【正文】 .中國(guó)電子教育，2008（3）：6871.第二篇：算法設(shè)計(jì)與分析課程論文“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(簡(jiǎn)稱(chēng)卓越計(jì)劃)旨在培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。在南通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院制定的軟件工程專(zhuān)業(yè)卓越工程師的培養(yǎng)計(jì)劃中，算法設(shè)計(jì)與分析被設(shè)置為一門(mén)核心必修課程。通過(guò)該門(mén)課程的系統(tǒng)授課，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解能力，該能力是軟件工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生成長(zhǎng)為卓越工程師必備的一項(xiàng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)問(wèn)題的求解一般需要經(jīng)歷5個(gè)階段:①問(wèn)題的分析和建模。②算法設(shè)計(jì)方法和相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇。③算法的實(shí)現(xiàn)。④算法的正確性證明和復(fù)雜度分析。⑤算法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化等。經(jīng)過(guò)多輪的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生之間水平參差不齊是教學(xué)過(guò)程中面臨的最大問(wèn)題。隨著高校招生規(guī)模的不斷增大，不同學(xué)生之間在基礎(chǔ)知識(shí)、智力水平、興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)方法上存在較大的差異性。相同的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于一些基礎(chǔ)較好的學(xué)生來(lái)說(shuō)理解難度不大，但對(duì)于一些基礎(chǔ)較弱的學(xué)生來(lái)說(shuō)，則難以理解。因此，如何尊重學(xué)生個(gè)性差異、發(fā)展學(xué)生個(gè)性特長(zhǎng)，在考慮學(xué)生整體發(fā)展的同時(shí)兼顧學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)發(fā)展，從而最終提高各個(gè)層次學(xué)生的綜合素質(zhì)是算法設(shè)計(jì)與分析課程的教學(xué)改革實(shí)踐中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。通過(guò)多次與學(xué)生的深入交流發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在這門(mén)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中面臨如下問(wèn)題:1）課程教學(xué)內(nèi)容難度高。課程需要學(xué)生掌握常見(jiàn)的算法設(shè)計(jì)策略，如分治法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法和貪婪法等，對(duì)設(shè)計(jì)出的算法能進(jìn)行正確性證明和復(fù)雜度分析。很多知識(shí)點(diǎn)抽象層次高，需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)分析能力，同時(shí)，通常算法內(nèi)部邏輯比較復(fù)雜，因此需要學(xué)生具備較強(qiáng)的編程功底。筆者在講授這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)，均假設(shè)學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)分析能力和編程基礎(chǔ)，但實(shí)際情況卻不容樂(lè)觀，很多學(xué)生在大一和大二的時(shí)候并未重視相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，很多知識(shí)點(diǎn)都已經(jīng)還給授課老師，在課堂上需要花費(fèi)一定時(shí)間幫助學(xué)生回憶這些知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，部分學(xué)生因編程經(jīng)驗(yàn)較為匾乏，難以順利地將偽代碼轉(zhuǎn)化成可運(yùn)行的程序代碼。2)學(xué)生問(wèn)題求解能力弱。為輔助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，授課老師一般在實(shí)例選擇時(shí)均采用一些經(jīng)典實(shí)例，例如歸并排序、最小生成樹(shù)等。這些問(wèn)題在一些預(yù)修課程(例如高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))中均進(jìn)行過(guò)講解，因此理解起來(lái)難度不大。