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摘要：作为问题求解和程序设计的重要基础，算法设计与分析不但能够培养学生分析问题和解决问题的能力，还能够培养学生的逻辑思维能力和创造力。然而该课程难度较大、经典问题较多、问题的求解思路较为复杂，这些使得学生缺乏学习兴趣，课堂效果不尽如人意。在经过该课程的数次教学后，本人提出了一套以“解决工程问题”为导向，以“理论联系实际”为思考模式，以“课堂多讨论组”为课堂形式的教学方法，并在实践中进行了教学模式的验证。
关键词：算法；理论联系实际；课堂讨论；解决工程问题
本文引用格式：南姣芬，等.《算法设计与分析》教学过程中的思考[J].教育现代化,2019,6(35):189-190.
《算法设计与分析》是计算机专业非常重要的一门课程，其主要目标是让学生学会分析问题、掌握基本的解决问题的方法，以便学生能够以最少的成本、最快的速度、最高的质量开发出适合各种需求的应用程序。我们知道，要编写出解决一个实际问题的可行程序，第一步就需要分析该问题，将其抽象成数学模型，设计出解决该数学问题的方法，并分析该方法的执行效率和所需的存储空间，这便是算法设计与分析的过程。该过程是选择数据结构和编写程序的基础。好算法决定好程序，设计一个快速、有效的算法是解决实际问题的核心步骤。然而，在传统的《算法设计与分析》课程教学过程中一般以作业调度问题、0-1背包问题、货郎问题等过时的、不符合时代的背景的简单、离散小问题为例来讲解分治策略、动态规划、贪心法、回溯以及分支界限法等基本的算法设计技巧，与当前的时代背景严重脱节，不仅让学生在面对复杂工程问题时仍然手足无措，而且也难以调动学生的兴趣和学习积极性。因此，基于当前的时代背景，以一个实际的复杂工程问题为主线，通将该问题分解成数个简单的工程问题，在教学过程中一一解决，具有重大的现实意义。
一当前《算法设计与分析》课程存在的主要问题
随着素质教育的推进，教学过程正在不断地改进。然而，承担《算法设计与分析》课程的教学工作中，容易受到如下几方面问题的约束。
（一）教学内容缺乏主线
《算法设计与分析》这门课传统上均是针对不同的小问题分别介绍了分治、动态规划、贪心法、回溯法以及分支界限法等几种典型的算法。然而这些小问题之间缺乏联系，比较分散。这样，容易让学生混乱，不能通过一个实际问题将课程内容全部串联起来。
（二）教材举例脱离时代背景
一般情况下，《算法设计与分析》教学一般都是以作业调度问题、0-1背包问题、货郎问题等这些简单的、过时的问题为例。这样容易让学生缺乏兴趣，而且无法与当前社会的实际问题联系起来。
（三）教学方法传统过时
当前，教师教学已经从“粉笔-黑板”的教学方法转向“以多媒体为主的”多教学手段，但是没有从根本上改变“教师教、学生听”这一模式。当学生失去兴趣时，往往将注意力投射到手机、平板等设备上，沉迷于各项在线娱乐活动中。如何更大限度地调动学生学习的积极性，至今仍未得到解决。
二《算法设计与分析》教学存在问题的原因剖析和改进
《算法设计与分析》教学中存在的问题不容忽视，它已成为制约该课程改进的主要问题。如何解决教学内容缺乏主线、教材举例脱离时代背景以及教学方法传统过时这些问题，是促进该课程教学改进的有力保障。造成以上三个问题的根本原因还在于教学内容往往局限在理论水平上，而且教学方法上不能有力地吸引学生，使得学生参与课堂率低，存在大量的“只到堂不听课”的现象。针对《算法设计与分析》课程教学过程中存在的问题，应积极采取措施进行教学内容和教学手段的改革。
（一）引入复杂工程问题
在分治、动态规划、贪心法、回溯法以及分支界限法等基本算法技术教学过程中积极引入当前社会工程问题实例，摒弃简单、过时、无实际意义的教材举例，激发学生课堂思考、分析、抽象、概括、判断及推理，从而提升他们逻辑思维能力以及分析解决问题的能力。
（二）课堂上试图以学生为主体
无论是传统使用粉笔黑板，还是现在多媒体技术，均是教师为主，学生为辅的课堂模式，容易造成学生走神、低头看手机等现象，无法更有力地调动学生的积极性在教学过程中，本人采取下课看教材，上课讨论的教学模式，试图调动学生参与课堂的积极性。
三《算法设计与分析》具体改进的实施效果
