时间：2023-03-13 11:03:55
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关键词：数据结构预算法；国际化；互动式教学
文章编号：1672-5913（2013）18-0058-04
中图分类号：G642
0 引言
通过观察和对比，国际一流大学学生参与课堂发言和课后研讨的积极性要远远高于复旦大学学生，而参与研讨对于促进学生深入理解课程内容，培养学生在立题、思辨和协作方面的能力十分有益。为此，复旦大学软件学院开展了数据结构与算法设计类课程国际化建设工作，主要目标是研究如何在课堂教学中采用研讨型方式，在实验环节中采用协作型项目，并针对中国学生的特点，探索如何引导学生提出问题和参与讨论，以提高课程教学效果，缩小与国际一流大学差距的教学方法。课程建设教师团队的主要人员首先通过全程旁听美国麻省理工学院数门相同或类似的课程，认识与国际一流大学在教学手段和效果方面差距的同时，分析中美学生在提出问题、参与讨论方面表现差异的原因。然后通过与学生座谈方式收集整理中国学生不愿意在课堂上发言和参与研讨的主要原因和相应对策。最后介绍复旦大学软件学院根据课程国际化教学课题的研究成果进行教学方式调整和开展课堂教学实践的情况。
1 麻省理工学院在课程教学中促进学生参与研讨的先进经验
在开展数据结构与算法设计课程国际化建设过程中，课程建设教师团队的主要人员利用在美国麻省理工学院（MIT）参与研究工作的机会，在一年内全程旁听了Design and Analysis ofAlgorithms、Web 3.0、Economics 0f Information、Software Construction 4门课程，并且参加了MIT的IFF（International Faculty Fellow）国际大学教师培训项目。IFF是由MIT发起组织的、致力于提高国外高等院校教师的科研能力、培养研究生水平和授课技能的项目。在上述过程中，教师团队人员对于MIT在促进学生参与课程相关内容研讨方面的举措印象深刻，并将值得借鉴的教学方式和方法进行了归纳。
（1）学生参与课程相关内容的讨论需要相关知识的准备，只有将相关知识积累到一定的程度，学生才会自然而然地愿意对相关问题进行讨论，而课程教材和课堂讲义对知识积累是远远不够的。MIT在课程开始时就由任课教师提供课程相关的文献阅读列表，阅读完这些文献所需要的时间大约为课程授课时间的3倍左右。对比复旦大学类似课程的文献阅读要求，发现中国学生在完成课程相关文献阅读量方面远远少于国际一流大学的学生。
（2）每一门课程除了提供网站用于下载课程相关的资料外，还有课程的BLOG便于学生和教师在线交流。利用这样的系统，教师往往规定在课程授课期间，学生至少针对数个课题（完成相关文献的阅读后）在BLOG上发表自己的观点。由此促进学生围绕相关课题开展讨论，这样的方式也为那些不太愿意在众人面前发言的学生提供阐述自己观点的机会。
（3）MIT的教室一般都是阶梯教室，这样既可以让每一位学生能够清楚地看到任课教师各种面部和身体语言，也使授课教师能够看到所有的学生，时刻了解学生对课堂内容的各种反馈。学生座位之间留有通道，授课时教师会在整个教室里走动，确保能够走近每一位学生的身旁，让每一位学生感受关注和重视，这样也让学生感到亲切随和。实践表明，这样做更能让学生畅所欲言。
（4）教学内容融合任课教师的研究成果。任课教师对于自身的研究内容一般都有较深的认识和理解（甚至有些理论和技术是世界首创），讲解过程中能够广征博引，相关难点都能够娓娓道来，所以往往更为生动有趣，可以激发学生的提问热情和学习兴趣。教师只有在相关领域内具备一定的科研水平才能更好地讲授相应的课程内容。
（5）在讲解有关技术内容时，会邀请业界一些著名人物走进课堂为学生讲解其擅长的话题。以MIT互联网方面的课程为例，任课教师会请IBM、Google、Microsoft等著名科技公司副总裁或技术总监级别的人物为学生讲一堂课（有时是远程视频连线，教室配有大屏幕高清投影和高速网络），之后一般设有学生提问环节。这样的课程很受学生欢迎，学生提问也非常踊跃。
