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环境科学导论范文1
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）28-0189-02
环境科学是一种多学科到跨学科的科学体系所组合成的新兴学科，也是介于自然科学、社会科学和技术科学之间的综合性学科。在当今世界，环境保护教育受到了各国高等教育的普遍重视，环境类专业也得到了空前发展。《环境科学导论》是高校环境科学和其相关专业的一门基础性课程，也是环境专业本科生所接触到的首门专业性课程，在整个人才培养过程中起着理论铺垫和知识储备的作用，所承担的教学使命远远超出了介绍环境基础知识本身。然而，随着环境理论与技术的不断进步，一些教学内容和教学方式已不能满足当代专业人才培训的需要。因此，开展此课程教学内容和方法的改革与探索有十分重要的意义。
一、课程设置现状与问题
通过调查发现：大多数环境类专业的学生认为本专业的发展前景良好，并希望毕业后能够继续深造以及从事与环境保护相关的工作岗位。但也存在许多问题：比如部分学生对环境类专业缺乏深入的了解，甚至是认识极其模糊；随着年级增长，学习兴趣大打折扣；对就业前景不乐观，丧失奋斗目标等。《环境科学导论》作为面向环境专业开设的首门专业必修课程，其教学目的是为加强学生对专业的整体性了解，使学生掌握和了解到环境保护的基础性知识，以及环境防治方面的基本原理和方法，同时拓宽学生的知识面，为学生打开探索环境保护领域的兴趣之门。
目前，大部分高校将这门课程开设在第三或第四学期，而第一、第二学期则以基础课程为主，完全不开设环境专业课程，这种教学模式固然符合教学规律，但也存在一些弊端。比如：许多学生在大一、大二时对环境科学专业了解甚少，对专业学习内容、学习方法与目标、专业特点、前景及专业发展方向等感到困惑。因此，建议将《环境科学导论》这门课程开设在新生入学后的第一学期，便于学生培养专业兴趣，增加专业认识，对后续专业课程的学习更好地起到“引”和“导”的作用。此外，由于该课程属于导论性课程，讲的内容不能过于简单笼统，也不能过于复杂深入，避免重复后面课程的学习，这使得在学时安排等方面也存在一些值得商榷的问题。为解决上述的困惑，本人认为对此课程进行深入和全方位的教学探索和改革非常有必要。
二、课程的内容
《环境科学导论》课程所使用的教材种类很多，其中大部分汲取了国内外很多教材的优点。当前，各高等院校选用的参考教材中，由北京师范大学的刘培桐教授主编的《环境学概论》理论体系最为完整，知识体系脉络清晰，简明易懂。此书获得了1987年国家教委颁发的优秀教材奖，在实际教学中也取得了很好的效果。
1.注重基础，突出重点。该课程所涉及的专业领域广、内容多。在实际教学中，对于基础的理论和知识要进行详细讲解，从条件、建模入手，逐步推出结果。在内容的系统性上要比较完备，能涵盖如今环境科学领域的水体、大气、土壤等方面，并兼顾有害、放射和环评等小的方面；在结构上要循序渐进和由浅入深，注重术语概念、基本理论和方法技术等基础知识的阐述；在深度上要掌握适中，毕竟《环境科学导论》会起到一个“概”或“导”的作用，因此更应该注重把握难易的程度，注重打好专业基础。
由于授课学时所限，不可能全部内容面面俱到，而且相关专业知识和技术在后续的专业课中会系统讲解，也不宜做过多介绍，因此要求教师进行详略选择，突出重点。例如：在大气环境部分，大气污染类型、污染物在大气中的化学转化等是本章节重点；水体的环境部分，重点内容是水体的主要污染物、污染类型和常见的污染指标等相关专业术语，此外还包括污染物在水体中的扩散规律等；土壤部分中，土壤的组成和性质，不同污染物在土壤体系中的化学行为是讲授的重点。
2.更新知识，关注热点。现代教育的发展要求在教学中保留传统经典的内容，剔除陈旧过时的内容，补充更新现有的教学知识和科技成果。授课时，结合具体的环境问题来阐述环境科学的相关理论，通过有关部门的权威数据让学生了解我国当前存在的一些环保问题，同时给学生适当补充国内外环境保护的最新发展动态，指出一些参与环境保护的途径。这样既可增加课堂教学的信息量，提高趣味性和知识性，又可激发学生的学习兴趣。
同时，在教学过程中还可引用当今全球范围内出现的热点环境问题。比如近年来国内外广泛关注的新型有机污染物：内分泌干扰物、溴代阻燃剂、医药品和个人护理用品等，还有新兴的环境功能材料、污染控制技术等，都可从最新的国外学术杂志或者国际标准上摘录相关内容提供给学生作为参考。这些热点问题的引入，既可拓宽学生的知识面，又可引发他们结合实际情况进行思考，为将来学习专业课程和进一步深造奠定坚实的基础。
三、教学方法
课堂教学是提高教学质量的重要环节，而正确的教学方法是取得良好教学效果的关键环节。在教学过程中，我们应当重视探索性和协作性学习；在教学手段上，以课堂讲授和多媒体技术教学相结合；在授课模式上，采用互动式和研究性的教学方法，以案例分析作为理论教学的辅助手段。通过教学方法的变革，充分调动学生学习的主动性和积极性，提高课堂教育教学的质量。
1.重视案例教学。由于《环境科学导论》的理论性较强，如果单纯的讲述概念、原理，学生听起来势必会觉得枯燥乏味。在教学过程中适时地引入典型实证案例，是有效改进的方法之一。在案例教学法中，学生是主体角色，教师是策划者的角色，负责提出案例话题并且掌控具体实施结构，经过讨论和分析，达成一些共识，最后由教师做出总结性评价。在这一阶段，学生尚不具备较多的专业知识，案例的应用有利于增强学生对环境问题的感性认识，引导其通过学习、构思和考虑可能运用哪些方法去解决这些实际问题，并为通过后续专业课的学习上升到理性认识打下良好的基础。当然，这就要求授课教师平时注意素材的搜集和筛选，使所选案例生动、典型、真实，能带给学生以震撼，激发其进行思考。如在讲授“环境问题的产生与发展”时，可借助于现代多媒体教学手段，收集诸如介绍古巴比伦文明、三北防护林和三江源保护工程；在讲解“空气污染指数”概念时，可以展示当日我国一些主要城市的空气质量日报，指导学生计算API的指数，讨论自己家乡的污染水平和特征污染物，并与其他城市比较；又如对“水体富营养化过程”的讨论，可使学生了解我国及国外主要湖泊富营养化的状况、特点及治理手段，促进学生理解湖泊富营养化产生的生态学原因和生物化学和生态演化过程等。同时，还可以向同学们介绍国家近年来大力投资建设的大型化生态工程，国家环境保护“十二五”规划等政策性文件，从而有利于学生了解我国环境污染的整体情况，明确我国当前污染治理的目标。此外，可以利用案例与就业的紧密联系，帮助学生了解专业的就业前景，增强其专业学习的信心和规划自身专业主攻发展的方向。
