非計算機專業(yè)算法分析與設(shè)計教學改革

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【摘要】算法分析與設(shè)計不僅是計算機專業(yè)的核心課程，同時也是與計算機有關(guān)的非計算機專業(yè)的專業(yè)課。本人針對非計算機專業(yè)學生在學習過程中存在的若干問題，就教學內(nèi)容、教學手段和考核方式等方面提出了改革措施。

【關(guān)鍵詞】算法分析與設(shè)計；教學改革；非計算機專業(yè)；學習興趣；實踐能力

一、引言

算法分析與設(shè)計不僅是計算機專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程，同時也是一門與非計算機專業(yè)相關(guān)的專業(yè)課程。隨著計算機技術(shù)在各個行業(yè)、領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的非計算機專業(yè)學生也開始選修這門課程。通過本課程的教學，旨在培養(yǎng)學生對算法的計算復(fù)雜性進行正確分析的能力，為獨立地設(shè)計算法和對給定算法進行復(fù)雜性分析奠定堅實的理論基礎(chǔ)。由于非計算機專業(yè)的學生在學科背景、前期課程的設(shè)置、前期課程的掌握程度等方面與計算機專業(yè)的學生存在很大的不同，因此如何給非計算機專業(yè)學生上好算法分析與設(shè)計這門課，給廣大的教師帶來了挑戰(zhàn)和考驗。本文從非計算機專業(yè)的角度出發(fā)，首先分析了非計算機專業(yè)學生在學習這門課程時存在的問題，然后從教學內(nèi)容、教學手段和考核方式三個方面提出了教學改革措施。

二、非計算機專業(yè)學生學習算法分析與設(shè)計存在的問題

1.學習基礎(chǔ)薄弱

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與高級程序設(shè)計語言（如C/C++語言）是學習這門課程的基礎(chǔ)。非計算機專業(yè)課程的學生在接觸這門課之前，可能僅學過C語言的一些簡單知識，缺乏系統(tǒng)、全面的編程訓練，無論是對C語言的運用還是程序設(shè)計的抽象思維能力，亦或是實際動手能力，與計算機類專業(yè)學生相比都有一定的差距。另外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常只是非計算機專業(yè)學生的主要選修課而非專業(yè)基礎(chǔ)課，因此無論是理論授課還是實驗課時，都相對不足。學習基礎(chǔ)薄弱導致學生學習這門課程較為吃力，久而久之，學生越來越畏懼這門課程，形成惡性循環(huán)，學習興趣越來越低下，嚴重影響了實際的教學效果。

2.內(nèi)容多，課時少

本門課程教學內(nèi)容非常豐富，包括算法復(fù)雜性分析、分治法、貪心法、動態(tài)規(guī)劃法、回溯法、分枝限界法等經(jīng)典的算法設(shè)計策略，每種策略都有不同的實際問題，還有一些針對復(fù)雜問題更加高級的算法策略，所涉及到的知識非常繁多。對于非計算機專業(yè)學生來說，所安排的課程是相當有限的，將這些算法策略全部講透非常困難。

3.理論多，實踐少

本門課程注重對算法的理解，而這些理論對于非計算機專業(yè)學生來講非常艱深，想要全部理解非常困難。對于非計算機專業(yè)學生來說，他們主要希望學習基本概念和基本的應(yīng)用能力，并不希望在算法實現(xiàn)等領(lǐng)域?qū)W習較深的理論，因而實踐較少。

三、非計算機專業(yè)學生學習算法分析與設(shè)計教學改革措施

根據(jù)非計算機專業(yè)學生在學習中遇到的困難，提出以下幾點改革措施：

1.合理選擇教學內(nèi)容，調(diào)動學生的學習興趣

根據(jù)學生學習要求合理選擇教學內(nèi)容，合理確定學習的重點和難點。每個專業(yè)具有不同的特點，不同的專業(yè)對計算機的應(yīng)用要求不同，所以應(yīng)通過分析與調(diào)研，確定教學難點和重點，而不是一味試圖將所有的知識點都講得面面俱到。同時，在讓學生掌握相關(guān)理論知識的前提下，多注重培養(yǎng)學生的實踐應(yīng)用能力，讓學生在實踐中不斷地探索發(fā)現(xiàn)，進而增強他們學習的興趣。在具體的教學過程中，如果是抽象的問題，學生學起來就會感覺枯燥無味，因此可將生活中一些具體的問題結(jié)合算法講解給大家，如在講解分治法時，可舉郵局選址問題為例，講解貪心法時，可舉汽車加油問題為例，講解動態(tài)規(guī)劃法時，可舉最少費用購物問題為例。

2.綜合運用多種教學手段，提高教學效率

將傳統(tǒng)的教學方法與現(xiàn)代化教學方法相結(jié)合，綜合運用黑板板書與多媒體技術(shù)教學。對于一些基礎(chǔ)知識、推理等內(nèi)容，可采用板書的形式傳授給學生，對于一些比較抽象難以理解的內(nèi)容可采用多媒體形式直觀形象地進行展示。另外，可采用網(wǎng)絡(luò)教學方式，建立在線論壇、QQ討論組等為師生之間的信息交流提供更為方便的途徑，可利用網(wǎng)絡(luò)聊天工具，如QQ、微信等實現(xiàn)個別教學，讓學生從過強的共性制約中解放出來，有利于發(fā)展學生的個人志趣。

3.改進考核方式，提高學生綜合素質(zhì)

考核方式作為檢驗學生學習效果的一項重要內(nèi)容，對于促進學生的學習效果起著重要的作用。傳統(tǒng)的考核方式主要由平時成績和期末理論考試成績兩部分構(gòu)成，平時成績一般占30%，期末理論考試成績70%。這對于非計算機專業(yè)學生來說，期末理論考試成績比例過重，無法考查學生的實踐能力，因此我們提出將考核分為平時成績、實踐成績與期末理論成績?nèi)糠?，其中平時成績占15%，實踐成績占35%，期末理論成績占50%，這樣更注重學生在平時學習過程中的表現(xiàn)和實際動手能力，有利于促進學生的學習興趣，提高學生的綜合素質(zhì)。

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作者：黃璞 王磊 徐力杰 單位：南京郵電大學計算機學院院