算法课程多层次教学改革和探究

《算法课程多层次教学改革和探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、算法课程多层次教学改革和探究　　摘要：针对算法课程教学中存在的问题，结合多年教学经验，提出构建以启发式课堂教学为主，自主性实践教学为辅的多层次课程教学体系，分析各教学环节的教学目标之间的区别与联系，并对教学效果进行探讨。关键词：算法；课堂教学；实践教学；多层次作者简介：井超（1980-），男，天津人，中北大学计算机与控制工程学院，讲师；靳雁霞（1973-），女，山西太原人，中北大学计算机与控制工程学院，副教授。（山西太原030051）基金项目：本文系中北大学校级一般教研项目的研究成果。中图分类号：G642.0文献标识码：A

2、文章编号：1007-0079（2014）03-0117-02算法是计算机及相关专业的核心专业课之一。该课程系统介绍了算法设计及分析的常用方法，以实例形式对各种算法设计方法进行阐述，并对算法的复杂性进行讨论，对程序设计有显著提高，是计算机学科的重要专业理论课程，对提高学生程序设计的能力有很大帮助。“程序=数据结构+算法”这一公式明显显示了算法课程的重要作用。10算法课程的教学活动由理论教学和实践教学两大部分组成。一般来讲，算法课程的理论教学主要围绕“算法设计的多种方法，算法分析的数学分析”为主线展开讨论。算法设计的多种方法主

3、要有：蛮力法、分治法、分治法的变种减治法和变治法、动态规划法、时空权衡、贪心法、回溯法和分支限界法等等方法展开讨论，各种方法针对不同类型问题有不同的设计思路；算法分析的数学分析方法主要使用对算法基本操作的计数法来衡量算法的阶，以此来分析算法的复杂性。笔者发现多数学生感觉这门课内容复杂、抽象，所介绍的方法难以理解和掌握，难以把握要点，无法转换成实用技能。原因主要在于课程所研究的方法抽象，各方法的特定使用性较强，教师讲授课程时使用的方法及案例特定性强，难以应变。学生遇到问题时对问题背景不清，难以应用理论知识，面对特定方法与具体

4、问题之间的关系往往无所适从。要解决这个问题，课堂教学应该更多地交代方法使用的场合和模式，同时要注重实践教学环节，使学生真正掌握所学方法，并转化为分析和解决问题的能力。为此，结合多年来讲授算法课程的教学改革实践活动，笔者提出以启发式课堂教学为主，自主性实践教学为辅的多层次课程教学体系。一、现有算法教学存在的问题10目前，中北大学（以下简称“我校”）计算机及相关专业的培养方案中，算法分析与设计课程的总学时为32学时，其中讲授课占24学时，课内实验占8学时。另外，还配有独立开课的算法课程设计，时间为2周，采用开放式实验课。课时数

5、中讲授部分所占比例较小，授课主要采用启发式方式，没有充分的时间详细介绍，学生课前预习、课后复习就显得比较重要。同时，由于算法属于该系列课程中的高级课程，前修的程序设计、离散数学、数据结构等课程的基础对这门课程的授课产生很大影响。有些学生由于前修课程掌握不好，因此对这门课程的学习产生抵触情绪。这样带来的效果是学习自觉的学生会学得很好，而不做课前预习和课后复习的学生明显跟不上进度。讲授课存在的问题有：前修课程介绍过的问题大家基础不一，简要讲解效果参差不齐；讲授概念性知识时进度不一致，部分同学仍然很吃力；实践性和设计性知识有部分

6、同学由于基础等多方面原因完全放弃，采取不配合的态度。10实验和实验周的授课学时基本够用，但存在的问题有：课内实验多以验证型为主，相关算法及实现在教材、参考书及网络上很容易获取，许多学生下载后直接编译运行，导致对算法是否正确及实现时的技巧无从掌握；难度稍大的设计型、综合型实验成为少数同学的定制实验，多数同学由于基础等原因无从下手，使得这种实验不能达到预期效果，对激发学生兴趣不能产生足够的效果；课程设计题目设置难度难以掌握，针对学生程度不同，一部分学生感觉时间过长，而另一部分同学则无从下手，使得学生对考核结果看法不一。二、课堂

7、教学体系层次划分针对以上问题，有必要改革课堂教学的方式，构建科学的、合理的课堂教学体系。1.概念性知识一门课程总有新知识讲授，这类概念性知识对绝大多数同学都是新知识，所以需要使用足够的课堂时间进行讲授。在算法这门课程中介绍的一些概念都是先阐述概念本身，然后进行案例叙述，这部分知识是讲授的核心和主要目标，因此对这部分的讲授显得尤为重要，同时也是进行后续课程讲授的基础。在讲授这部分内容时，笔者发现以启发式方法介绍显得效果更好。在一次课程结束之前，先告诉学生下次课程所讲授的大体内容，这样可以启发学生下去进行预习。下一次授课之前，

8、先用几分钟进行这部分内容预习效果的提问，可以督促学生做好课前预习，使学生对新讲授内容有大致了解，进而促进教学效果。笔者采用此方法进行教学收到较好的效果。2.实践性知识10算法课程中很多知识点是需要进行实践的，特别是主要的算法设计方法。这些方法在讲述完方法本身和使用条件之后，需要用一些实例来进行实践。这不