2.加强实践教学。环境科学的实践性和应用性非常强，这就要求它的教学过程必须与实际相结合。通过实践性教学活动的开展，增强学生的环境责任感，真正做到理论联系实际。大气环境部分，可以带学生实地参观工厂的除尘装置，掌握四大类型除尘装置的构造原理、运行参数、设计规格等；水体环境部分，组织学生参观城市污水处理厂，指导他们了解各级净化装置和具体污染指标的测定方法；配合课程设置中的生态恢复内容，安排学生参观自然保护区及人工湿地，加深对资源环境知识的理解；此外，可以组织各类环保活动，比如成立环保社团、设环保论坛等形式。各种不同的实践形式，使学生丰富、巩固了专业知识，扩展了学生的思路，激发了其参与意识与创新能力。以上教学环节均要求学生独立完成实践总结或调查报告。
3.引入双语教学。实行双语教学是当前高校教育教学改革的必然趋势，也是培养新世纪复合型人才的重要方式之一。环境科学专业发展迅速，国际通用性和可比性较强。《环境科学导论》作为环境科学最重要的专业基础课之一，采用英汉双语教学对跟踪国际环境科学发展前沿，同国际接轨具有重要意义。我们可以从教材的选择、表达能力的培养、教学方式以及考核评价方式等方面入手对其改进提出一些探索性的思路和意见。双语教学毕竟是新生事物，还有待于更多的教学研究与实践，以期获得更加丰富系统的经验理论。
四、结论
环境科学是一门讲究可持续发展的学科，其教育理念也在不断地变化、更新和完善。对其教学内容和方法进行变革探究，有利于培养适应市场经济需要的专业人才，提高学生的专业精神和学习热情，使其在环境保护的相关岗位和社会建设中发挥更大的作用与价值。上好这门课，要求教师们具有充足的知识储备、丰富的实践经验和多样的教学方法，及对课程体系的总体把控能力，了解学科发展的前沿动态，同时在教学过程中注重与学生的沟通，理论联系实际，完成教学任务和优化教学的效果。当然，随着教学改革的不断深入，《环境科学导论》课程的教学研究会进一步加强，其教学内容和方法也会日益完善。
参考文献：
[1]杨燕舞，王晓，乔启成.“环境科学导论”教学理念与实践[J].煤炭高等教育，2006，24（6）.
环境科学导论范文2
一、明确地理学科在学生环保意识培养方面的目标和任务
1、地理学科可以提供大量关于环境的知识。人口、资源、环境及其相互间的关系等内容一直融合在地理学科中,要以培养学生正确的人口观、资源观、环境观作为教学的主线。
2、地理学科直接指导学生“在环境中”提高环保意识。地理学科通过各种课外活动,采取让学生在环境中亲身体验,通过各种探索活动,感知各种环境问题,树立环境观念。
3、地理学科成为环境的教育主渠道。运用教材向学生阐释人地关系,培养他们的全球观念和全局意识,使他们形成科学的环境道德观、环境价值观,亲近和保护人类生存的环境。
二、凸显教材中能够进行环境教育的资源
地理教学中的环境教育内容应以课本为主要依据。现行地理教材中,蕴含着丰富的环境教育内容,主要有如下三方面:
1、现实教育资源。教材以大量的篇幅讲述社会、经济、生态的持续发展,资源的持续利用;阐述环境问题的现状、起因与解决办法,揭示人地互动发展过程中的经验与教训。
2、道德教育资源。地理教材告诉我们,自然资源不是取之不尽,用之不竭的;环境对废弃物的容纳能力是有限的。人类对资源的无节制掠夺开采,对环境的任意破坏与污染,不顾子孙后代的生存环境,必将受到大自然界惩罚。从而明确人对自然的道德责任和义务,树立起“保护环境,人人有责”的环境道德观念。
3、行为教育资源。让学生与大自然和谐生存,要从自己做起,从小事做起,讲究环境卫生,节约用水用电,收集废纸废铁,爱护花草树木,养成良好的行为习惯,积极主动参加环保宣传教育和环保公益活动。
三、地理课堂教学中渗透环境教育
资源问题、人口问题和环境问题是教学重点,三者之间有着密不可分的因果关系,在课堂教学中应不失时机的开展环境教育。
1、强化资源国情认识,帮助学生树立科学的资源观。自然资源是人类生存和社会文明发展的物质基础。随着经济的发展,社会的进步,人类对资源的需求和依存度增加。当下人类无节制盲目开发利用资源,造成了资源的浪费与破坏严重,导致资源的短缺和环境恶化。合理利用与开发资源已成为当今人类面临的重大课题。课堂教学让学生了资源状况,虽说我国地大物博,资源丰富,水资源总量世界第六,耕地面积世界第四,森林面积世界第五,草场面积世界第二,各种资源人均拥有量极其有限,不容乐观。进而使学生产生危机感,必须合理开发利用各种资源。
2、加强人口教育,帮助学生树立科学的人口观。人口急剧增加是人类最关注的一个社会问题。人口的增长与社会、经济不相适应,与资源环境不相协调,会给社会带来一系列的负面影响,人均资源减少、交通拥挤、住房紧张、失业率高、环境恶化等。这些问题又反馈于人类社会本身,从而影响社会经济的繁荣,影响人类的生存与发展。在教学中要让学生了解全球和我国的人口状况,分析人口增长的原因等,充分认识实行计划生育基本国策的重要性。
3、增强环境教育,帮助学生树立科学的环境观。环境是人类赖以生存的基本条件。它为人类提供生存空间和发展所需要的资源,而人类则在发展过程中,不断地适应和改变着环境。当人类活动遵循自然规律时,环境则向着有利于人类的方向发展即良性发展;当人类活动违背自然规律时,环境则向人类的负方向发展即恶性发展。
让学生认识到地理环境具有整体性特征,认识到全球变暖的严重性,使他们认识到保护环境并非一部分人,一部分国家的事情,只有全世界、全人类共同努力,才能保护好人类赖以生存的家园—地球。
四、多样化地理教育方式方法,有效进行环保教育
1、运用讨论教学法,培养中学生的环保意识
可以在教学中组织学生进行多方面的讨论,深入理解环境问题,提高自我的环保教育能力。
2、重视开放性教学,培养学生环保才能
指导学生进行搜集、阅读文字资料,实地调查问题现状等学习活动,使学生自己得出恰当的结论。学生自己得出的结论可能是各种各样的,环境问题本来就有多种解答方法,要根据一定的科学原理引导学生讨论所得结论的合科学性。通过开放性教学培养学生的环境保护意识,也是学生掌握和利用信息资源来和探索学习的过程。
3、引导学生从小事做起,从身边做起
引导学生做到:使用公共交通工具;使用再生纸;垃圾分类回收利用;自备篮子或布袋购物;采用节水措施;将旧衣物、玩具、书籍赠送他人,养成可持续发展理念。
4、结合热点问题激发学生“学环保、讲环保”的兴趣
利用松花江流域因工业事故造成苯污染引起哈尔滨停水四天的重大事件,引导思考;从湿地公园遭破坏事件,引发深思,有效地进行环保教育。
结合科普讲解激发学生兴趣,人行道上铺透水砖,有利于地表水下渗,涵养水源;太阳能热水器;洗车、家用水循环利用装置等,让学生设计制作节水、节能装置。
5、利用一些重大环境和地理节日,进行专题环保学习、宣传和公益实践活动,培养学生活动能力
环境科学导论范文3
关键词 计算机科学导论 教学内容及方法改革 考试改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
0 引言①
