算法设计与分析课程设计教学改革

摘 要 算法设计与分析课程设计综合考察学生的程序编写和算法设计能力。本文在介绍该课程设计目标和教学过程中存在问题的基础上，从课程设计选题，课时分配以及成绩考核等方面进行改进，进而提高学生设计算法解决实际问题的能力。

关键词 算法设计与分析 课程设计 工程化教学

0引言

该课程设计的目的是：学生在掌握经典算法的基础上，能够根据实际问题，分析问题、设计算法、优化算法。在地方型院校中，课程设计综合考察学生知识掌握和解决问题重要途径。

《算法设计与分析》课程具有综合性高、实践性强、适应性广的特点，要求学生根据实际问题，提出解决问题的算法，并编程实现。该课程设计是属于专业必修课的实践性教学环节。培养实际工作所需要的动手能力和专业技能，从而为规范地开发大型、复杂、高质量的应用软件或系统软件打下基础；

在“工程化”的人才教育背景下，本文以《算法设计与分析》为例，针对目前课程设计教学过程中存在的问题，深入分析课程设计选题，课时分配以及成绩考核等方面，并对这些方面提出了相应的改革措施。

1课程设计改革的必要性

该课程设计能够综合考察学生的算法理论、程序编写语言的掌握程度、分析问题、设计算法等方面。要求学生在相对较少的学时内，运用所学知识，分小组完成某应用系统的开发。

课程教学中往往存在以下问题：前期的程序设计知识点的掌握不够牢固、对基本的数据结构的理解和应用不熟悉、理论和实践脱节、实践环节薄弱，考核方式不合理等。除以上问题，在课程设计过程中常被忽略的还有以下几点：

（1）针对不同专业、不同年级、不同培养目标的学生，课程设计题目和要求应不尽相同。针对地方性应用型本科院校学生，为培养其应用能力，教师所出题目应偏向应用，而非算法学术研究或简单的算法验证。

（2）根据班级人数，分成若干组，通常由五名左右的学生组成。小组内成员的分工一般是小组组长分配，学生的各自特长以及在项目完成过程中的主动性和积极性不高；最终课程设计成绩也不应采取“一刀切”模式，应根据小组内成员的分工不同予以区分。

（3）课程设计最终提交的报告是各个小组的最终成果，教师应考核该成果是否为他人成品，所提交报告是否为抄袭，若检测出属于抄袭，小组内所有成员的成绩应均不及格；若为非抄袭，小组内成员的成绩应根据分工、课程设计答辩、课程设计报告等作为依据，依次区分成绩。防止出现“做多做少”、“做与不做”、“做好与不好”成绩相同的局面，一定程度上提高学生动手操作的积极性。

2改革措施

2.1课程设计题目

该课程设计的题目应具备培养学生实践应用能力，教师所出选题既要能激发学生解决问题的潜能，又要与实际生活应用紧密相连，表1中列出了部分课程设计题目。

每个课程设计题目均是一个小型的项目开发，教师应教会学生从项目的核心问题出发，从问题的分析→相应数学模型的建立→算法的选择、设计和实现→程序的最终调试通过→项目相关文档的书写。

2.2课时安排

各个学校因师资力量、实践教学环境以及学生的实际动手能力等因素不同，课程设计的实践课时安排也不尽相同，一般为16～24学时。应用型本科院校的课程设计一般设置为16学时，除常规课程设计必要环节安排相应的学时外，通过教学实践发现将团队内成员协作分工和课程设计报告答辩作为课时的组成部分是十分必要的，经研究分别安排了0.5和2.5学时。表2中列出了调整后的课程设计各个环节课时分配情况。

2.3考核方式

课程设计最终成绩的组成一般包括：平时表现、系统完成情况、设计报告等。考核标准一般包括：编写程序的适用性、鲁棒性等（占40%）；学生的动手能力，创新精神（占30%）；总结报告（占30%）。成绩为：优、良、中、及格和不及格五等。优秀者人数一般不超过总人数的20%。分数低于60分，需要重做系统，教师重新考核，合格后才能得到该课程设计的学分。该考核方式存在如下问题：

（1）在这种考核下，忽略了团队协作的重要性，为了培养学生的团队合作意识，应加入团队协作和分工因素。每个小组要在报告中列出每个成员的工作，并要求成员签字确认。

（2）网络成为学生生活和学习中的重要组成部分，不排除有部分学生会通过网络搜索课程设计成品或已调试通过的代码程序，为了一定程度上避免这种情况的出现，设计了课程设计总结报告答辩环节。学生若直接从网络上找成品，从其报告和答辩过程中便可发现。指导教师一旦发现小组学生作品属于他人已完成的成品，则要求该小组换题目重新做，在规定时间内按要求完成则给予及格，否则小组内成员均不及格。表3列出了课程设计成绩比例的对比。

（3）因五分制“优秀、良好、中等、及格和不及格”，这种分制存在较强主观因素，等级间范围较大，因此，我们采用“先百分制，后五分制”的措施，将百分制九十至一百转为五分制“优秀”，将百分制八十至八十九转为五分制“良好”， 将百分制七十至七十九转为五分制“中等”， 将百分制六十至六十九转为五分制“及格”， 将百分制六十分以下转为五分制“不及格”。该措施将最终成绩严格量化，一定程度上避免教师打分的主观性，对于学生作品的评价也具有一定的公平性。

2.4课程设计整体方案

课程设计改革后主要包括六个环节（如图1所示），每个环节指导教师均必须参与。

（1）在学生选题之前，指导教师根据本校人才培养定位，制定出符合该定位的课程设计选题；在此过程中，避免出现“一次出题，多年不变”的现象，应根据时代变化与时俱进；

（2）学生分组选题结束后，每组均需进行所选项目的总体设计，指导教师在学生进行下一环节前，审核总体设计是否合理，指出需要删除、添加以及修订的部分；

（3）根据整体设计，每组成员需要根据项目的核心问题进行数学建模，选择或设计算法，写出算法的伪代码。指导教师告知学生设计的算法中是否存在漏洞，是否需要更新算法，并用高级编程语言实现所提算法。小组成员根据数据的输入和输出，进行数据的记录；

（4）指导教师在学生书写课程设计报告前，将规范要求明确告知学生；

（5）在课程设计的最后安排答辩环节，教师不仅要求小组演示项目成品，介绍已实现的功能，暂未实现的功能，未实现功能的主要技术难点以及书写的设计报告。指导教师和部分学生代表监督项目是否为自创，若发现为抄袭，则小组成员需从第一步开始重新选题；

（6）在答辩过程中，为有效避免指导教师打分的主观性，选2～3名有项目开发经验的学生代表同时打分，除掉最高分、最低分，剩余分数的平均值为该小组每个学生的成绩。

3总结

课程设计是衡量学生将所学理论知识综合应用的重要手段，本文从题目，课程设计学时分配以及最终的成绩评定等环节进行改进，激发学生学习的主观能动性。

基金项目：蚌埠学院教学研究基金项目 （No. 2015jyxm24）。

作者简介：通讯作者：葛芳（1986-），女，汉，安徽亳州人，蚌埠学院计算机工程学院，硕士，计算机教育。

参考文献

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