关于算法导论课程考核改革的探索
摘要：算法导论是一门理论与实践相结合的课程，内容极为丰富。这门课程对培养学生软件设计与开发的能力起着至关重要的作用。传统期末考试的考核方法有过于理论化和形式单一的弊端，学生动手能力差。本文探索算法导论课程考核改革，以期中考查和期末开卷考试的综合形式考核学生应用算法的编程能力。先进的考核方法有利于充分调动学生学习的积极性和主动性，有利于学生综合素质的提高。
关键词：算法导论;考核改革;核心课程;算法编程能力
一、 引言
算法导论是信息与计算科学专业一门核心课程，具有理论与实践紧密结合的特点，是保证学生所学知识与企事业需求密切相关的关键课程。根据国家“十三五”关于教育的规划纲要，大数据和人工智能是优先发展领域。在这些发展领域的核心技术中，算法扮演着关键的角色，被誉为计算机学科的灵魂。这门课程的学习，不仅是对学生“C语言程序设计”“数据结构”“离散数学”“代数学”等的理论延伸和强化，而且对后续课程的学习及软件综合设计能力的培养起着至关重要的作用。课程的目标是培养面向社会需求的应用复合型人才，需要学生提升开阔的思维能力，能在面对复杂问题时提出自己独到的见解。这对教学提出了较高的要求，教师只有从课堂教学、实验和考核各个环节整体推进，算法导论课程的总体目标才能实现。学业水平考核是大学专业教育质量保障的重要手段，它对学生的学习和教师的教学具有诊断作用，也能检测出考核方法是否具有合理性和先进性。对《算法导论》课程而言，我们不但要及时更新算法内容，还要探索进行课程考核改革，以适应大数据与人工智能时代对计算科学人才更高的要求。
二、 考核改革的必要性
在算法导论课程的教学过程中我们发现，学生的算法理论知识学得扎实。但学生的程序设计语言基础薄弱且编程能力差，未形成良好的创新算法思维，无法适应互联网企业对软件人才的要求。为此，我们应该注重对学生实际编程能力的考察。具体为理论方面的考核注重学生对算法设计思想的理解，应用能力的考核重点考查学生新型算法解决实际问题的能力。
考试的主要作用是对学生所学知识进行学业评价反馈，检测教学效果并督促学生认真学习，同时有利于发现教学中存在的问题并不断改进教学工作。目前各大学课程考核主要是采用期末考试或者期末课程论文考核与平时成绩相结合的方式，平时成绩主要包括作业、考勤、课堂讨论等成绩，期末采用笔试方式。这一传统考核方法有一定的作用，但存在一些弊端：其一，平时成绩没有侧重对实验报告的考核;其二，期末考试内容过于理论化，考试形式单一，学生在应用算法解决实际问题的动手能力差;其三，这是一门理论与实践紧密结合的课程，而传统权重占70%的期末闭卷考试难以评估学生的学习情况。应该以期中考查和期末开卷考试的综合形式考核学生应用算法的编程能力，这有利于充分调动学生学习的积极性和能动性，有利于促进学生创造性思维的形成。
因此需要改革《算法导论》的考核方式，增加可操作的平时成绩的考核形式，重点进行月度的实验报告的考查，避免出现一考定终身和高分低能。原则上，我们应该严格审查实验报告的真实性，避免抄袭作假。提高学生思考和解决问题的能力，全面提升学生的综合素质，为社会培养高水平的应用复合型人才，是本课程教学的主要目的。因此，我们认为《算法导论》课程的考核改革是十分必要的。
三、 考核改革的基本思路
算法导论课程考核改革的基本思路是将该课程考核贯穿于整个课程教学和学习过程中，使考核真正成为手段而不是目的，从各个角度对课程进行合理评价。具体有三个方面内容：改革考核方法;改革考核形式;改革考核内容。
首先，改革考核方法。《算法导论》课程的教学应该理论与实践相结合，重点考查学生应用算法知识解决实际问题的能力。为此，《算法导论》课程考核方法拟分为三部分：平时成绩、期中考查、期末考试，各占比例分别为30%、30%、40%。能有效调动学生在整个课程学习过程中的积极性、主动性，发挥考核的激励导向作用。期中考查包括课程案例分析和4次算法设计编程实验报告，重点考查学生编程能力、算法设计能力以及算法创新能力，严格审查学生实验报告的真实性，避免出现抄袭作假和高分低能。期末考试主要包括《算法导论》课程常用算法种类和算法复杂性的计算，考核在有限时间用常用算法编写简单程序的能力，重点考核学生通过图表描绘算法过程能力，有利于学生平时抓紧学习，形成良好学风。
其次，改革考核形式。《算法导论》所涉及的知识十分广泛，700多页的经典教材内容非常丰富，48学时的教学只能涉猎其中一小部分，很大一部分新型算法需要学生课后自学，传统闭卷考试方法不适宜《算法导论》这类应用性极强的课程。《算法导论》课程的考核形式拟分为两部分：期中考查、期末开卷考试。期中考查包括课程案例分析和第4、8、12、16周的实验报告，有利于給予学生充足时间来复习课程知识、查找相关资料、解决提出的具体问题，有利于学生尽快准备好参加每年一次的全国数学建模竞赛和毕业后软件开发工作。期末考试实行开卷考试，目的是考核学生算法知识的自学能力和算法基础知识的理解能力，有利于学生自学没
有时间教学的课程剩余内容，也有利于考核应用算法的能力，而不是无谓的花大量时间和精力去记忆数量庞大且内容深邃的算法。
再次，改革考核内容。《算法导论》的主要内容：基本的排序算法，如快速排序和堆排序;算法的设计与分治策略，时间复杂度等理论;新类型的高效可靠算法，如算法加密技术、并行算法、神经网络算法、搜索引擎算法和遗传算法等方面的基础知识与应用实例。本课程内容庞杂且部分新型算法难度较大。为此，《算法导论》课程的考核内容分为三部分：基本算法理论、算法复杂性的计算、用算法编程。基本算法理论放在期末考试中，重点考核用图示表示算法，并能用算法编写简单程序。算法复杂性的计算也放在期末考试中，考查学生分析算法时间空间复杂度的能力。算法编程放在每月一次的实验报告。考查的题型具有开放性、拓展性、创新性，重点考查学生的综合素质。建立上机试题库、试卷库，逐步实现无纸化考试。改革有利于学生增强综合分析问题、解决问题的能力和创新能力，有利于提高学生的综合素质。
四、 考核改革的实施效果
有两个方面的特点：第一，考核改革的方法上有创新，以应用能力评价学业成绩。《算法导论》课程的特点是理论与应用结合，算法种类繁多，侧重的是算法在实际问题中的应用。我们从考核方法上出发，重点考查学生应用经典和新型算法解决实际问题的能力，重点考查学生写作、编程能力。我们的考核方法与传统方法有所不同，学生的求知欲增强加，对算法的认知和编程能力明显增强;第二，考核改革的结果上，学业成绩、竞赛成绩和综合素质整体提高。从平时成绩、期中考查、期末考试三个方面分别按大致相同比例对学生进行考核，学业成绩权重分散，有利于提高学生积极性和主动性，更有利于培养学生创新性思维。学生可以节省大量记忆背诵各种不同类型的算法时间，用于提高自己应用算法实现编程的动手能力，以及提高数学建模和其他相关专业基础的能力。从2017年湖南商学院获得全国数学建模竞赛两个全国一等奖的结果来看，《算法导论》课程的考核改革取得了初步的成果。（通讯作者：赵军产）
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作者简介：
陈建文，赵军产，湖南省长沙市，湖南商学院数学与统计学院。