为适应我国经济结构战略性调整的要求和软件产业发展对人才的迫切需要，实现我国软件人才培养的跨越式发展，教育部和国家发展计划委员会共同研究决定选择部分高等学校，采取多项扶持政策，支持其试办示范性软件学院，国家首批批准35 所示范性软件职业技术学院，到目前为止全国软件学院已经超过100所，这么多的软件学院每年的毕业生数量超过一万人，就业压力可想而知。软件学院的软件工程专业是计算机领域发展最快的学科分支之一，这就对高等学校的教学提出了挑战。
1 现状
计算机科学导论是软件工程专业的学生入校学习的第一门专业课程。
（1）对于刚入学的新生，在选择软件工程这个专业时，对计算机没有足够的认识，选择这个专业带有很大的盲目性。一部分偏僻或贫困地区的学生刚上大学对计算机几乎一无所知，甚至连基本操作也不会；一部分学生虽然以前接触过计算机，但只会一些基本操作，对计算机的专业知识了解很少，他们将计算机专业等同于一般的计算机应用技术；还有一部分学生不仅对计算机的基本操作很熟练，在高中时就选修过一些计算机类的课程，对计算机专业有一些初步了解。
（2）对于从事计算机科学导论课程教学工作的老师，都是严格按照本专业教学计划、教学大纲的要求上课，整个学期的教学按部就班，内容虽然丰富，但不够生动。并且，由于计算机科学导论这门课程涉及到软件工程专业后续学习的很多门课程，而每个教师的专业知识侧重点不同，有些内容很精通，就会占用比较长的时间生动地去讲解，有些内容不是很精通，这样就不能全面正确地引导学生认识这门课，更不用说培养学生的热情和兴趣了。
（3）对于计算机科学导论课程的教学内容主要有三种类型：②
第一种是将计算机导论的教学内容设置为计算机基本技能的培训课程；这种方法虽然可以提高新生的计算机操作能力，但失去了本课程作为专业引导课程的本质属性。
第二种是把计算机导论课程当成软件工程专业学生在大学期间所学专业核心课程的浓缩；内容广而散，概念多而杂，教学内容的深度和广度不好把握，学生也很难理解。
还有一种是从方法论入手，用高度抽象的数学模型来刻画计算机及计算的本质属性，对软件工程专业的主要内容进行系统化整合，这种方法过于抽象，很难理解。 这三种类型的计算机导论课程教学，都不适合我校软件工程专业学生学习，很难达到该课程的教学目的。
2 具体改革内容、改革目标和解决的关键问题
2.1 改革内容
计算机科学导论作为大一新生的一门引导性质的课程，内容选取不能太具体，这样容易把该课程上成计算机基本技能的培训课；内容选取也不能太广泛，这样就可能把该课程上成所有专业课程的浓缩课程，看似讲了很多内容，但一个也没讲透。希望学生从这本门课程的学习当中能够真正理解软件工程专业的学生在四年的大学生活中要学到哪些方面的知识，通过所学的知识能够解决哪些方面的问题，从而以积极主动的态度投入到大学生活中。
2.2 改革目标
计算机科学导论课程的教学目标应该服务于专业的培养目标，③粗略地讲，软件工程专业人才大体上分为科学型，工程型和应用型，而我校软件工程专业的人才培养目标是培养复合型人才，那么作为引导型的计算机科学导论课程的教学计划与课程内容构建就应该服务于复合型人才（下转第191页）（上接第86页）培养总体目标，因此，该课程教学目标应该有以下几个方面：
首先，应该让学生了解软件工程专业复合型人才的就业方向，培养对复合型专业的认识，通过本课程的开设，要让学生明白什么是复合型的人才，复合型人才的就业岗位，了解当今社会对复合型人才的需求，从而对自己将来要从事的工作的专业方向有大致的判断，并对软件工程专业培养复合型人才应该学习的主要课程有基本了解，对自己将来应该具备的能力有初步的认识。
其次，应该培养基本的计算机操作能力，作为软件工程专业的学生，应该具备较强的基本操作能力，随着计算机的普及，很多刚入校的新生虽然有一定的计算机操作能力，但掌握得不系统，更何况由于各地区教育经济发展存在差距，还有相当一部分来自落后地区的新生很少用计算机，有的甚至从来就没有操作过计算机，因此，培养计算机的基本操作能力，仍然是计算机导论课程中一个重要的教学目标。
另外，还要培养学生的自主学习能力，学习能力对人的一生很重要，现实生活中，我们看到不同的人学习同样的东西感受是不一样的，有的人学得很轻松也很快又很透彻，还有一些人学得很辛苦又很慢，掌握得也不够扎实，究其原因就是学习方法、学习态度问题。前一种人通常是以积极主动的姿态投入到学习中，后一种人总是被动灌输式地学习，所以学习效果有很大差别。我们希望通过本课程的学习培养学生自主学习的能力。
2.3 改革的方法
2.3.1 教学内容及方法的改革
首先，利用2～4学时采取讲座的形式，请资深教授、专家对软件工程专业学生应掌握的软件基础理论知识和软件工程专业知识，应熟悉的软件应用和工具，应具备的方法、技术和工具等做全局性的介绍，使学生知道这个专业四年中需要掌握哪些专业知识和技能，毕业后可以从事哪些方面的工作，树立起学习的目标。
另外，介绍本学科的知识构架及其相互关系，使学生理解这些知识点之间的作用、地位及其相互之间的关系。
其次，是对于学生的基本技能的培训，为学生顺利进入计算机专业学习奠定基础。基本技能的培训利用《计算机科学导论》自主学习平成。《计算机科学导论》自主学习平台要求具备以下几个方面的环境：一是交互学习环境；二是有问必答环境；三是利于学生个性化学习的环境；四是评价激励的环境；五是统计反馈的环境；六是优秀的学习资源环境。学生利用《计算机科学导论》自主学习平台，首先抽做整套试题作答，答题完成后系统会自动给出分数，并给出详细的试卷分析，指明学生哪些方面的知识已经掌握，哪些方面还掌握得不太够，哪些方面知识很匮乏，是学生在学习之前对自己掌握的知识情况有一个定位，然后可以利用优秀的学习资源有针对性地进行相关知识的学习，如果有些知识通过网上的学习资源任然不能解决，可以通过网上留言的方式提出问题，老师或者一些已经掌握这些知识的同学看到留言以后会给出解决的方法，能够回复问题并取得好评，系统要给予相应的加分奖励 。如果学生认为自己已经掌握了所有知识点，那么就可以重新随机抽取试题，检验自己对基本技能的掌握情况。
2.3.2 考试的改革④
考试应分为计算机考试和掌握内容考查两部分，对于基本技能的掌握程度采用计算机考试，《计算机科学导论》自主学习平台提供了相关知识题库，学生可以抽取试题，在线操作，做完后提交答案，系统直接给出分数及试卷分析；对于内容的理解、掌握程度采用考查形式，通过写报告的形式来考查学生对教学内容的掌握程度。
总之，我们将通过多样化的教学手段、教学平台，在教学过程中的不断探索，不断改进，找到最适宜软件学院软件工程专业大一学生《计算机科学导论》课程的教学方法，充分发挥软件学院大学生入学第一门专业课《计算机科学导论》这门课的作用。
项目支持：2011年，中北大学高等教育教学改革研究项目
注释
① 刘利雄，李凤霞.“计算机科学导论”教育改革思路.Computer Education教学资源与平台建设，2009.
