《算法设计与分析》课程教学内容与方法的改革与研究

龚乐君

摘 要：《算法设计与分析》是计算机专业的主干核心课，本文着重在这门专业课的教学内容与教学方法的改革与研究。包括教学内容、教学观念、激发学生兴趣及在互联网+环境下的教学改革与研究，期望冲破算法设计与分析这门课程的现有的模式，旨在使学生更好地掌握这门课的精髓。

关键词：算法设计与分析 教学改革 教学手段

随着日新月异的技术发展，各个领域的发展也随之变革。算法是计算机学科的一个重要分支，它是计算机科学的基础，也是这门学科的基石，算法是计算机求解问题的特殊方法。计算机系统中的软件都是按一个个算法来予以实现的。计算机的操作系统，编译系统，数据库管理系统及各种应用软件都需要各种算法来实现。因而，算法设计与分析是计算机科学的一个核心问题，也是大学计算机专业学生的必修专业课程。然而在21世纪时代，高等教育面临着学科不断深化和社会深刻变化带来的各种挑战，针对算法设计与分析这门课程我们也怀着创新的冲动和理性的心态，期望冲破算法设计与分析这门课程的现有的教育模式，着重在算法设计与分析这门专业课的教学内容与教学方法的改革与研究。当前高校的计算机相关的专业都开设了算法设计与分析这门课程，教学的内容与手段也大体相似，因而各大高校的教学状况也类似。有些学生状态不佳，学习目的不明确，采取学习方法不对，导致学习效果不理想，不会理论联系实际，碰到实际应用问题则无从入手。本文通过与同行的交流沟通，同时结合个人的教学经验与体会，总结了教学过程中需要解决的问题的改革。

一、教学内容上的改革

当前各大高校的算法设计与分析这门课的教材五花八门，涉及的知识点无非融会在三部分，一是算法和算法分析基础，包括算法问题求解基础、算法分析基础；二是算法设计策略，包括基本搜索和遍历方法、分治法、贪心法、动态规划法、回溯法、分枝限界法；三是求解困难的问题，包括NP完全问题、随机算法、密码算法等。针对学时有限的计算机相关专业本科生，一般有56学时及32学时的分配学习时间，三部分的内容包罗众多，因而在教学内容的选择上，需要依据：容量要适中，内容要新颖。教材及参考书的选择上，要与时俱进，近年来的研究热点及取得的一系列成果，在教材和教学内容中尽量涉及这部分的前沿知识。例如当前人工智能在很多领域取得了突飞猛进，日益渗透人们的日常生活，同时上升为国家的战略地位，在教学内容中引入人工智能相关的算法这部分的知识将使学生更早进入前沿课题，同时加深学生对这门课实践部分的深入认识。

二、教学观念的转变与手段

教学观念指的是教师在理论学习过程中和教育教学实践过程中形成的，对相关教育现象，特别是教学活动的思维认识。教师的教学过程中要具有良好文化素质，精深的学科专业知识、广博的文化知识及教学理论基础。因而教师不仅需要熟悉所教教材的基本内容，形成完整的知识体系，还要加强业务进修和广泛的学习，跟踪学科学术动态，了解新观点，掌握新信息，不断更新知识，站在学科的前沿，由经验型到科研型的转化。教师在具有广博的知识的基础上，教师注重算法设计与分析与其他学科的融会贯通，进而形成“大教学观”，实施素质教育。同时教学是双重的，不是教师一昧的唱独角戏，需要学生主动融入，学生才是主体地位。教学观念应以培养学生创新能力等综合素质为目标，着重启发式教学，充分调动学生的主观能动性，转变思想，重点发挥学生的主动性，让其消化所学知识，上升一个新高度。同时利用现代多媒体技术与传统板书教学方法相结合，以期达到更好的教学效果。

三、使用研究启发式教学，激发学生学习兴趣

教师要养成适应良好的语言表达能力，把丰富的知识通过口头传授给学生，需要教师的语言准确清晰，具有逻辑性、形象性及科学性。教师也需要培养创新能力，开拓新领域的能力，掌握创新知识的方法，从而使用研究启发式教学，更好地激发学生学习兴趣。由于大多数学生的学习目标不明确，绝大多数学生仅是为了通过最后的考试，因而在教学过程中运用研究启发式教学方法注意引导学生主动、积极、自觉掌握知识的能力。例如教师可通过课外活动成立兴趣小组开辟第二课堂，开展丰富多彩的课外活动，组织讲座、讲演及报告的形式形成人人参与、发挥特长、凸现个性的学习氛围。

四、“互联网+”环境下的教学改革的研究

随着科学技术的飞速发展，互联网作为一种新工具，在各行各业中得到了广泛的应用，在“互联网+”环境下带来了师生关系的全新定义。传统模式下，教師通常是传道、授业、解惑的职能。然而在“互联网+”环境下，教师的育人功能将被弱化，师生之间的交互将侧重于知识和信息层面，学生面对开放的互联网信息，良莠不齐信息纷涌而至，因而教师在教授其知识时也要适时引导学生正确的三观及良好的思想道德品质。在互联网环境下，如何充分利用计算机网络信息平台实现多元教学，尝试一系列新型的教学形态，并将利用互联网平台与学生进行知识点分析、交流。这方面，算法设计与分析的教师可以建设微课、慕课，拓展师生交流的研讨范围，教学与科研相结合，有步骤地的建设算法设计与分析课程的微课、慕课及翻转课堂，充分利用互联网的图文声像等信息，使学生可以采用多种方式学习本门课程，旨在提高学生兴趣并最终深刻掌握本门课的精髓，理论联系实践，指导实际面对的工程与应用问题。

参考文献

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