程教學(xué)的主要目的。因此，我們認(rèn)為《算法導(dǎo)論》課程的考核改革是十分必要的。

三、 考核改革的基本思路

算法導(dǎo)論課程考核改革的基本思路是將該課程考核貫穿于整個(gè)課程教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程中，使考核真正成為手段而不是目的，從各個(gè)角度對(duì)課程進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。具體有三個(gè)方面內(nèi)容：改革考核方法;改革考核形式;改革考核內(nèi)容。

首先，改革考核方法?！端惴▽?dǎo)論》課程的教學(xué)應(yīng)該理論與實(shí)踐相結(jié)合，重點(diǎn)考查學(xué)生應(yīng)用算法知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。為此，《算法導(dǎo)論》課程考核方法擬分為三部分：平時(shí)成績(jī)、期中考查、期末考試，各占比例分別為30%、30%、40%。能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的積極性、主動(dòng)性，發(fā)揮考核的激勵(lì)導(dǎo)向作用。期中考查包括課程案例分析和4次算法設(shè)計(jì)編程實(shí)驗(yàn)報(bào)告，重點(diǎn)考查學(xué)生編程能力、算法設(shè)計(jì)能力以及算法創(chuàng)新能力，嚴(yán)格審查學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的真實(shí)性，避免出現(xiàn)抄襲作假和高分低能。期末考試主要包括《算法導(dǎo)論》課程常用算法種類和算法復(fù)雜性的計(jì)算，考核在有限時(shí)間用常用算法編寫簡(jiǎn)單程序的能力，重點(diǎn)考核學(xué)生通過(guò)圖表描繪算法過(guò)程能力，有利于學(xué)生平時(shí)抓緊學(xué)習(xí)，形成良好學(xué)風(fēng)。

其次，改革考核形式?！端惴▽?dǎo)論》所涉及的知識(shí)十分廣泛，700多頁(yè)的經(jīng)典教材內(nèi)容非常豐富，48學(xué)時(shí)的教學(xué)只能涉獵其中一小部分，很大一部分新型算法需要學(xué)生課后自學(xué)，傳統(tǒng)閉卷考試方法不適宜《算法導(dǎo)論》這類應(yīng)用性極強(qiáng)的課程?！端惴▽?dǎo)論》課程的考核形式擬分為兩部分：期中考查、期末開卷考試。期中考查包括課程案例分析和第4、8、12、16周的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，有利于給予學(xué)生充足時(shí)間來(lái)復(fù)習(xí)課程知識(shí)、查找相關(guān)資料、解決提出的具體問題，有利于學(xué)生盡快準(zhǔn)備好參加每年一次的全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和畢業(yè)后軟件開發(fā)工作。期末考試實(shí)行開卷考試，目的是考核學(xué)生算法知識(shí)的自學(xué)能力和算法基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力，有利于學(xué)生自學(xué)沒

有時(shí)間教學(xué)的課程剩余內(nèi)容，也有利于考核應(yīng)用算法的能力，而不是無(wú)謂的花大量時(shí)間和精力去記憶數(shù)量龐大且內(nèi)容深邃的算法。

再次，改革考核內(nèi)容?！端惴▽?dǎo)論》的主要內(nèi)容：基本的排序算法，如快速排序和堆排序;算法的設(shè)計(jì)與分治策略，時(shí)間復(fù)雜度等理論;新類型的高效可靠算法，如算法加密技術(shù)、并行算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、搜索引擎算法和遺傳算法等方面的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用實(shí)例。本課程內(nèi)容龐雜且部分新型算法難度較大。為此，《算法導(dǎo)論》課程的考核內(nèi)容分為三部分：基本算法理論、算法復(fù)雜性的計(jì)算、用算法編程。基本算法理論放在期末考試中，重點(diǎn)考核用圖示表示算法，并能用算法編寫簡(jiǎn)單程序。算法復(fù)雜性的計(jì)算也放在期末考試中，考查學(xué)生分析算法時(shí)間空間復(fù)雜度的能力。算法編程放在每月一次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告?？疾榈念}型具有開放性、拓展性、創(chuàng)新性，重點(diǎn)考查學(xué)生的綜合素質(zhì)。建立上機(jī)試題庫(kù)、試卷庫(kù)，逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化考試。改革有利于學(xué)生增強(qiáng)綜合分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

四、 考核改革的實(shí)施效果

有兩個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，考核改革的方法上有創(chuàng)新，以應(yīng)用能力評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)成績(jī)。《算法導(dǎo)論》課程的特點(diǎn)是理論與應(yīng)用結(jié)合，算法種類繁多，側(cè)重的是算法在實(shí)際問題中的應(yīng)用。我們從考核方法上出發(fā)，重點(diǎn)考查學(xué)生應(yīng)用經(jīng)典和新型算法解決實(shí)際問題的能力，重點(diǎn)考查學(xué)生寫作、編程能力。我們的考核方法與傳統(tǒng)方法有所不同，學(xué)生的求知欲增強(qiáng)加，對(duì)算法的認(rèn)知和編程能力明顯增強(qiáng);第二，考核改革的結(jié)果上，學(xué)業(yè)成績(jī)、競(jìng)賽成績(jī)和綜合素質(zhì)整體提高。從平時(shí)成績(jī)、期中考查、期末考試三個(gè)方面分別按大致相同比例對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，學(xué)業(yè)成績(jī)權(quán)重分散，有利于提高學(xué)生積極性和主動(dòng)性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維。學(xué)生可以節(jié)省大量記憶背誦各種不同類型的算法時(shí)間，用于提高自己應(yīng)用算法實(shí)現(xiàn)編程的動(dòng)手能力，以及提高數(shù)學(xué)建模和其他相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)的能力。從2017年湖南商學(xué)院獲得全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽兩個(gè)全國(guó)一等獎(jiǎng)的結(jié)果來(lái)看，《算法導(dǎo)論》課程的考核改革取得了初步的成果。（通訊作者：趙軍產(chǎn)）

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作者簡(jiǎn)介：

陳建文，趙軍產(chǎn)，湖南省長(zhǎng)沙市，湖南商學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院。