《算法設計與分析》課程教學內容與方法的改革與研究

龔樂君

摘 要：《算法設計與分析》是計算機專業的主干核心課，本文著重在這門專業課的教學內容與教學方法的改革與研究。包括教學內容、教學觀念、激發學生興趣及在互聯網+環境下的教學改革與研究，期望沖破算法設計與分析這門課程的現有的模式，旨在使學生更好地掌握這門課的精髓。

關鍵詞：算法設計與分析 教學改革 教學手段

隨著日新月異的技術發展，各個領域的發展也隨之變革。算法是計算機學科的一個重要分支，它是計算機科學的基礎，也是這門學科的基石，算法是計算機求解問題的特殊方法。計算機系統中的軟件都是按一個個算法來予以實現的。計算機的操作系統，編譯系統，數據庫管理系統及各種應用軟件都需要各種算法來實現。因而，算法設計與分析是計算機科學的一個核心問題，也是大學計算機專業學生的必修專業課程。然而在21世紀時代，高等教育面臨著學科不斷深化和社會深刻變化帶來的各種挑戰，針對算法設計與分析這門課程我們也懷著創新的沖動和理性的心態，期望沖破算法設計與分析這門課程的現有的教育模式，著重在算法設計與分析這門專業課的教學內容與教學方法的改革與研究。當前高校的計算機相關的專業都開設了算法設計與分析這門課程，教學的內容與手段也大體相似，因而各大高校的教學狀況也類似。有些學生狀態不佳，學習目的不明確，采取學習方法不對，導致學習效果不理想，不會理論聯系實際，碰到實際應用問題則無從入手。本文通過與同行的交流溝通，同時結合個人的教學經驗與體會，總結了教學過程中需要解決的問題的改革。

一、教學內容上的改革

當前各大高校的算法設計與分析這門課的教材五花八門，涉及的知識點無非融會在三部分，一是算法和算法分析基礎，包括算法問題求解基礎、算法分析基礎；二是算法設計策略，包括基本搜索和遍歷方法、分治法、貪心法、動態規劃法、回溯法、分枝限界法；三是求解困難的問題，包括NP完全問題、隨機算法、密碼算法等。針對學時有限的計算機相關專業本科生，一般有56學時及32學時的分配學習時間，三部分的內容包羅眾多，因而在教學內容的選擇上，需要依據：容量要適中，內容要新穎。教材及參考書的選擇上，要與時俱進，近年來的研究熱點及取得的一系列成果，在教材和教學內容中盡量涉及這部分的前沿知識。例如當前人工智能在很多領域取得了突飛猛進，日益滲透人們的日常生活，同時上升為國家的戰略地位，在教學內容中引入人工智能相關的算法這部分的知識將使學生更早進入前沿課題，同時加深學生對這門課實踐部分的深入認識。

二、教學觀念的轉變與手段

教學觀念指的是教師在理論學習過程中和教育教學實踐過程中形成的，對相關教育現象，特別是教學活動的思維認識。教師的教學過程中要具有良好文化素質，精深的學科專業知識、廣博的文化知識及教學理論基礎。因而教師不僅需要熟悉所教教材的基本內容，形成完整的知識體系，還要加強業務進修和廣泛的學習，跟蹤學科學術動態，了解新觀點，掌握新信息，不斷更新知識，站在學科的前沿，由經驗型到科研型的轉化。教師在具有廣博的知識的基礎上，教師注重算法設計與分析與其他學科的融會貫通，進而形成“大教學觀”，實施素質教育。同時教學是雙重的，不是教師一昧的唱獨角戲，需要學生主動融入，學生才是主體地位。教學觀念應以培養學生創新能力等綜合素質為目標，著重啟發式教學，充分調動學生的主觀能動性，轉變思想，重點發揮學生的主動性，讓其消化所學知識，上升一個新高度。同時利用現代多媒體技術與傳統板書教學方法相結合，以期達到更好的教學效果。

三、使用研究啟發式教學，激發學生學習興趣

教師要養成適應良好的語言表達能力，把豐富的知識通過口頭傳授給學生，需要教師的語言準確清晰，具有邏輯性、形象性及科學性。教師也需要培養創新能力，開拓新領域的能力，掌握創新知識的方法，從而使用研究啟發式教學，更好地激發學生學習興趣。由于大多數學生的學習目標不明確，絕大多數學生僅是為了通過最后的考試，因而在教學過程中運用研究啟發式教學方法注意引導學生主動、積極、自覺掌握知識的能力。例如教師可通過課外活動成立興趣小組開辟第二課堂，開展豐富多彩的課外活動，組織講座、講演及報告的形式形成人人參與、發揮特長、凸現個性的學習氛圍。

四、“互聯網+”環境下的教學改革的研究

隨著科學技術的飛速發展，互聯網作為一種新工具，在各行各業中得到了廣泛的應用，在“互聯網+”環境下帶來了師生關系的全新定義。傳統模式下，教師通常是傳道、授業、解惑的職能。然而在“互聯網+”環境下，教師的育人功能將被弱化，師生之間的交互將側重于知識和信息層面，學生面對開放的互聯網信息，良莠不齊信息紛涌而至，因而教師在教授其知識時也要適時引導學生正確的三觀及良好的思想道德品質。在互聯網環境下，如何充分利用計算機網絡信息平臺實現多元教學，嘗試一系列新型的教學形態，并將利用互聯網平臺與學生進行知識點分析、交流。這方面，算法設計與分析的教師可以建設微課、慕課，拓展師生交流的研討范圍，教學與科研相結合，有步驟地的建設算法設計與分析課程的微課、慕課及翻轉課堂，充分利用互聯網的圖文聲像等信息，使學生可以采用多種方式學習本門課程，旨在提高學生興趣并最終深刻掌握本門課的精髓，理論聯系實踐，指導實際面對的工程與應用問題。

參考文獻

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