在经过该课程的数次教学后，本人提出了一套以“解决工程问题”为导向，以“理论联系实际”为思考模式，以“课堂多讨论组”为课堂形式的教学方法，并在实践中进行了教学模式的验证，取得了良好的效果。具体采取的措施包括：
1.以解决脑科学研究这一工程问题为主线。摒弃简单、过时、无实际意义的教材举例，将现实社会中类脑智能技术、人工智能中需要解决的实际工程问题（脑科学研究）为例，激发学生课堂思考、分析、抽象、概括、判断和推理，提高其逻辑思维能力和解决问题的能力。将十三五规划的重要课题“脑科学及类脑科学”研究这一复杂工程问题引入到《算法设计与分析》的教学过程中。将脑科学研究中一个大的复杂工程问题，分解成不同的小问题，在讲解算法设计基本技巧的过程中一一进行解决。这样一种以“解决脑科学研究工程问题”为主线的方法，使得学习这门课程的过程变成解决一个当前社会热门工程问题的过程。在分治、动态规划、贪心法、回溯法以及分支界限法等基本算法技术教学过程中始终贯穿着解决脑科学研究这一实际的复杂工程问题。具体教学时，先介绍这一复杂工程问题的背景和意义，然后将这一复杂工程问题进行分解，分解成多个子问题，本门课程的教学就变成了带学生一起解决一个个子问题的过程。从而让学生意识到该课程学习的实际意义。
2.课堂以“讨论组”为主体。无论是传统上使用粉笔黑板，还是现在多媒体技术，均是教师为主，学生为辅的课堂模式，容易造成学生走神、低头看手机等现象，无法更有力地调动学生的积极性。本课程模仿“数学建模大赛”结合“翻转课堂”模式，以4-5人为一个讨论小组，教师抛出问题，小组讨论分析问题，教师听取小组结果给出结论。以此方式激发学生学习兴趣，吸引学生的注意力，提高学生对课堂的参与度。
3.在实践课中，以“验收程序”为考核手段和打分标准。在实践课中，除了对实验内容的分析和讲解外，提前制定上机课的打分标准，并告知学生，促进学生明确实践课学习目标、积极验收程序。在验收程序的过程中，教师向学生提出问题，引导学生思考，并激发其重新验收程序、刷高成绩的热情。鼓励不会的同学，在上机实践课堂上走动，向“已通过验收”的同学请教、问询并要求教师验收打分，形成良好的上机课学习氛围。
经过以上教学方式改革，老师不仅轻松地完成基本的教学任务，还充分调动了学生的积极性，学生参与课堂的程度明显提升。课堂中的小组讨论使得学生在讨论中，享受寻找真理的过程，不仅让其掌握和充分理解繁多的概念和知识，还培养学生自我表达能力和团队协作能力，提升学生的团队意识，让学生在课堂中就体会到“1+1=11”的真正含义。同时，学生们之间的自然交流，使得课堂生机勃勃，充斥着融洽和热烈的气氛，让教师也被这种课堂氛围感染，带动教师的授课热情。这一教学方式的改革，无形之中拉近了老师和学生的关系，从根本上打破了教师的“教”和学生的“学”这一传统的关系。
综上所述，《算法设计与分析》课程除了需要教师具备娴熟的技能、明确的目标、良好的表达能力之外，也应该充分了解和分析传统教学方法和教学内容的不足。当然，教学改革是一个长期的、不断探索的、逐步完善的过程，目前尚存在很多不足需要继续改进，教学内容和教学方式仍需进一步探索。
参考文献
[1]曾明星,周清平,蔡国民,等.基于MOOC的翻转课堂教学模式研究[J].中国电化教育,2015(04):102-108.
[2]李红美,陆国栋,张剑平.后MOOC时期高等学校教学新模式探索[J].高等工程教育研究,2014(06):58-67.
[3]高丽萍,刘亚,彭敦陆,等.翻转教学在算法设计与分析中的应用研究[J].计算机时代,2014(11):59-61.
[4]何克晶,张星明,郑运平.算法设计与分析课程全方位实践教学改革探索[J].计算机教育,2017(02):45-49.
[5]张永梅,马礼,孙海燕,等.培养学生程序设计、算法设计与分析能力的研究与探索[J].计算机时代,2016(03):60-63.
[6]冯学军,石冰《.算法设计与分析》课程中“回溯法”教学探讨[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2012,18(03):113-116.
[7]王彦群,刘付勇《.算法设计与分析》课程教学方法改革探究[J].现代计算机(专业版),2016(30):15-17.
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