② 崔晓松，刘德山，孙美乔.计算机科学导论课程教学改革探究.信息技术课，2009.
环境科学导论范文4
【关键词】课程改革；计算思维；任务驱动
0 引言
1989年，ACM攻关组提交了著名的“计算作为一门学科”报告，报告认为，“计算机导论”课程要培养学生面向科学的思维能力，是学生领会学科的力量，以及从事本学科工作的价值所在[1]。2001年，CC2001将计算机学科划分为计算机科学、计算机工程、软件工程、信息工程、信息技术五个分支[2]。2005年，CC2005进一步指出，该课程的关键是课程的结构设计问题，ACM和IEEE-CS分别为这五个分支学科设计了相对独立的课程体系，要求“计算机导论”课程应该以面向计算学科的思维能力，即计算思维能力的培养为核心，为学生的大学课程打好基础[3]。2002年中国计算机学会教育委员会和全国高等学校计算机教育研究会推出了《中国计算机科学与技术学科教程2002》（China Computing Curricula 2002，简称CCC2002），阐明了计算机科学与技术学科的教育思想，对学科的定义、学科方法论、学科知识体系和内容、教学计划制定以及课程组织方法、毕业生应具备的能力等方面做了系统全面设计，并将计算机科学与技术学科的知识体系结构组织成知识领域、知识单元和知识点三个层次，其中知识领域是知识体系结构的最高层次，共14个领域，下设132个知识单元[4]。
目前，我国国内的学科分支及课程体系一直沿用CC2005和CCC2002，“计算机导论”设计5个知识领域，涵盖12个核心知识单元，分别是信息技术史、程序设计语言概论、软件工具和环境、语言翻译简介、人机交互基础、软件演化、通信与网络、信息技术的社会环境、职业责任和道德责任、基于计算机的系统的风险和责任、知识产权、隐私权和公民自由。
“计算机导论”是一门计算机专业的引导性课程，开设在学生第一学年的第一个学期。本课程教学目标是：通过本课程学习，要求学生了解计算机科学的基本概念、计算机系统的组成、数据表示方法学和数据加工表示方法等，最终对本专业各个学科的核心内容、各个学科的关联有全面、概要的认识，为后续的专业学习奠定入门的基础。同时，“计算机导论”该课程也是一次对学生具体而详尽的专业思想教育，对学生的专业学习具有启蒙作用。因此，依托学科课程体系，对《计算机导论》课程进行改革，优化课程内容、打造精英团队、改进教学方法，培养学生计算思维和实践能力非常重要。
1 课程教学存在的问题
从计算机学科体系发展背景、计算机导论课程大纲设计、计算机专业的计算机导论实际教学效果等方面分析，计算机导论课程建设主要存在以下问题。
1.1 课程意义认识不足
随着中学阶段信息技术课程的普及，学生对网络资源获取日益增多的社会环境下，一些学生和教师对“计算机导论”课程的地位认识不足。学生将“计算机导论”课程与“计算机应用基础”课程混为一谈，在教学管理过程中，学生对大量的专业名词感觉枯燥，理解困难，学生的学习积极性不高，处于被动接受状态，缺乏自主学习和创新意识。学生学完后感觉不到这门课程的意义，没有起到为后续课程打基础的作用。
1.2 教师对计算机导论课程内容理解不够，教学内容简单化
“计算机导论”课程信息量大，教师很难做到每个章节分配合理，重难点掌握恰当，没有潜移默化的培养学生的学习思维，不能很好地帮助学生系统的认识计算机学科体系结构。教师在面临繁多的学科体系要求下，很难贯彻执行计算机学科体系的核心思想，在教学内容上只是对核心内容进行简化和压缩，生搬硬套教学大纲，完成基本的教学要求。
1.3 教学方式陈旧
在信息化高速发展的环境下，学生习惯了依赖网络、依赖手机电脑，这时，教师还采用传统的教学方法，只是简单的将黑板的“人灌”简单的改成了PPT的“电灌”，学生还是被动地接受，课堂气氛沉闷，学生没有激情，教学效果不理想。
2 课程改革的思路
2.1 依托学科课程体系，以培养学生计算思维为向导构建课程的教学大纲
计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。基于计算思维的教学，是指通过建立一种合适的体系，以培养创新型人才为目标，激励、引导和帮助学生主动发现问题、分析问题和解决问题。在课程教学是以教师为主导、学生为主体的“探究”过程，在教学过程中运用计算思维的方法获取知识、训练技能、培养能力、发展个性[5]。
2006年3月，美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美国计算机权威期刊Communications of the ACM杂志上给出，并定义的计算思维（Computational Thinking）。周教授认为：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。2008年6月，ACM在网上公布的对CS2001（CC2001）进行中期审查的报告（CS2001 Interim Review）（草案），开始将美国卡内基・梅隆大学计算机科学系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授倡导的“计算思维”与“计算机导论”课程绑定在一起，并明确要求该课程讲授计算思维的本质。根据ACM和IEEE-CS的要求，“计算机导论”课程应该以面向计算学科的思维能力，即计算思维能力的培养为核心，为学生将来的大学课程打好基础[6]。
“计算机导论”在课程大纲设计中，依托学科课程体系，以培养学生计算思维为向导，力求以严密的方式将学生引入计算学科各个富有挑战性的领域之中，为学生正确认知计算学科提供方法，为学生今后深入学习计算机的课程做铺垫。下面列出“计算机导论”课程教学大纲。如表1所示。
如表1所述，“计算机导论”课程的课程大纲中包含了学科的宏大视野和学科各分支领域具有的共性的核心概念、数学方法、系统科学方法、社会与问题，要求学生理解计算思维，认识学科形态，培养专业基础素质。课程大纲体现了在不断地提出问题、解决问题的过程中，加强学生运用计算思维进行问题求解能力的训练以及逻辑思维能力的培养，结合专业特色，将计算思维应用到各个专业问题的解决方法中去。
2.2 教学内容模块化，以培养学生实践能力为目的改变教学表现形式
依据3.1中构建的课程大纲，将“计算机导论”的所有教学内容分模块以不同的课堂形式表现。下面列出分模块的“计算机导论”教学内容及教学表现形式。如表2所示。
2.3 打造可持续发展、创新型的教学团队
