在清華大學(xué)六教6A216的教室里,，工業(yè)工程系的姜海老師正在講授《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》課程的第三講,，這場致力于在大數(shù)據(jù)時代提高學(xué)生的算法分析能力的數(shù)據(jù)實驗正在進(jìn)行,，姜海說：“現(xiàn)在各行各業(yè)都大力推進(jìn)信息化和智能化建設(shè),，積累了海量的數(shù)據(jù),，如何設(shè)計高效的算法來分析和處理這些數(shù)據(jù)是社會迫切需要解決的挑戰(zhàn)”,。
2014年以來,，這門課程多次成為全校教評前5%的優(yōu)秀課程,，先后入選清華大學(xué)精品課,、標(biāo)桿課程，姜老師也曾被提名為工業(yè)工程系“清韻燭光-我最喜愛的教師”,。一名大三的選課同學(xué)說,，“這門課對算法的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)、必要和全面的,，課程涉及的一些經(jīng)典算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對本專業(yè)的后續(xù)學(xué)習(xí)很有幫助,，對自己的編程技能是一種很好的培養(yǎng)”。
由于課程內(nèi)容偏理論,，為了不讓同學(xué)們覺得覺得枯燥乏味,，當(dāng)遇到偏數(shù)學(xué)、難理解的內(nèi)容,，老師會一邊在黑板上推導(dǎo),，一邊讓學(xué)生在課件的空白處記筆記，希望增加學(xué)生的參與感,，讓他們對學(xué)習(xí)內(nèi)容有更好的理解,，從而體會到課堂授課的價值,。同時，課程也結(jié)合老師的科研課題講授如何解決實際問題,，比如以此前與三菱重工合作開展的“高性能甘特圖繪制算法”課題為例,，向同學(xué)們展示了課題組如何以課堂講授的知識設(shè)計算法，把繪制效率提高到了70倍,。
這節(jié)課程從回顧實證和理論這兩種算法分析手段的優(yōu)劣開始,，帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)入主題：對同一種算法的不同實現(xiàn)進(jìn)行效率比較。手中拿著一踏厚厚的講義,，姜海老師引入了漸進(jìn)分析的概念,，開始介紹不同算法的速度分析的符號和相應(yīng)的規(guī)則。介紹完基本的運(yùn)算規(guī)則,，他開始帶領(lǐng)同學(xué)們一起證明這些規(guī)則的推理路徑,，與其他課程形成對比的，這門課的同學(xué)上課很少用電子設(shè)備記筆記,，而是用一支筆,，一沓紙，跟著老師一起推演,。
在自由的發(fā)言,、交流中，同學(xué)們及時向老師發(fā)問難點(diǎn),，而姜老師會引導(dǎo)學(xué)生逐一判斷不同情況,，一點(diǎn)一點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生修正并理解這些運(yùn)算法則，用循序漸進(jìn)的方式讓大家理解證明思路,。一個完整的學(xué)習(xí)過程包含了學(xué)生的思考,、停頓、回答,、被引導(dǎo),、修正，最后與實際操作結(jié)合,，在這個過程中，老師擦了又寫,，用幾塊黑板呈現(xiàn)出一個規(guī)則的應(yīng)用過程,，同學(xué)們下課之后也會和老師討論，細(xì)化運(yùn)算過程,，在一種相互碰撞的狀態(tài)中,，老師和同學(xué)們完成了更有交互性的課堂學(xué)習(xí)。
對姜海老師來說,，保持課程吸引力的秘訣就是去換位思考同學(xué)們的時間價值,，他將教材一個章節(jié)中最精華的部分提煉出來,，在90分鐘內(nèi)把同學(xué)們自學(xué)需要花費(fèi)一兩天才能看完的內(nèi)容講透，給他們展示了課堂的價值,。
這門課讓同學(xué)們使用了C語言這種易于犯錯的編程語言進(jìn)行練習(xí),，目的是希望用這種需要小心操作的語言培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度。姜老師說：“如果用‘坑’比喻算法實現(xiàn)里可能出現(xiàn)的bug,，學(xué)生只有在課堂上摔的次數(shù)足夠多,，才能在今后的工作中摔得少?！?/span>
上課的同學(xué)們說：“雖然課程比較偏重數(shù)學(xué)理論,，但姜老師深厚的理論基礎(chǔ)和清晰的講授過程使課堂保持了一種輕松的狀態(tài)”。這門課一方面對學(xué)生的大學(xué)數(shù)學(xué)能力有基本要求,，因為上課偏重用理論與計算評估一種算法,，同時也有很強(qiáng)的應(yīng)用性，課程結(jié)束后,，同學(xué)們每周要投入相應(yīng)的時間完成作業(yè),。作業(yè)與課程密切相關(guān)：一部分是理論問題，有為了避免同學(xué)產(chǎn)生畏難情緒的基礎(chǔ)題,，也有激發(fā)學(xué)有余力同學(xué)的提高題,；另一部分是計算機(jī)編程工作，讓同學(xué)們通過實踐去理解課程講授的理論知識,，驗證課堂和作業(yè)里的理論結(jié)果,。
對此姜海說：“作為一名老師，最需要考慮怎么才對得住學(xué)生的時間,。讓學(xué)生意識到90分鐘的課堂學(xué)習(xí)帶來的收獲要遠(yuǎn)大于逃課去做做別的事情,，這樣的課堂才能成為學(xué)生喜愛的課堂?！?/p>
