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【延期不延教】线上教学经验分享系列之十三

2020-04-22 16:23 文、图/研究生院(研工部) 点击:[]

编者按:在教育部“停课不停教,停课不停学”的要求及学校相关部署下,研究生院对研究生在线教学工作做出了周密的安排,各学院精心准备。开课至今,师生们已逐渐克服App使用不熟悉、课堂管理有挑战等问题,在教与学的过程中,探索出线上教学的新模式新特色。本期,大家分享的是电子信息与人工智能学院齐勇老师的线上教学经验。

分享人概况:



齐勇,www.462net电子信息与人工智能学院教师,博士,从事专业课教学工作,授课内容包括计算机网络、云计算、大数据、python语言、算法分析与设计、Android开发、计算机图形学、web系统开发等,并负责全校计算机类相关竞赛的引导工作,率队2019年获ACM-ICPC国际程序设计大赛亚洲区铜奖两项;2019年获互联网+创新创业大赛全国银奖一项;2018年获互联网+创新创业大赛省级银奖三项;2018年获首届全国高校大数据应用创新大赛全国一等奖(全国第二名);2018年获ACM-ICPC国际程序设计大赛亚洲区铜奖一项、全国铜奖两项;2018年获全国App和信息技术专业人才大赛总决赛全国三等奖六项;2018年获西安高新“创青春”陕西省大学生创业大赛金奖一项;2017年获互联网+创新创业大赛全国银奖一项;2017年获全国App和信息技术专业人才大赛总决赛全国二等奖一项、三等奖一项;2017年获全国恩智浦智能车大赛西部赛区三等奖一项。

动静结合讲好图论课,云端网站开启编程路

1.晦涩难懂的数学课——图论,是计算机科学的基石

图论(Graph Theory)是数学的一个分支。它以图为研究对象。图论中的图是由若干给定的点及连接两点的线所构成的图形,这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系,用点代表事物,用连接两点的线表示相应两个事物间具有这种关系。看似简单的规则,确实操作系统、芯片设计、互联网技术的数学基础,并通过数学建模协助针对材料、化学、机械、经济等多学科。课程中大量定理证明处于研究领域的前沿,对工程实践意义重大,学生理解难,授课压力大。通过充分利用新技术,开拓新方法,发挥远程教育直观优势,克服困难,争取更好的教学成果。

2.课堂纪律要保证,释放资源讲节奏

在线教学的课堂纪律保证有困难,在教学气氛与教学纪律、学生热情与教师监督、授课效率与点名时间之间存在矛盾。通过建立QQ班级群,配合使用QQ小程序“教师助手”将课前打卡变成小竞赛,通过小红花评价群内讨论发言,红笔批改作业。

图论作为数学课学习过程有严格的前后次序,原本的18份PPT被拆解为36份,逐次释放,保证预习、复习的基础上让作业有一定的难度。通过作业题目的设计,保证作业内容无法通过网络资源获取,强制要求学生进行思考。

3.点点鼠标,图论常识玩起来

利用云计算平台,建设了“三维图论”学习网站,覆盖图论的18个常识点。学生可以在网页上用鼠标点击和连线实现对“图”的操作,可以增加顶点、删除顶点、加边、删边,并可以通过依次点击完成欧拉回路测试。18个就是“图论游戏”的18个关卡,大关卡中有小关卡,实现了大部分图论常识的游戏化。

(网址:http://47.115.35.86内容持续更新中,网址有可能变动)

(1)顶点和边

(2)图的阶和大小

(3)顶点的度

(4)图的度序列

(5)图的序列

(6)Havel-Hakimi算法

(7)鸽巢原理

(8)二部图

(9)完全二分图

(10)开通路和闭通路

(11)连通性

(12)欧拉回路

(13)欧拉迹

(14)图着色

(15)k可着色图

(16)色数

(17)有根树

(18)图的生成树

以图着色为例,关卡中包括5小关,依次展开,难度递增,让同学们直观理解平面图的四色猜想和不可平面图的色数计算。寓教于乐,充分发挥线上教学的优势,让学生的计算机屏幕中更多的是有意义的教学内容。

4.云端编程,自动批阅

图论是面向App工程和计算机专业的数学课,如果不进行编程训练就无法理解大规模图数据的操作技术和数学意义,为此开发了在线编程平台,可以实现C语言、C++、Java、Python语言的在线编程,通过设计题目,组织同学测试进一步加深对图论课程常识的运用。在线编程网站:http://sustoj.com/JudgeOnline/。

5.学生中心,产出导向

后续会在“三维图论”和“在线编程”的基础上进行整合,创建图论的虚拟教学实验平台,完善教学设计和反馈机制,设计三个子平台:

持续改进子平台:包括教学设计、资源管理、过程管理和反馈改进。因图论虚拟教学实验的难度大、技术新,需要通过对教学过程精确深入的洞察和数据分析达成持续改进。

学生中心子平台:因图论虚拟教学实验的难度大、综合性强,子平台需设置作业辅导、以评促学和实时互动。确保激发学生在学习过程中真正的兴趣、专注和参与。

产出导向子平台:图论课程目标是培养可以具备数学理论基础的App架构设计工程师,子平台包括了互动交流、按步引导、明确目标、产出细目。让学生们可以按图索骥、逐步跨越学习难点,每个步骤保持学习产出,并形成总体产出。

作为一名计算机专业教师,利用计算机的新技术、开发互联网的教学新产品是义不容辞的责任和义务,云课堂不但要实现异地“面对面”的讨论式全新教学模式,更要用互动与同学们形成攻守同盟,克服在线教学的各项困难,不断上演精彩的教学互动。

(终审:杜杨 核稿:鲍艳 编辑:刘倩)

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