综上所述，在课程开始前精心为学生挑选各章节相关的阅读文献（分为必读和选读部分）、建设课程BLOG促进师生间交流、将研究内容融入课程内容等教学方式和方法都值得借鉴，并且通过一段时间的准备加以实施。但是中国学生不愿意上课发言和参与研讨也有其成长环境中文化背景的影响，例如，追求标准答案的应试教育、谨守中庸之道处事态度等。而美国学生从小就让他们不断地进行发言和表达的训练，从幼儿园开始，每天都会让小孩子轮流讲一下昨天发生的事情。参加各种活动和社团也是如此，久而久之，养成了愿意并且善于表达自己观点的习惯。所以对于我们的学生，不仅要营造让其发言的环境和气氛，也需要有意识地利用各种机会培养他们发言的习惯。
2 学生不愿意在课堂上发言和参与研讨的主要原因及改进建议
课题组对两个班52名学生针对不愿意在课堂上发言和参与研讨的问题进行面谈，每位学生面谈时间为20～30分钟。学生不愿意在课堂上发言和参与讨论的主要原因可归纳为：害怕回答错误后造成对自己不利的影响（特别是教师随后会给出答案的情况）、没有养成积极发表自己观点的习惯（与成长的文化和环境有关）、担心积极发言后被别人说爱表现、课堂上没有能够很好地营造出各抒己见氛围。调查过程中同时也听取了学生对让他们能够积极主动发言的一些建议和意见，归纳为以下几点。
（1）讨论的问题应该是一些不存在对错的开放性问题。
（2）可以先由教师开题和启发，然后找到学生感兴趣的几点展开讨论。
（3）教师要营造随和的课堂气氛，需要有一个破冰的过程，让学生放松不害怕。
（5）提出一些学生比较熟悉且有启发的问题比较容易让学生展开交流。
（6）发言和讨论适当增加一些平时成绩（但也有学生担心别人认为他为了成绩而发言，所以增加成绩的比重也不宜过高）。
（7）不要仅对一个学生提问，要求其他学生可以随时补充。
（8）对于有标准答案的问题，可以采取按座位顺序点名提问回答的方式。
综合以上学生的意见和建议，为了让学生积极参与课堂发言和研讨应当尽量营造轻松随意的课堂气氛，提出的问题也应是开放性的（即没有标准的答案），任课教师要善于引导和组织课堂讨论，在提出问题前给予必要的讲解和启发。
3 教学方式调整和课堂教学实践
通过借鉴国际一流大学和国内名师的先进教学经验，针对中国学生，特别就数据结构与算法设计课程的教学方式提出了一些方案和措施，并且进行了相应的课堂教学实践。虽然这些方案和措施还有待进一步完善和改进，但是课堂教学效果和学生参与研讨和发言的意愿明显提高。具体的方案和措施包括以下几个方面。
3.1 尝试诱导式、研讨式和互动式教学方式
任课教师要改进之前以灌输式知识传授的教学方式，尝试采用诱导式、研讨式和互动式教学方式。教学过程中一般首先给出实际的应用问题，然后要求学生尝试提出解决问题的算法，其他学生需对提出的方法进行评价，提出不足之处和改进方法，然后通过讨论这个算法的缺点，引出克服这个缺点的其他算法，最后对解决相同问题的不同算法进行比较和归纳。适当增加学生对相关重要文献的阅读量，并且根据阅读和调研结果进行课堂讨论。以NP完全性问题教学为例，由于学生还没有学习计算理论方面的课程，对于理解NP问题和NP完全性问题有一定的困难。首先任课教师介绍旅行商问题，接着让学生尝试寻找有效地求解算法，在教师引导下讨论得出结论：在现有计算机体系结构和运算能力的基础上，一定规模的旅行商问题目前不存在找到最优解的计算复杂性为多项式的算法；然后指出存在一类这样的问题，并且任取这类中的一个问题，再任取这类中的另一个问题，则一定存在多项式时间复杂性的算法，即可以把前者转变为后者。如果存在解决前者的多项式算法，必定存在能够解决后者的多项式算法；最后指出目前仍然没有找到多项式算法来解决这类问题，同时也不能证明这样的多项式算法不存在。为了让学生加深对上述问题的体会并且熟知典型的NP问题，将学生分成9组，每一组给出一对问题，其中一个属于P（多项式）问题，一个属于NP问题。要求学生调查这一对问题在应用中出现的实例和变体，然后设计可行的解决方法。并且要求每组以课堂演讲的方式向师生介绍他们的调查结果，听取报告的教师和学生可以随时进行提问，要求做报告的学生回答。教学实践表明，此举加深了学生对NP完全性问题的认识和理解。
