浅析《算法导论与体系结构》的教学改革

1、    浅析算法导论与体系结构的教学改革    马汉杰+冯杰+黄海【摘 要】算法导论与体系结构课程是电子信息技术类的基础课程，但也比较强调实践性。本文针对当前该课程教学中存在的问题，探索基于案例驱动的算法导论与体系结构教学改革，探索算法导论与体系结构教学中案例设计，并将其应用于实际教学过程中。【关键词】算法 体系结构 案例驱动 教学改革it技术已成为社会发展的主要核心技术之一，在过去短短的几十年时间里，it技术涉及通信领域（移动通信的交换设备、基站和手机、ip电话等）、消费类电子设备（数字照相机、摄像机、机顶盒、家庭影院系统等）、机器人及各种自动控制系统

2、等典型应用，这些都离不开算法实现。对电子信息类学生而言，算法导论与体系结构课程的开始，能够使其了解和掌握算法与体系相关的实用技术。但是算法与体系结构技术的发展，其速度都超出我们的预料。同时，应用的发展又不断地对技术的发展提出许多新的更高的要求，形成一个相互促进的良性循环。1. 课程特点及教学现状算法导论与体系结构顺应这一发展方向而为电子信息科学与技术专业信号处理方向学生开设的专业课。但是就目前的课程内容和教学体系来看，本课程虽然介绍了一些经典算法相关的知识，但针对性不强，无法有效激发学生主观能动性，而且当前所采用教材主要还是以传统理论，与本系其他课程如数字图像处理、智能信息处理、模式识别等方面

3、联系不是很紧密，并且也不符合目前it技术新的应用特别是多媒体相关领域的发展方向。因此，如何利用算法导论课程平台，使学生能对数字信号处理、数字图像处理、模式识别等方面有一个更为深入的认识，并使本专业毕业生具有利用实际算法解决实际问题的实践能力是本教改项目所要解决的重要问题。针对上述问题，从c语言、数据结构等基础知识介绍入手，以面向应用为导向进行课程开发和设计，强调实践教学行动的过程属性，按照典型的实践项目开发过程逻辑编排课程内容，设计教学环节，组织教学过程。通过该课程的实践探索，开发一套行之有效的课程教学体系，进而推广到其他类似课程，全面提升学生的就业竞争能力2. 算法导论与体系结构教学中案例设

4、计探索在案例教学中，教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，以现实生活中的一些应用为蓝本，通过设计具体教学案例，让学生把自己纳入案例场景，引导学生参与分析、讨论、实践等，通过讨论或者研讨来进行学习的一种教学方法。案例教学首先要有明确的教学计划，主要包括特定的教学对象、明确的教学目的、具体追求的教学效果和对教学过程的整体设计及其控制。课程教学中所使用的案例既不是编出来讲道理的故事，也不是写出来阐明事实的事例，而是为了达成明确的教学目的，基于一定的事实而编写的故事。在算法导论与体系结构课程中，我们采用了以下几个方面来探索案例设计：2.1 课程定位与目标算法导论与体系结构在强调算法原理的基础理论的同时

5、，与实践和应用紧密结合，在教学中占有举足轻重的地位。在课程设计上本着以“实际、实用、实践”为原则，淡化理论知识，突出应用技术。通过本课程的学习，使学生较系统地掌握算法开发编程环境，对其编程语言和开发流程有基本的了解，具备基本的算法设计开发与实现能力。以应用实践引领知识、技能和态度，让学生在完成具体应用的过程中学习相关知识，发展学生的综合能力；掌握用所学知识解决实际问题的方法与手段，增强对各种问题能以多角度探寻解决问题的道路的素质；并具有良好的科学态度和创新精神，合理地提出新思想、新概念、新方法的素养。2.2课程内容与教学设计算法导论与体系结构课程的内容设计应体现连续性、实用性和前沿性，旨在使学

6、生了解业界最新的算法技术发展动态和发展方向并具备一定的实践能力，因此必须紧跟国际潮流重新选择课程内容。另外，由于学生在之前的学习过程中已经修完了数字信号处理、数字图像处理等必修课程，也有模式识别、机器视觉和多媒体技术之类的选修课程，因此在教学设计中也充分考虑与前面的课程相融合，从实际的角度来巩固所学知识。同时也注重教学内容的实用性和针对性，以实践性知识为主，陈述性知识为辅，使学生能更充分地了解相关算法在各个领域的应用状况。在教材内容的筛选上，尽量选用近两年比较新的教材作为主要教材，以在网络中及时更新的it公司笔试题目作为辅助材料，并将算法应用的成熟案例（如业界比较成熟的方案或自己的横向课题）作

7、为实例介绍给学生。力求选择的案例来自生产实际，同时充分考虑其复杂度和实用性，以保证学生在完成时态度认真，并能有效促进学生兴趣，拓展学生能力。在教学方法上，强调以学生为主体、以教师为引导，将理论教学和实践教学集成化，使课堂学习融“教、学、做”为一体。在教学过程中注重学生学习方案的设计，运用自学、讲授、答辩、咨询、示范、操作多种形式进行教学。在具体的教学方案中要注重目标、过程、情感、结果的设置，充分调动学生个体和班、组团体的主观能动性，激发学生学习热情，使学生能力得到全面的发展和提高。2.3实践环节设计在前期的课程如数字图像处理、智能信息处理等都具有相应的课程设计环节，在这一环节中，学生会根据教师

8、要求用matlab或c语言实现一个比较系统的算法或方案。而在算法导论与体系结构的实践环节，可以充分利用这些算法或方案设计的结果，与实际的it应用相结合，让学生真正体会算法是如何实现的。选择比较成熟的项目或案例都，可以充分地把理论知识、实践技能与实际应用环境结合在一起。在课程实践过程中要充分发挥学生的主体作用，给学生以足够发挥的空间，让学生真正动起来，激发学生的学习积极性，培养学生独立分析问题和解决问题的能力、自我控制与管理能力、做计划的能力和评价的能力。同时，以小组协作式进行实验，有利于发挥学生的团队合作精神，培养学生的协调人际关系能力，增强社会责任感。通过完成典型项目或任务，激发学生的学习动

9、机，使之获得完成工作任务所需要的综合能力，提高自身素质。2.4 教学团队建设在算法导论与体系结构课程建设的教师团队中，进一步加强与行业、企业及各种社会教育资源的深度合作，选择长期在一线从事相关科研工作的教师作为主体，同时邀请业界资深技术人员做补充。教师团队自于实际企业，有着丰富的、实实在在的企业生产、管理经验，这些教师的经历本身就是很好的案例。业界专业人士参与实践课程设计，直接走上讲台，把技术开发岗位中需要的技术能力以及开发过程真实的描述出来，加深学生融入案例场景。3. 结语算法导论与体系结构课程是电子信息技术类的基础课程，但也比较强调实践性。一定要与当前飞速发展的机器学习、数据挖掘等it技术相结合，将导航、机器人、移动互联网等实际应用加入案例，才能不断完善该课程教学内容，提高案例教学效果。【参考文献】1冯杰，黄海，胡洁，曹丽. 基于案例驱动的dsp应用技术教学改革探索j.科技信息，2011（33）：19-2