“计算机导论”需要解决的主要问题是让学生了解学科发展历史，学科最新发展方向，职业基本行为规范和学科所要学习的内容，因此需要教师能够融会贯通的对“计算机导论”所设计的计算机学科知识进行系统的讲解，并能够跟踪学科的科研动态，了解目前的重大科研成果，通过对前沿科学内容的讲解，开拓学生的视野。因此，“计算机导论”教师团队的教师必须教学经验丰富，“计算机导论”中所涉及的知识映射的单门课程需要有循环教学2-3遍的教学经验，能够非常清楚后续各课程之间的衔接关系，准确地把握各类课程的引导性内容和重要性内容，在教学过程中潜移默化的培养学生的计算思维能力。
教学团队由教学经验丰富的教学型专业人员担任课程负责人，以中、青年骨干教师为主体，形成由教授、副教授、讲师、助教组成梯次合理的队伍。教学团队中有教学效果优秀、教学经验丰富的名师。
课程负责人熟悉各个教学环节教育改革趋势，能够协调和凝聚团队成员的力量，实现优势互补，指导团队成员在课程建设、教材建设、教学内容、教学方法和手段或实验、实践教学等方面的教育教学改革中取得成果。
“计算机导论”教师团队的教师要求掌握各种课堂技巧，根据不同的章节内容特色，灵活运用各种教学方法，用通俗易懂的语言描述繁杂的专业内容，调动课堂氛围，激发学生学习“计算机导论”的兴趣，让学生正确认识本门课程的重要性。
教学团队成员要求具有创新性思维，在间教学过程中进行专业学术探讨与论争、教学方法交流、教学经验沟通等，产生教学实践改革的创新思考，并在教学实践中逐渐实施，形成通过教学团队成员的创新精神来促进课程发展和培养具有创新意识教师的良性循环。
2.4 合理利用网络资源，创造交互式课堂
根据上文所描述的模块化的教学内容和教学形式，在课堂教学过程中，以学生为中心，采用理论、实践（2：1）的形式组织课堂教学。理论课堂以讲解基本理论知识为重点，帮助学生运用学科数学思想梳清整个学科脉络，建立系统化的认知模型。实践课堂以“任务驱动”的形式组织教学，以团队小组的形式进行考核。课堂教学方式是：①教师引导组长运用关注点的计算思维指导组内的分工，将一个复杂的题目演变成一系列的子模块；②各组员定期交流各自完成的情况，对于过程中遇到的问题；③教师引导学生运用计算思维的方法进行抽象、分析；④通过网络等各种途径进行自主检索、探究、思考、讨论；⑤最终形成问题的求解思路；⑥在学生完成任务后，教师引导学生进行知识的归纳和总结，并演示、讲解和答辩相结合进行总结评价，加深学生对知识体系的理解。通过这种课堂组织方式，激发学生的求知欲，改变学生由被动学习为主动获取知识，提高学生的学习主动性。
随着互联网的普及和学生对计算机技术的应用，学生可以通过互联网去使用优质的教育资源，不再单纯地依赖授课老师去教授知识。而课堂和老师的角色则发生了变化。老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识。1/3的时间课程教学中，除去需要用实验验证计算机学科中的一些核心概念和学科形态外，如：计算机的体系结构在最新的计算机产品中的应用问题，第三次数学危机，职业道德，计算机未来的形态等问题均可以采用“任务驱动”的形式授课。学生需要课前根据老师布置的范围了解和学习相关的知识，形成小组总结性文字，老师需要根据学生的实际水平和课前学习效果组织课堂讨论，引导学生计算思维的方式构建学科脉络，拓展学科视野。
理论教学与任务驱动实践教学有机结合，充分调动了学生的学习积极性，促进了学对知识的理解，训练了学生的计算思维，培养了学生的创造力。
3 小结
论文通过对“计算机导论”课程的课程大纲梳理、教学团队建设、教学方法改革，在当前“计算机导论”教学中注入了新的思路，体现了以培养学生实践能力的教育思想。
【参考文献】
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环境科学导论范文5
（北京信息科技大学自动化学院，北京100192）
摘要：以智能科学与技术导论（专业认识与实践）独立实践教学课程建设为切入点，在分析专业人才培养特点的基础上，阐述针对大学一年级第一学期专业教育的实施方案，提出按照“项目任务驱动目标学习”的方法培养学生的专业创新能力、实践动手能力及团队合作精神的教学思路。
关键词 ：智能科学与技术；项目驱动；实践教学；课程建设
基金项目：北京信息科技大学2015年人才培养质量提高经费项目( 5111523309)；北京市教委科研计划项目( KM201411232006)。
第一作者简介：许晓飞，女，实验师，研究方向为智能机器人、创新教育，xuxiaofe12001@bistu．edu．cn。
0 引言
智能科学与技术专业及其专业导论（简称智能专业）课程建设的目标是依托检测技术与自动化装置、模式识别与智能系统、导航与制导等学科优势及其教学资源，尽快让新入学的本科生了解工科门类中智能科学与技术专业的学科专业分支内涵知识。教师可通过设计分解项目驱动，采取课堂讲解和实验指导的教学方式完成专业导论建设，实现专业的培养目标；培养学生面向现代前沿交叉技术的创新思维方式，从脑与认知科学等智能信息技术宏观上引领学生认识到掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理基本技能的必要性。
1 智能科学与技术导论教学现状分析
根据对以往教学效果的调研，我们发现智能科学技术导论这门实践教学课程教学效果不好的原因主要有以下几方面：①教学内容缺乏针对性。智能科学与技术汇集多种边缘学科与技术，如信号与信息处理、模式识别、图像处理、机器人学等课程，所涉及的研究领域及内容十分丰富，教学知识结构比较庞大，涵盖范围广，教学内容庞杂，热点分支多，知识点相对独立，联系不紧密。因此，在有限的教学时数中，教师需要在宽泛化及针对性之间寻求一种平衡。②学生缺乏相关知识。在实际教学活动中，由于智能科学技术导论课程一般开设在入学之初，学生处于高中到大学的过渡阶段，缺乏相关基础知识，因此他们的学习认知行为、学习方法、学习要求和学习内容的组织形式难以适应大学专业基础课的要求。如果课程内容过于偏重理论，那么教学过程会很枯燥；如果过于注重工艺的讲解，那么又会给学生增加理论学习难度。因此，教师在教学过程中如何摆脱两难境地，让学生尽快对整个专业系统和完整的知识体系有一个宏观认识，在有限的时间里能掌握、吸收并内化更多的智能科学基础知识，为后续专业课学习奠定基础。③教学方式落后。目前，智能科学技术导论课程采取的教学方式主要是传统以课堂教学为主的教学方式，如果知识面广而不深，学生知识结构的延伸就无法完成，同时对后续专业课教学也会有不利影响。
2 项目驱动的专业导论课程建设