3.2 从解决实际问题出发，培养学生提问和思辨的能力
对于每个知识单元，首先提出若干个实际应用中的问题，在提出可行的数据结构与算法前，引导学生进行讨论，并且提出自己的解决方案。通过分析学生所提出的各种方法，比较之前已学方法，归纳出新的数据结构与算法的特点和用途，最后在深入剖析和讨论的基础上进行扩展和综合。
3.3 借鉴国际一流大学的教学内容和方式，弥补与国际先进授课水平之间的差距
数据结构与算法设计课程的教学内容和方式借鉴了美国麻省理工学院的同名课程，并尝试进行诱导式、研讨式和互动式教学。课程的教材、讲义、作业、实践和考试全部使用英文，外教采用英语授课。将世界顶尖级学者撰写的经典著作Introduction to Algorithms作为课程的教材，并且根据中国学生的生活经历和背景文化，对部分案例进行相应的增补和改写。
3.4 以应用为导向，培养综合型人才
目前计算机学科方面的教学，一般从计算机基础知识和编程原理开始，经过若干中级课程，直至大学三、四年级，学生才可能涉足整个软件系统开发的全过程，这样往往造成“只见树木，不见森林”的情况。学生已经学习了构成软件系统所需的知识和技术，但是难以针对某一现实应用，将所学较好地综合起来。在大学低年级时，以完整系统开发和应用为目标，让学生在专业学习的早期就能够了解和体会实际应用的复杂性，掌握并实践综合集成各项技术的方法和手段。学生只有较早地了解整个软件系统的开发与应用，才能在今后创造性地综合运用所学，成为既有较高专业水平，又对现实应用有敏锐洞察能力的复合型人才。
3.5 以科研带动和促进教学，将最新技术的发展成果融入教学内容中
数据结构与算法的基本内容虽然相对稳定，但对已有数据结构与算法的扩展和结合，特别是解决新的应用方面的发展却日新月异，知识更新和演化速度较快。数据结构与算法设计课程组的教师在现有教材的理论体系和教学内容的基础上，及时了解和把握技术发展的新动向，将最新的理论创新和技术进步充实到教学内容中，每年都增补紧跟学科发展的新内容。此外，任课教师会指导学生参与自己的科研项目，或者推荐学生进入其他教师的实验室从事相关的科研活动。
这些方案和措施的实施，使得数据结构与算法设计课程能够在较短的时期内形成科研和教学并线、讲解和演示并重、理论和实践并行的特色。课题组教师不断用科学研究和国际学术交流的成果充实课程的内容，使课程能够充分体现目前算法理论和应用方面最新的发展和动向。在教学中始终坚持理论与实践相结合的原则，从经典案例引出科学问题，并强调对学生逻辑思维和动手能力的培养。
4 结语
一、教学方面
作为一名新教师，一直以来我都深信：要给学生一碗水，教师必须有一桶水。还记得第一次上公开课，由于紧张，更由于课前对教材的不熟悉，原本两节课的内容，我在不到三十分钟就讲完了，而且条理不清晰，重点不突出，难点没突破，更有漏讲和知识性的错误，一堂课下来，感觉自己已无地自容，心里非常难过。但是直到现在我都要感谢的是，当时身为历史学科长辈们并没有把我的课评的一无是处，相反，却把他们上这节课的安排，知识结构告诉了我，而且还一个劲的鼓励我，说新教师上的这样已经不错了。正是这堂公开课，当头“一棒”喝醒了我！从此，我开始告诉自己，你必须先“蓄水”了。于是，备课时，从基础知识的落实，基本能力的训练，重难点的参悟，知识结构的搭建，无不下功夫；大学时早已丢弃的专业书再次拾起，课余时间的请教，网络资源的利用，凡是能让自己充电的机会都不放过。而且，历史作为一门内涵丰富而又庞大的学科，必须发挥它的学科功能：“以史为鉴”、“鉴往知来”。所以作为一名历史教师，还必须与时俱进，及时了解和掌握当今社会科学、时事新闻等各方面的内容，才能拥有自己的一桶“活水”，从而丰富、充实自己的课堂。
