问题求解课程解释和约定

问题求解课程解释和约定课程主页/problem_solving/index.php为什么“问题求解”?改革动机基本认识：学生能力不足受到普遍关注；其重要原因之一是课程教学没有能够很好地承担能力培养的任务；课程教学是整个教学活动的主体能力培养过多依赖高年级综合课程和毕业设计考试成绩不能反映学生实际能力特别是专业基础课程本应在能力培养方面发挥重要作用。改革的切入点专业基础课程在能力培养方面的作用以及实施方案课程体系中的两个能力培养课程体系的线索课程体系主线之一：计算机问题求解理论与方法（计算思维与解决问题的方法）；课程体系主线之二：计算机软硬件支撑平台（平台与系统支撑）准入计算思维程序基础离散数学数字逻辑电路准出数据结构算法设计与分析计算机系统基础操作系统计算机网络计算机科学与技术专业平台课程计算机系统设计综合实验大数据处理综合实验软件工程综合实验综合实验理论与算法平台与系统算法1算法2算法n1算法模型1模型2模型n1数学模型程序设计数据结构1数据结构2数据结构n1数据结构…………采用bottomup的方式，横向切割组织教学过程，最终收尾/综合于高年级实训实习毕设精巧简明高效的编码云物移新兴产业技术企业实训毕业设计--实际问题求解常见的课程体系传统的课程体系存在的不足在于知识点及其应用在安排上各自为营，效率低下课程之间边界模糊，教学目标不明确重复太多，缺失不知知识点及其应用被脱节书到用时已忘了离散数学模型VS数据结构经典算法VS实际工作知识点及其应用难以定位程序设计能力总是训练碎片化……快毕业了才恍然大悟：原来以前学的是用在这里！其实，更为深刻的思考在于：学与用没有浑然一体！学习过程中缺少分析和思考没有分析/思考的学习是低质量的Abilityofusingbrainisthebaseofusinghands训练，就数学而数学固然可以，但就问题而数学岂不更好？没有分析/思考的学习是无趣的没有思考就没有创新，也就没有成果的反馈和满足感/成就感问题求解能力的训练，没有自始至终临毕业了，才开始系统地解决计算机问题没有直面实际应用的学习让学习如“重拳击棉花”从学的角度：新时代你们的个性化追求要学的东西少听老师的话单纯，诱惑少终身学习要求低要学的东西多有更多的批判精神兴趣驱动，志向广泛终身学习要求高旧时代新时代持续、认真、高质量的专业学习难以保证如何以学生的能力培养为抓手，去直面这个问题？激发兴趣学会分析学会自学促发展促能力促个性我们的答案是：围绕一个具体问题，重组从理论到模型到算法到实现的知识点，在学习中强化纵向关联，强化问题分析，强化程序能力（广义），促进能力形成算法1算法2算法n1面向问题的算法模型1模型2模型n1面向问题的数学模型数据结构1数据结构2数据结构n1面向问题的数据结构…………精巧简明高效的编码云物移新兴产业技术企业实训毕业设计换一种思维方式？算法问题算法问题算法问题问题求解课程：一种基础知识的自然重构融合了以下四门课程序设计离散数学结构数据结构算法设计与分析为什么起名叫问题求解从解决问题出发，组织自学、授课、训练和考察在每一个基础知识点学习中，引入问题背景融合的期盼纵向融合，将创新能力培养起始于基础课程这四门课程的融合，理论上行得通吗？离散数学的核心价值数理逻辑：模糊问题的形式化能力的基础数学证明的逻辑基础数学证明大量应用于问题求解之中集合论：动态集合数据类型的基本数学模型几乎所有离散数学模型的基础某种意义上，离散数学结构名字的来源图论：表达离散成分及其(逻辑)关联的强大的数学模型问题求解中最常见的数学模型算法设计中最常面对的数学模型近世代数：从运算到结构到系统，从系统（结构）的观点探究数学模型的特性和行为在计算机科学中几乎无处不在：ADT，自动机，编码，密码学，……数学的美，也是离散数学承载的潜移默化数据结构和算法之间天然的密切关系数据结构的核心价值在于：ADT是数据结构的核心价值ADT是数据类型的基本定义方式，规定了数据的成员特征和操纵方式建、增、删、改经典的ADT，面向问题的ADTADT的计算机实现方式操纵数据的方式需要算法支撑算法的核心价值在于：探究数据之间的涉及特定问题求解中业务特征的逻辑关系计算(操纵数据)的序列及其效率需要在某个ADT基础上操纵数据程序设计课程程序设计课程的核心价值：程序=数据结构+算法程序设计的任务：广义上讲，在理解待解问题基础上，设计相应的数据结构和算法，采用某种适合计算平台的高级语言完成解题方案的编码正确、高效和简明是其追求狭义上讲，在确定数据结构和算法的基础上，采用某种适合计算平台的高级语言，将问题的求解方案，重写出来准确、简明、高效是其追求如果将程序设计当做一门独立的课程来进行教学，我们必须在广义和狭义两者之间进行权衡，焦虑！