作为一门专业基础课，智能科学技术导论首先应以学生在专业领域的发展为主线，在教学内容的组织上增加4个专题实践环节，选择适合学生接受能力且对后续专业课学习有帮助的难度适中的授课内容；另外，智能科学是一个不断发展的学科，其技术成果、研究动向更新快，教师在教学中应融人智能科学技术领域的最新科技成果，引导学生关注本专业的知识应用，及时掌握本学科领域发展的最新动态，扩大知识面，为今后专业课的学习以及就业作铺垫。
2.1 课程建设教育理论依据
在智能科学与技术本科专业的课程体系中，智能科学技术导论作为基础实践类课程，针对学生实际需要，科学、系统地解答相关专业问题。创新是一个实践过程，教师要重视在创新实践的过程中激发学生的兴趣，帮助学生完成由被动学习到主动学习、由正向思维到逆向思维的转变，使学生获得初步的科研能力。以往的教学关注理论知识的内容更多，繁重的理论学习任务使得学生没有足够的时间和精力参与课外创新实践活动。教师只追求“短、平、快”，对过程培养重视不够，是需要改进的一个重要问题。
作为“入门”课程，智能科学技术导论的讲授如果过度偏重理论，容易使学生失去学习的信心；而且强调理论如果造成教学内容重复知识点过多，也会使学生失去学习兴趣。因此，教师对教学内容的安排要做到难度适中，选择与学生接受能力相适应且对后续专业课学习有帮助的内容；遵循以“在实践中学、在学中实践”工程化教育为主、以学术发展为辅引入CDIO教育模式的理念，重视培养学生的工程能力，包括学科知识、学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思一设计一实施一运行能力，按照“项目任务驱动目标学习”的思路，重点培养学生的创新能力、实践动手能力及团队合作精神。
2.2 课程建设研究内容
1)项目内容建设。
依据智能专业培养计划，智能科学与技术导论是一门独立实践课程。表1为智能科学技术导论实践类课程项目内容及课时安排。
智能科学与技术导论课程设置于本科一年级秋季学期，采用分散教学方式，共计32学时。教学改革内容包括在演示型实验项目的基础上，增加4个专题实践环节，揭示“层次化”“模块化”和“开放式”的课程特点；项目内容建设根据智能创新平台研究与开发的内在技术规律，立足于“基础性、综合性、实用性和创新性”原则，将本专业教师团队的最新学科项目和专业课程建设最新成果应用于教学，将最新、最适用的智能科学与技术学科内容融入教学；根据智能科学与技术专业的培养目标和方案并结合专业领域人才需求分布特点，及时调整授课内容和方法，更新课程教学讲义、实验大纲等教学文件，编写新的实验教学教材。
2)项目教学方法和手段的改革。
教师应建设智能科学与技术导论课程资源共享平台，使教学资源得到充分利用，促进师生在课下的交流，实时解答学生的疑问，以达到更好的教学效果；建设项目资料和视频库，针对课程具体项目特点，将实物、内部结构、工作原理、应用背景和工作过程以影音文件的形式体现，增强学生的感性认识、对抽象知识的理解以及对工程实际的认识和了解；建立阶梯式的实验教学平台，包括演示型和验证型实验及自选实验项目的多级实践项目，既注重基础实验，又强调系统综合能力的训练，使课堂教学在时间、空间及内容上得到有效延伸；建立学生课外实践活动平台，以弥补课内学时的不足，利用现有实验室条件，建设“智能科学与技术导论”学生业余创新制作工作室，增加学生实践机会；建立学生课外实践项目库，鼓励学生完成开放实验、进行自拟项目的开发调试，在教师的辅导下，锻炼学生学以致用的实践能力，激发和培养创新意识和创造力；通过不断地教学改革实践，总结课程建设经验，修正课程项目教学大纲、学期授课计划，监测课堂建设及预期效果，调整考试考核改革方案。
为了提高教学效果，使教学过程更生动形象，充分调动学生的学习兴趣，教师可在教学过程中加强以下教学方法与手段的运用。
(1)教师结合视频文件、成果实物等进行智能系统仿真演示和虚拟实验演示，将枯燥的理论知识实物化、感观化。
(2)采用“案例教学法”和“项目教学法”。教师讲解符合专业发展方向且贴近社会需求和工程实际的案例，以工程应用背景的案例激发学生的学习兴趣；将案例讲授与课程验证实验相结合，构建以真实项目为载体的基于工作流程的教学模式，调动学生的学习主动性。
(3)建设课外学习交流平台。鼓励学生加入课外实践创新基地，进入以智能科学与技术专业本科生为主体的智能机器人俱乐部梯队，进行团队成员间学习的交流；通过教学网站，鼓励专业教师上传“微课或慕课”，教学辅导信息，促进学生更深层次、更广范围、更深入地学习；建立网站答疑系统，使学生与教师的沟通更加快捷方便，使课程资源得到充分利用。
(4)针对课程特点进行应用设计项目考核，2～3人／组，让学生通过从方案比较到软硬件设计、制作与调试的实践，熟悉学科领域的工程项目实施模式。
(5)建设课外实践教学平台。建立学生课外实践项目库和创新工作室，通过开放实验和自选实验项目，满足学生不同层次的学习需求，为学生提供提高实践技能的实验平台，培养实践和创新能力。
3)评价与考核方式的改革。
为了更好地调动学生学习的积极性、主动性，全面客观地考查学生的综合素养，课程采用任务评价与课程评价相结合的方式，即根据学生在每个实验项目中的实践表现、学习成果质量等进行任务评价。项目开始时，教师专题案例资料，要求学生预习相关知识，课上引导学生分组讨论，组内各成员提出解决方案思路，再进行实际成果程序的演示讲评，最后教师根据课堂表现给出项目成绩。综合成绩是将演示项目成绩、参观项目成绩、验证项目成绩以及最后的结课专题书面报告成绩进行一定比例的加权平均得出，加权平均权重由专业教师团队集体讨论决定。考评体系改革的目标是实现对参与改革的智能科学与技术专业学生的包括创新能力在内的综合素质给予更科学的评判，以利于下一步正确引导学生的专业职业生涯科学规划。
3 项目驱动实践教学创新意识和团队协作
创新意识在一个充满团结协作精神的环境里更容易被激发，学生始终是创新能力培养的主体，是中心。在围绕智能导论项目驱动的课程建设研究和开发中，指导教师要设计6个环节衔接课堂教学新体系，即“精讲、举例、提问、点拨、研讨、评析”。
前4个环节教师是主体。精讲，就是简要介绍相关的理论知识和实际应用背景，明确提出培养目标。对基础实验突出4个“一”：围绕一个基本原理、掌握一组实验仪器、学会一种研究方法、解决一类实际问题。举例，通过演示，剖析实验的基本思路及技术要点。提问，在实验教学过程中，贯彻“发现问题、解决问题”的基本思想，引导学生接近问题、发现问题和解决问题，把对问题的认识逐渐引向深入。点拨，结合实验中的提问和暴露的具体问题，给予必要的指点。