但是，學(xué)生在上機(jī)實(shí)踐時(shí)，面對(duì)老師布置的新問(wèn)題，卻很難將學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用，難以選擇合理的算法設(shè)計(jì)策略，并借助熟悉的高級(jí)編程語(yǔ)言去解決。3)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)薄弱。該門(mén)課程本身課時(shí)較少(僅有犯學(xué)時(shí))，其中8學(xué)時(shí)為上機(jī)實(shí)踐，在剩余的24學(xué)時(shí)內(nèi)，僅能講授基本的算法設(shè)計(jì)與分析策略。學(xué)生即使了解常見(jiàn)的算法設(shè)計(jì)與分析方法，但現(xiàn)實(shí)生活中問(wèn)題千變?nèi)f化，更需要學(xué)生靈活使用學(xué)到的知識(shí)。因此，要提高學(xué)習(xí)效果和實(shí)踐能力，需要學(xué)生在課外花費(fèi)更多時(shí)間，閱讀相關(guān)資料和進(jìn)行大量編碼。但是，授課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，真正能夠完成自主學(xué)習(xí)的學(xué)生并不多。一方面，很多學(xué)生長(zhǎng)期受應(yīng)試教育的影響，習(xí)慣于填鴨式的教學(xué)模式，同時(shí)，學(xué)習(xí)時(shí)具有較強(qiáng)的功利性，很多學(xué)生普遍有應(yīng)付考試和及格萬(wàn)歲的思想，有的學(xué)生甚至為了應(yīng)付老師的作業(yè)檢查，大量抄襲作業(yè)，僅做一些表面上的修改來(lái)敷衍了事。另一方面，即使有少量同學(xué)對(duì)新知識(shí)比較好奇，愿意自己去積極探索，但在選擇相關(guān)經(jīng)典資料時(shí)經(jīng)驗(yàn)不足、效率較低，因此，需要有經(jīng)驗(yàn)的老師進(jìn)行有效引導(dǎo)。目前高校很多教室都配有多媒體設(shè)備，造成大部分專(zhuān)業(yè)課程均采用多媒體課件方式進(jìn)行授課。多媒體課件雖然具有豐富的表現(xiàn)力、良好的交互性和較高的共享性，但與其他核心專(zhuān)業(yè)課程相比，算法設(shè)計(jì)與分析課程的理論程度更高，數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多，因此筆者認(rèn)為，采用板書(shū)為主的教學(xué)方式可能會(huì)效果更好。為驗(yàn)證該推測(cè)，對(duì)Leiserson教授和Demaine教授開(kāi)設(shè)的麻省理工學(xué)院公開(kāi)課的在線(xiàn)視頻進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)他們?cè)谑谡n時(shí)，絕大部分教學(xué)內(nèi)容均采用板書(shū)方式進(jìn)行講解，通過(guò)在黑板上一步一步地推導(dǎo)，在一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上與學(xué)生充分交互，使得學(xué)生可以更好地掌握算法設(shè)計(jì)與分析過(guò)程中的一些重要技巧。筆者在實(shí)際教學(xué)中通過(guò)精心設(shè)計(jì)板書(shū)，取得了較好的課堂效果。綜上所述，在學(xué)生水平參差不齊的情況下，針對(duì)算法課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了一系列教學(xué)改革措施以提高不同層次學(xué)生的計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解能力。其中將教學(xué)問(wèn)題與教學(xué)改革措施的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及教學(xué)改革措施與不同層次學(xué)生的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行總結(jié)。而且具備良好的交叉學(xué)科基礎(chǔ)和文化底蘊(yùn)，能培養(yǎng)出滿(mǎn)足市場(chǎng)需要的復(fù)合型人才。如何使相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教育教學(xué)滿(mǎn)足將來(lái)ICT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題，希望筆者提出的一些改進(jìn)措施能對(duì)信息科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程教育具有參考意義，并對(duì)其他領(lǐng)域也有借鑒之處。第三篇：算法設(shè)計(jì)與分析課程的心得體會(huì)《算法設(shè)計(jì)與分析》課程的心得體會(huì)以最少的成本、最快的速度、最好的質(zhì)量開(kāi)發(fā)出合適各種各樣應(yīng)用需求的軟件，必須遵循軟件工程的原則，設(shè)計(jì)出高效率的程序。