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标杆课中的立德树人 | 邓俊辉:算法要勤学、要苦练,更要咀嚼和品位

邓俊辉 清华大学本科教学 2022-07-15

编者按

推进课程思政建设,是坚持社会主义办学方向、落实立德树人根本任务的重要举措,并与清华大学价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教育理念高度契合。然而,课程思政不是简单的“课程”加“思政”,而是课程当中有机地融入价值塑造的元素,努力实现二者的水乳交融,做到“如盐化水”、润物无声。

长期以来,我校教师围绕“三位一体”开展了卓有成效的教学实践,涌现出许多创新性的教学成果。为此,清华大学教务处特别推出“同行锦囊”3分钟音频课,陆续分享各类课程开展“课程思政”工作的具体经验与做法,力求“劳模可复制”,引领“同向”与“同行”。



标杆课中的立德树人


邓俊辉:算法要勤学、要苦练,更要咀嚼和品位


邓俊辉老师

清华大学计算机系



大家好,我是计算机系邓俊辉,我承担的是“数据结构”、“计算几何”等算法类课程,以下是我的同行锦囊:


算法是CS专业的基础与核心,所以不必担心学生对这类课程不够重视。然而在揭示深奥原理、探究抽象概念和剖析繁复技巧的过程中,学生往往会陷入就事论事、过于关注技巧细节的陷阱。为此,我在讲解基本原理、基本方法的同时,还会常与学生共同咀嚼品味,以期透过林林总总的算法,重构出背后的那幅完整图景,为他们日后在科研和应用中有所发现和发明,在眼界与器识上打下充分的基础。当然,这样的启发和引导必须自然而然,做到内容贴切、形式亲切、情感恳切和宗旨确切。


首先是善用典故譬喻。我会通过“愚公移山”的故事引出“减而治之”的算法策略,也会以“曹冲称象”的故事引出规约(Reduction)的概念。而在讲授各种图搜索算法时,更会用“Theseus探索迷宫”、“亚瑟王骑士聚会”等故事做类比,揭示出如何通过模仿自然过程实现高效率的计算。


其次是“通情达理”。在讨论最短路径算法、Quicksort算法时,我会提及发明者的图灵奖获奖演说,扼要回顾Dijkstra在从理论物理转入CS专业过程中的纠结、权衡与决断,重温Hoare在软件开发过程中屡败屡战的艰辛探索,与学生共同体会大师们对学术、对职业的谦恭,对人生、对世界的敬畏,以及他们对至善至美的执着追求。


最后是批判思维。在讲解Huffman、Prim等算法后,我会适时点出“步步最优,未必整体最优”这个往往被忽略的真理。我也会先与学生重温“善待教训、及早试错、以终为始”等箴言,再通过拓扑排序、BM匹配、BCC分解等实实在在的算法,确凿地给出佐证。而在发现散列算法居然能“突破”复杂度下界之后,我更会启发学生去关注直觉的可贵,认识到不仅要精通已有的工具与技术,更要志于和敢于创造新的计算模型与架构。


点滴体会抛砖引玉,你我相互学习彼此启发,育人路上并肩前行





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