后2个环节学生是主体。研讨，主动收集共性问题，组织集体讨论，积极思考并高质量参与，总结和强化知识点。评析，结合实验报告对实验项目进行分析和评价，得到有意义的结论。教师指导学生组建中、低年级到高年级之间的纵向梯级团队，定期进行各种学科竞赛和内部讨论学习，将大学生科技创新等活动内容作为实验教学的延伸。专题讨论，前沿讲座是提高创新教学质量和创新能力的有效途径，内容不拘一格，形式灵活多样，可以谈具体的实验感受，也可结合专业实验和设计谈实验方案，通过研讨扩大学生的知识面，培养团队精神。
教师可打造创新人才培养平台，合理使用各种现代化教学手段，采用参观、演示、实际项目电路搭建和程序仿真、实物调试等多种方式结合的方法，引导学生学习综合物联网技术、机器人技术以及智能信息处理技术的专业导论课程项目的任务与要求。在六大项目的学习讨论中，将在不同学科领域有特长的学生组成不同的项目小组，各团队成员通过定期或不定期的交流，充分发挥团队优势和提高分工协作能力。教师还需引导学生加入智能机器人俱乐部，参与全国几大有影响力的机器人赛事活动，通过方案设计、动作编排、程序优化、现场测试等环节的实践（如通过asuro小车平台，熟悉C语言程序控制小车，熟悉简单避障循迹功能），引导低年级学生通过解决实际问题达到学以致用的目的，结合教师演示讲解的大型工程硬软件调试仿真等系统，使学生能够将理论知识和实践经验相结合，达到最好的学习和实践效果。
4 结语
总体而言，项目驱动的智能科学与技术导论课程教学改革以培养专业素养认识及提高专业综合素质为目标，让学生通过深入浅出的实际项目运作完成课程学习，鼓励学生打造良好的专业素养，争当“智能工程师”，基本具备三大看家本领——智能思想、硬件设计能力和程序设计能力；在此基础上，吸收从新生中脱颖而出的创新能力强的学生参加学科创新项目，推广在实践类课程教学改革中（如智能创新实践平台等）具有一定借鉴价值的系列项目集。
综合素质的提高和创新能力的培养是社会进步和科技发展对高校人才培养提出的新的要求。高等学校的实验教学只有通过改革传统的实验教学内容、教学方法和教学手段，建立新型的实验教学体系，引入现代化的实验技术，才能更好地为创新人才培养服务，为深化教育教学改革注入活力。教师最感快乐的事是看见学生在实验室忙碌时专注的神情，在取得成果时灿烂的笑容。实验室教学创新任重而道远，需要在不断的实践中加强交流与反馈，积极进取，稳步提高。
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环境科学导论范文6
关键词：算法导论；混合式教学；五星教学原理；高校教学；新型教学环境
1引言
算法导论课程是高校计算机科学的基础核心课程，其中算法设计部分是软件技术的一个重要方向，也是培养学生成为未来软件工程师所不可或缺的一门专业知识。与该课程最紧密的学科分别是数据结构、高等数学、组合数学、概率论与数理统计、离散数学等，因此算法导论有着很强的逻辑推理性和高度概括的抽象性，是实践和理论高度融合的范例。在该学科教学过程中，通过将高级语言程序、数据结构和计算方法等内容紧密地结合在一起，全面培养了学生分析问题、解决问题的能力，对学生的专业发展具有极其重要的意义。目前算法导论课程主要有线下教学和线上教学两种授课方式。线上教学普遍采用传统教学环境，对时间和空间具有严格的限制。互联网的快速发展推动了网络技术在教育中的应用，如MOOC和SPOC等线上教学在社会上开始流行并取得了较大的成功。在课程改革的背景下，线下课堂教学也发生着变化，其中结合线上教学与线下教学的混合式教学模式最为突出，因此我们将此模式引入算法导论的传统教学环境。然而，近些年的研究大多只局限于线上本身的特点，缺乏重要的教学原理的指导，从而影响了混合式教学的实际教学效能[1]。要提高课堂教学的有效性，就要借助现代教学理论的指导。只有在现代教学理论的指导下，教学设计才会符合教学规律，符合课程的教学理念，最终才能真正发挥教学者的主导性，并体现学习者的主体性，使课堂教学更有效[2]。因此，尝试使用五星教学原理指导算法导论的混合式教学模式构建，不仅可以将理论很好融入课堂教学，丰富算法学科教学理论，还可以指导教学细节处理，提高教学效果。本文将分别从教学模式和课程实施方法这两个方面介绍算法导论课程的具体设计方案。
2教学模式
2.1教学环境特点
教学环境是开展教学和学习活动的场所或载体。目前，算法导论教学环境主要分为传统教学环境、开放式教学环境和新型教学环境。在不同教学环境下会产生不同的教学效果[3]：传统教学环境，是指师生之间面对面交流的课堂教学环境。尽管传统教学环境已有几千年的历史，但它利于教师主导作用的发挥与师生之间的直接互动，因此仍然是校园教学的主流；这种传统教学环境属于线下课堂教学模式，其对时间和空间上具有严格的限制。随着网络信息化时代的到来，产生了线上课堂教学模式，因此带来了新的教学环境。如开放式教学环境，是指以开放式信息系统为主的教学环境。与传统教学环境相比，它将教学时间、空间拓展到了任意时间、任意空间，并提供给老师管理和记录学习情况。目前开放式教学理念已经得到社会认可，并成为社会化的主要学习形式。近几年来，在大数据时代的背景下涌现出了许多新型教学场所或载体，包括基于游戏、社交网络、智能移动设备和MOOC等教学形态，这些统称为新型教学环境。新型教学环境凭借其优越的物理特性和丰富的应用为学生带来了新的学习体验，并帮助教学者改善教学效果。在高校学习环境中，线上课堂教学模式还不能完全的取代线下的传统教学模式。由于很多学生在众多的线上学习资料源中往往没有目标，也不能很好的构建课程体系[4]，因此线上线下课堂相融合的混合式教学模式是提升高校教学效果的重要手段。
2.2混合教学模式
根据算法导论多样化的教学环境特点以及大纲要求，本研究采用以教师为主导的混合式教学模式[5]，以达到对线上和线下教学的优势结合。目前，线上资源海量，如在全球范围内取得巨大成功的大规模在线开放课程（MassiveOpenOnlineCourse,MOOC）就是一种线上优质资源的选择。我们以“算法”为关键字在中国大学MOOC进行搜索，与算法相关的课程有467个，其中90个为国家精品课程。这么多的课程需要合理有效地利用，不能全盘照搬。在大数据的前提下，线下教师的作用不可忽略，具体的结合教学模式进行如下：（1）以算法教学大纲为切入点，选择合适的候选线上资源。（2）开课之初，教师给出线上资源与对应纸质教材，让学生做好预习。（3）课前，教师针对本次课程讲授的重难点，明确线上课程，细化到具体章节。（4）课中将课程放置于新型教学环境，如使用慕课堂智慧教学工具,用于课堂互动，测试等工作。（5）课后教师总结出课堂上学生掌握较差内容，布置作业，并线上公告，便于学生复习、巩固知识。（6）提供课程拓展内容，学生可以在教师指导下进行其他相关知识学习，拓展学生的眼界。总的来说，在以教师为活动主导的前提下，将线上教学融入线下课程的各项工作中的教学模式，加强了学生学习空间的立体化，提高了学生学习的主动性。
