基于互动式的“算法设计与分析”课程教学改革

【摘要】 “算法设计与分析”是计算机相关专业的重要选修课程，本文对该课程的互动式教学模式进行了探讨.通过教学模式的改革，有效提升了学生综合运用所学知识解决问题的能力.

【关键词】 互动式;算法设计;教学改革

【基金项目】 河北省高等教育教学改革研究与实践项目“多层次螺旋式递进的计算机系统能力培养课程建设”（2017GJJG220）和河北省高等学校创新创业教育教学改革研究与实践项目“能源互联网行业创新创业教育孵化体系研究与基地建设项目”（2017CXCY134）.

一、引 言

“算法设计与分析”是计算机科学与技术专业的一门专业选修课，是一门理论性与实践性兼顾的课程，旨在通过向学生介绍“算法设计和分析”的技术，加强学生的理论计算基础，同时帮助学生了解、掌握理论计算学科算法方向的基础知识.该课程主要针对典型非数值计算问题，重点阐述算法设计的典型方法，分析不同算法的时间和空间复杂度，为解决应用中的非数值计算问题奠定建立计算机解题模型、设计和分析算法的理论基础.

二、课程设立的教学目标

通过本课程的学习，使学生了解算法的基本知识，掌握表示算法复杂性的各种符号的含义和性质，理解最优算法的含义;掌握递归法、分治算法、动态规划、贪心算法、回溯算法、分支限界法的算法设计思想，能够灵活应用这些算法设计技巧解决实际的问题.通过该课程的学习，为解决应用中的非数值计算问题奠定建立计算机解题模型、设计和分析算法的理论基础，并对求解典型问题掌握必要的算法设计技术和编程技巧;同时，培养学生能够根据具体问题设计和优化算法的能力.

三、互动式教学模式

应用案例教学模式将课堂所学知识和实际应用紧密联系起来，通过分组协作、课堂讨论等方式使学生加深对所学知识的理解和掌握程度，从而激发学生的学习兴趣，增强学生学习的主动性和积极性.

（一）以问题求解为主线，建立合理课程体系

在计算机学科众多专业课中，“算法设计与分析”难度略大，需要学生具备良好的数学基础、抽象思维能力及程序设计技巧.因此，在教学内容上应循序渐进，逐步展开.利用简单实例引出算法设计和分析的重要性，并分别介绍每种算法的思想方法、实现、算法描述及复杂性分析.在充分掌握各种算法知识点的基础上，使用不同种算法完成同一问题.例如，在解决 0 1 背包问题上，可以使用动态规划法和回溯法完成，这样能够加深学生对几种算法特点的掌握.

（二）丰富课堂教学形式，优化教学平台

根据整合好的课堂教学内容，一方面，通过不断修改和发展课件，使学生能够更容易理解授课内容;另一方面，增加互动环节，鼓励学生提出在学习中遇到的问题和困难，进而引导学生拓宽思路，举一反三发掘算法中的深层次问题.同时，利用网络教学平台的强大技术支持，增强教与学的互动性.

（三）实现实践环节层次化，提升实践能力

在实践教学活动中加强实践环节，辅助学生对抽象理论和方法的理解，搭建基础理论与技术基础的有机衔接，充分体现“理论→应用”的课程教育理念.实践性教学活动由理论课内实验、验证性实验和综合设计性实验以及课外创新实践等子环节构成.实验内容将趣味性和可操作性结合，既激发学生兴趣，又强化基本训练和综合训练，引导学生创新设计.

（四）建设与实际项目相结合的相关课程实践项目，开展开放性实验

将课程实践分成两种模式：一是开放性实践教学，着重安排学生对课上所学知识的验证性实验，帮助学生理解、掌握课程知识;二是开放自主实验，为实验基础好的学生提供一个进一步提高实验技能的机会，学生提出具有设计性、研究性、创新性的实验课题及实验方案，由指导教师论证其可行性，由此培养学生的创新意识、创新精神和开拓能力.

四、结束语

通过对“算法设计与分析”课程的互动模式教学改革，学生的学习兴趣有明显的提高，学习的主动性加强，提高了学生运用所学知识解决问题的能力.

【参考文献】

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