另外，新教师“蓄水”之后还必须学习如何“给”水，即如何传授知识，专研教学方法。一般刚登上讲台的新老师都避免不了传统的讲授方法：老师一堂课在上面45分钟不停的讲，学生在下面懒洋洋的听，久而久之，你的课将变得枯燥无味，忠实的“听众”也会越来越少。这种填鸭式的教学方法在当今课程改革新的教学理念下已经不适用，怎样才能跳出套式，寻找到新颖的教学方法呢？通过新教师培训等各种手段，以及在教学实践中不断摸索，我逐渐积累起一些经验：首先，必须以学生为主导，多用启发式教学，针对不同层次的学生因势利导，鼓励他们回答分析问题，不仅要知道“是什么”，而且要知道“为什么”、“怎么办”，努力培养学生的分析概括能力。比如在讲到对《天朝田某制度》的评价时，给出三种观点：积极的、消极的、一分为二的。再把全班分为四人一小组，每组选一名记录员，再选一名发言人，讨论三分钟后阐述各组的观点，最后老师作总结发言。通过这种方法，既能达到师生互动，又能增强学生自主学习的能力，同时还培养了他们解决问题的能力，加深对课本知识的认识理解。其次，培养学生对本学科的兴趣。兴趣是最好的老师，只有学生自己愿意学，教学效果才能达到最好。为此，根据学科特点——知识点繁难杂多，我上课常编一些顺口溜帮助学生记忆，比如在讲人民版必修二专题三第二课《伟大的历史转折》对“外开放格局的形成”一目中时，为了帮助学生记住开放14个沿海开放城市，我是这样教的：“闻您父亲逛大连，天南海北宴请咱”这样，读起来既琅琅上口又诙谐易懂，又记住了十四个沿海开放城市。例子不一而足，却给了每一位同学的留下了思考空间，当再次遇到一些难记的知识点，每位学生都会尽力的去思考和探索一些方法，加强对历史学科的兴趣。
二、教育方面
作为一名新教师，能在工作的第一年担任班主任的工作，心中不得不感谢学校领导的重视，但更多的是忧虑：我能把他们带好吗？
三年中也有被学生气哭气倒过，更有中途想放弃的念头，但值得庆幸的是，在领导同事关心帮助下，我坚持过来了，也庆幸这个“坚持”，我才能取得今天的成绩：全班56人，高考中13人考上二本，6人三本，34人专科；我个人除了在教育观念思维观念上不断成长外，更是在2012年全县高三教师历史教学效果权重名次中位居第四名的好成绩！当2012年教师节到来之际，众多毕业学生的短信、电话让我体味到从未有过的温馨和幸福。三年，已足够让我感慨良多。
“教育是爱的事业。”的确，教育学生惩罚并不是终极目标，班主任的一言一行可能会影响学生终身，虽然我们不是医生，可以挽救人的生命，但是作为教育工作者，我们却是在做着挽救“人的灵魂”的工作。这句话改变了我的教育理念。于是，在以后的班主任工作中，对待调皮学生我多了几分耐心，多了几次改正的机会。
作为班主任也许我不是最好的，但是我却告诉自己我是问心无愧的，因为我已经竭尽全力了。现在我将三年班主任工作的一点心得大家分享一下：
第一，重视班团委的组建。俗话说，千军易得，一将难求。将领的组织领导才能如何，将直接关系到一支军队的胜败。班干部是班级的骨干力量，班主任的得力助手，是联系班主任和学生的纽带和桥梁，一个班级的班干部的组织领导作用发挥得如何，往往会影响到一个班级的凝聚力，关系到一个班级的兴衰荣辱。因此，身为新班主任一定要先选好你的“将”，这样才能带好“兵”。当然，选人是为了用人，所以对于选好的班干部应该充分的信任，大胆放权给他们，耐心听取他们在班级管理方面的合理化建议并采纳，给他们足够的信心和成就感，调动他们的工作积极性。
第二，重视班级文化建设。班级是学生最重要的成长环境之一，搞好班级文化建设，能为学生营造一个温馨的家，一个和谐的学习环境，一个团结向上的班集体！班级文化建设不仅要有新意，有特色，更要有实效。高一进校时，因学生在行为习惯养成方面做得较差，于是在全班一至表决下，我们班通过了班级操行分评比及各项班规，而且在学习园地用彩纸做了一颗成果展示树，促进大家共同进步；高二分科后，因我们班是文科班，女生较多（56人中其中40人是女生），普遍缺乏自信，课堂气氛也不活跃，我组织班委做了“愈挫愈勇，永不言败”的班级宣言贴在黑板正上方；到高三时，学习非常紧张，一周一小考，两周一大考，学生主要遇到的是心理方面的问题，所以我让宣传委员在黑板的左边开辟了一小块地方，由值日生每天写一句鼓励性的话，共同冲击高考，另在学习园地，黑板报上写上各科学习方法，鼓励性的名言警句等等。
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