2.3五星教学原理
目前的实践和研究很多集中在关于线上教学方面，并取得了很多的成绩。然而，这些研究大多只局限于线上本身的特点，缺乏重要的教学原理的指导，从而影响了混合式教学的实际教学效能[1]。因此，尝试使用五星教学原理指导混合式教学模式的构建，以期提高教学设计的教学性和效能性。通过对不同教学设计模式、教学策略的比较分析，梅里尔提出了五星教学原理，它是各种教学设计理论和模式基本上均赞同的一种处方性的教学设计原理[1,6]。五星教学原理以问题解决为根本目标，其核心思想是:当学习者介入解决实际生活中的问题时，当激活学习者的原有知识并将其作为新学知识的基础时，当向学习者展示新的知识时，当学习者把新学的知识进行具体应用时，当学习者把所学知识融入真实生活当中时，以上这些才能促进学习[7]。教学结构以问题解决为目标和中心，包括两层互相联系的循环过程。内层循环是在聚焦解决问题的教学宗旨下，不断重复四阶段循环圈：激活旧知、示证新知、应用新知和融会贯通。外层循环是符合学习过程，由结构——指导——辅导——反思构成的四个阶段。内层循环在外层循环的指导下完成教学任务。从五星教学原理的核心思想和教学结构可以看出，该原理不仅关注教师的教学过程，更关注学生的学习过程，强调整个教学活动要从学生的认知角度出发，满足学习需求。
3课程实施方法
3.1课程资源的收集与整理
课程资源是为辅助课程内容达到教学目标而用于学生学习的扩展资源。所涉及的内容一般是呈现讲解型内容，并与实际教学内容组成具有一定逻辑组织结构和交互方式。课程资源类型多样化，包含视频、音频、动画、图像、文本和复合型的多媒体教学微课件。这些课程资源既可以是内容呈现和讲解型的教育资源，如中国大学MOOC课程中的北京大学屈婉玲教授为主讲授的《算法设计与分析》；也可以是用于教学评价的试题、试卷资源，甚至教学实践，如算法的技术成长平台LeetCode（leetcode.com/）。
3.2教学设计
教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学各要素有序安排，确定合适的教学方案的设定和计划。算法问题根据解题的方法不同分为递归与分治算法、动态规划算法、贪心算法、宽度和深度搜索和分治限界法五个专题[8]。而算法作为一种技术，最重要的是对这五个专题问题进行求解。而问题求解的关键步骤主要涉及三个关键点：建模、设计算法和分析算法。其中，建模是对输入参数和解给出形式化或半形式化的描述；设计算法是选择采用什么样的算法设计技术，并保证其正确性；分析算法即评价采用算法的运行效率。这里，我们根据五星教学原理的指导，围绕如何理清如上三个关键点进行教学设计。1）聚焦问题：算法的选题范围涵盖基础知识（算法的定义、表示方式、复杂度分析）和一系列的算法策略。首先要确定将要讲解内容使用混合教学方式的可行性，在此基础上以问题为中心，尽可能使用与学习者生活工作相关的案例进行问题描述，让学习者感兴趣的参与其中。这个环节对学习者进行算法建模理解极为重要。此外，教学者可以通过线上公告和邮件的方式交代学习任务、安排具体的完整任务以及形成任务序列，这不仅促进学习者的学习，而且方便课后的反复复习。2）激活旧知：激活旧知可以从两个阶段进行。课前，教师为学生精心挑选线上学习资源和学习任务，用于激活学生的原有知识，理清知识结构，以便更好地把新旧知识联系起来。课中，教师在示证新知的过程中引导学生回忆、联想、描绘先验知识作为学习新知识的基础。但是在教学过程中，学习者往往对原有经验相对缺乏，如算法设计的基础知识，因此需提供相关的经验作为学习新知识的基础促进学习。3）示证新知：示证新知是课中讲授算法内容的主题，也是整个教学过程的主要环节，肩负着新旧知识联系的任务。由于算法求解问题的过程具有很强的逻辑性，教师可以模式化进行教授。首先，教师根据聚焦问题引导学生思考求解方法，这不仅是算法的一个实例化应用，也是实现新旧知识结构整合的方式。然后，进行任务驱动，对新知识做简要说明，并用伪代码进行算法描述，进而使学生了解算法的特点和适用性、掌握算法的实际步骤。其间可以恰当使用类似于中国大学MOOC平台的慕课堂等智慧教学工具进行课中的线上互动，使课堂形式丰富多样化。此外，教师可以引导学生画出新知识结构图，通过比较新旧知识结构图，理顺二者之间的关系，加深理解。4）应用新知：课中的最后进入实践动手环节，教师根据教学内容，为学生选取1~2个难度适中的案例任务，引导学习者以小组为单位参与实践活动。通过在学习者熟悉的环境中模拟应用算法求解案例问题的过程，加深对算法的理解。该环境可以使用线上平台如LeetCode，不仅可以直接判断对错，还提供对算法运行时间的排名，方便学习者通过对算法复杂度的分析反复修改代码。此外，学生之间可以面对面地讨论互助，彼此取长补短，加深对知识的进一步掌握和理解。5）融会贯通：融会贯通阶段的主要任务是进一步深化对所学知识的理解和熟练运行，甚至可以迁移到日常生活中去，从而培养学生的创新意识。首先，教学者根据学习者掌握知识的程度，可以推荐线上算法教学视频的某些章节给学习者，进而提供了可重复性的精准教学。然后通过线上公告方式布置较为复杂的课后作业或思考题，激发学习者的探究意识，并在动手做的过程中感悟、理解、掌握非结构化的知识，进一步实现知识的迁移。最后，对于学有余力的学生提供拓展资料，从而开拓学生的眼界。
3.3教学评
五星教学原理重视对学习效果的评价，这有助于及时反馈学习效果，以便改进[9]。教学评价主要在线上平台进行，按照教学活动中的作用可分为定位评价、形成性评价、诊断性评价和总结性评价[10]。1）定位评价主要是在课前判断学生准备情况，教学者可以借助线上平台随机提问检验预习情况及所需知识技能掌握状况，并纳入平时成绩。此阶段涉及的评价主体有个体自我评价与教师评价。2）形成性评价主要是在课中反馈学习成败信息，教学者可以采用多种教学方法调动学生主观能动性，引导学习者阐述接受新知识遇到的问题。教学者根据学生的反馈信息调整教学难点的教授方式与课后精准辅导的方向。此阶段涉及的评价主体有个体自我评价与小组评价。3）诊断性评价主要是课后教学者对作业或是单元测试进行审阅，给予学习者的学习情况进行量化评分。而学习者根据教师的评分与评语，复诊学习错误，调查屡次犯错深的层原因。此阶段涉及的评价主体有个体自我评价与教师评价。4）总结评价主要是教学者与学习者对教学和学习效果进行反思。学习者通过温习重难点，理清自身的掌握情况，并反馈到线上平台。教学者通过评阅学习者的反馈信息，判断达到教学目标程度，得到教学目标适当性与教学策略性。此阶段涉及的评价主体有个体自我评价与教师评价。