程序设计能力是学生创新能力的第一能力与其两难选择，不如直面改革取消专门设立的程序设计课程以广义的程序设计能力培养为贯穿全课程的终极目标安排全方位、无间断、不断提升要求的程序设计能力训练和基础理论教学如影随形理论上完全行得通全新的课程内容体系整个课程内容不是按照传统数学与计算机类课程各自的体系划分，而是围绕问题求解组织成四个“论域”：第一个论域“计算入门与数学证明”安排在1年级上学期；第二个论域“经典数据结构与算法”安排在1年级下学期;第三个论域“典型应用问题及其求解方法”安排在2年级上学期;第四个论域“复杂性理论初步与‘难’问题的算法”安排在2年级下学期。上述内容涵盖了传统基础课程：程序设计、离散数学、数据结构、算法设计与分析希望新体系带来的好处：解决原先课程各自关联性差导致学生对基础课缺乏兴趣的问题；便于学生随时将知识用于解决问题的实践，通过不断的“挑战”提高能力。四个论域论域1：计算入门与数学证明帮助学生理解计算思维最核心的概念，了解计算的基本方法与局限，接受基本的形式化训练，掌握抽象数学证明的基本方法。论域2：经典数据结构与算法帮助学生理解抽象数据，理解并应用常用的数据结构，掌握重要的算法设计策略以及算法设计与分析的基本理论与方法，理解并能够应用支持上述内容的离散数学工具与方法。论域3：典型应用问题及其求解方法引导学生掌握典型应用中抽象出来的重要算法问题的求解方法，理解并能够应用支持上述内容的离散数学工具与方法。论域4：复杂性理论基础与“难”问题的算法涵盖问题求解中复杂性理论的基本内容与问题规约方法，解决“难”问题的主要方法、技术以及相关的重要理论结果。如何“问题求解”?力求真能力的培养将教和学落地生根课堂教学中，将大家的注意力抓住在课外训练过程，将大家的时间抢回来在学业指导中，激发大家的兴趣在学业管理中，将学业的紧迫感送给大家课堂教学模式改革先做作业再上课杜绝抄袭（用尽一切可能的办法）加大作业在最终课程得分中的比例逼着大家问问题从简单问题到复杂问题想尽一切办法：胡萝卜大棒+……缩减教师讲授时间，让大家来“讲课”提前一周安排话题指导同学完成“备课”尽量鼓励同学主动报名增加印象分以你们为本的课程结构模型及实施方案解题能力学习能力自学材料(教材)课程讲义课外作业编程训练研讨内容经典教材摘选同学课前自学以解题为目的以深度为优先以启发为手段教师选题同学讲解教材中的习题为主覆盖全部学习内容围绕内容选编题目课程教学方式班级规模：80+人师资力量配置：主讲教师1名，助理教师1名，助理学生6名每周的学习和训练由4个课内学时和若干课外时间完成周一，周四本论题课堂讲解本论题OJ实训上论题习题/编程回顾开放课题同学主讲周二周四课余时间上交上周论题作业一周的学习安排第一件事情：上交作业：上一次的订正后作业本次的作业每周的作业在开学时公布不自己看书，无法完成作业课堂教授由教师主导，讲解+提问+讨论寻找答案的过程，远重于掌握答案几乎不在课堂上讨论定义内容，更关注为什么要有这个定义相比较定理的证明，更关注定理背后的物理或者直观现象在算法本身和算法正确性两者之间，更关注算法的正确性几乎所有讨论都强调：如果你是第一个遇到这个问题的人，你会怎么想？该怎么办？习题回顾学生主讲课堂讲解OJ实训上交作业一周的学习安排习题回顾就该周课后作业中暴露出来的主要问题进行回顾，或者介绍更难的习题由助理教师完成，一个学时学生主讲每周的课堂讲授中都会留下两个opentopics每个学生有15分钟进行所选择的topic组织课堂主讲教师作为听者参与讨论，重点关注思路和严谨性习题回顾学生主讲课堂讲解OJ实训上交作业OpenTopics：1，请介绍正则表达式(regularexpression)、自动状态机，进而说说看，你对“语言”的理解2，写出某个C++版本中switch语句的完整的BNF。如果你写不出完整的BNF，请用BNF术语说明边界。课程的考核方式平时作业：20%必须订正，否则分数