一個(gè)高效的程序不僅需要編程技巧，更需要合理的數(shù)據(jù)組織和清晰高效的算法。這正是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域里數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)所研究的主要內(nèi)容。一些著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家認(rèn)為，算法是一種創(chuàng)造性思維活動(dòng)，并且處于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的核心。在計(jì)算機(jī)軟件專(zhuān)業(yè)中算法分析與設(shè)計(jì)是一門(mén)非常重要的課程，很多人為它如癡如醉。很多問(wèn)題的解決，程序的編寫(xiě)都要依賴(lài)它，在軟件還是面向過(guò)程的階段，就有程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這個(gè)公式。算法的學(xué)習(xí)對(duì)于培養(yǎng)一個(gè)人的邏輯思維能力是有極大幫助的，它可以培養(yǎng)我們養(yǎng)成思考分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。如果一個(gè)算法有缺陷，或不適合某個(gè)問(wèn)題，執(zhí)行這個(gè)算法將不會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題。不同的算法可能用不同的時(shí)間、空間或效率來(lái)完成同樣的任務(wù)。一個(gè)算法的優(yōu)劣可以用空間復(fù)雜性和時(shí)間復(fù)雜度來(lái)衡量。算法可以使用自然語(yǔ)言、偽代碼、流程圖等多種不同的方法來(lái)描述。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)、語(yǔ)言編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)以及各種各樣的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的軟件，都必須使用具體的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。算法設(shè)計(jì)與分析是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的一個(gè)核心問(wèn)題。因此，學(xué)習(xí)算法無(wú)疑會(huì)增強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)力，提高自己的修為，為自己增彩。那么，什么是算法呢？算法是指解決問(wèn)題的方法或過(guò)程。算法滿(mǎn)足四個(gè)性質(zhì)，即輸入、輸出、確定性和有限性。為了了解算法，這個(gè)學(xué)期馬老師帶我們走進(jìn)了算法的世界。馬老師這學(xué)期提出不少實(shí)際的問(wèn)題，以及解決問(wèn)題的算法。我在此只說(shuō)比較記憶深刻的問(wèn)題，即01背包的問(wèn)題。01背包問(wèn)題可以描述為：給定一組物品，每種物品都有自己的重量和價(jià)格，在限定的總重量?jī)?nèi)，我們?nèi)绾芜x擇，才能使得物品的總價(jià)格最高。問(wèn)題的名稱(chēng)來(lái)源于如何選擇最合適的物品放置于給定背包中。首先，01背包問(wèn)題具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)和子問(wèn)題重疊性質(zhì)，適于采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法求解。動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法與分治法類(lèi)似，其基本思想是將待求解問(wèn)題分解成若干個(gè)子問(wèn)題，然后從這些子問(wèn)題的解得到原問(wèn)題的解。與分治法不同的是，用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解的問(wèn)題，經(jīng)分解得到的子問(wèn)題往往不是互相獨(dú)立的，若用分治法解這類(lèi)問(wèn)題，則分解得到的子問(wèn)題數(shù)目太多，以至于最后解決原問(wèn)題需要耗費(fèi)過(guò)多的時(shí)間。動(dòng)態(tài)規(guī)劃法又和貪婪算法有些一樣，在動(dòng)態(tài)規(guī)劃中，可將一個(gè)問(wèn)題的解決方案視為一系列決策的結(jié)果。不同的是，在貪婪算法中，每采用一次貪婪準(zhǔn)則便做出一個(gè)不可撤回的決策，而在動(dòng)態(tài)規(guī)劃中，還要考察每個(gè)最優(yōu)決策序列中是否包含一個(gè)最優(yōu)子序列。用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決問(wèn)題的思路如下：最優(yōu)決策序列由最優(yōu)決策子序列組成。假設(shè)f(i,y)表示剩余容量為y，剩余物品為i, i+1, ?, n時(shí)的最優(yōu)解的值，即：f(n,y)= Pn,if y≥Wn f(n,y)= 0, if